Leitungsschutzschalter werden in der Elektrotechnik zum Schutz von Schaltkreisen gegen Überlastung, z. B. durch Kurzschlüsse oder dergleichen, verwendet und dienen zur automatischen Unterbrechung einer Leitung, d. h. sie lösen aus, wenn eine solche Überlastung auftritt.

Für einige mögliche Überlastungsfälle wird ein Magnetsystem zur Auslösung des Leitungsschutzschalters verwendet. Das Magnetsystem hat einen beweglichen Anker, der in Ruhelage teilweise in eine von dem Strom in der zu überwachenden Leitung fließenden Strom durchflossene Spule hineinragt. Wird der Strom in der Spule größer als ein vorbestimmter Auslösestrom, wird der Anker durch das entstehende Magnetfeld der Spule verschoben und löst über einen Stößel den Leitungsschutzschalter aus.

Weil die Spule stets von dem zu überwachenden Strom durchflossen ist, muß das Auslöseglied, d. h. Anker und Stößel, von einer Feder in einer definierten Ruhelage gehalten sein, um ein definiertes Ansprechen des Leitungsschutzschalters sicherzustellen und Fehlauslösungen zu vermeiden.

Folglich muß das Magnetsystem eine Mehrzahl verschiedener mechanischer Teile enthalten, um diese Funktionssicherheit zu gewährleisten. Diese Mehrzahl mechanischer Teile zusammenzufügen ist zeitaufwendig und folglich teuer.

Die Leitungsschutzschalter werden in großen Stückzahlen hergestellt, da nahezu sämtliche Stromkreise in Häusern, Fabriken und dergleichen inzwischen durch solche Schalter abgesichert werden müssen.

Folglich ist es Aufgabe der Erfindung, ein Magnetsystem für Leitungsschutzschalter zu schaffen, das leicht und preiswert herzustellen ist, sowie ein Verfahren zu Herstellung eines solchen Magnetsystems anzugeben.

Hinsichtlich des Magnetsystems wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, und hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind die Bestandteile des Magnetsystems eine Hülse, ein Anker, ein Stößel, eine Feder, ein Einsatz und ein Tragkörper. Die Teile sind so gestaltet, daß die Hülse die Einzelteile Anker, Stößel, Feder und Einsatz aufnehmen kann, um mit diesen Teilen in den Tragkörper eingesetzt zu werden, der die Baugruppe zusammenhält.

In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich zu dem Einsatz ein fester Kern vorgesehen, der von dem Stößel durchgriffen und zwischen dem Anker und dem Einsatz angeordnet ist, um das Magnetfeld der Spule zu verstärken und um das Ansprechverhalten des Magnetsystems zu variieren.

Ferner kann der Einsatz so gestaltet sein, daß er in die Hülse eingepreßt werden kann, um eine vormontierte Baugruppe, die aus der Hülse mit Anker, Stößel, Feder und ggf. dem festen Kern besteht, zusammenzuhalten.

Alternativ kann der feste Kern die Funktion des Einsatzes mit übernehmen, wenn der feste Kern ein Widerlager für die Feder bildet, so daß die Feder zwischen dem Stößel und dem festen Kern vorgespannt ist.

Der Einsatz kann so gestaltet sein, daß seine axiale Lange zwischen dem Haltepunkt am Tragkörper bzw. an der Hülse und dem an dem Einsatz ausgebildeten Widerlager für die Feder der Auslösecharakteristik des Magnetsystems entsprechend angepaßt ist, um die Vorspannkraft der Feder anzupassen. In diesem Fall kann stets die gleiche Feder verwendet werden, um dennoch verschiedene Magnetsysteme zu erhalten. Die Anpassung der Lange des Einsatzes kann durch geeignete Bemessung bzw.

Auswahl eines Einsatzes mit der gewünschten Lange erfolgen.

Der Einsatz kann auch so gestaltet sein, daß er an jeder Stirnseite mit einem Widerlager für die Feder versehen ist, wobei jedes Widerlager einen anderen Abstand vom Haltepunkt des Einsatzes (an der Hülse oder an dem Tragkörper) hat. Ein solcher Einsatz kann durch die Wahl der Einbaulage verwendet werden, um die vorgenannte Längenanpassung und damit die Anpassung der Federvorspannung vorzunehmen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Magnetsystem auf einfache Weise aus preiswerten Einzelteilen zusammengefügt werden.

Die üblicherweise aus Kunststoff zu fertigende Hülse hat an einem Ende einen Anschlag für den Anker aus einem magnetisierbaren Material, so daß der Anker in einem ersten Montageschritt einfach in die Hülse eingeführt werden kann und dort vom Anschlag gehalten ist. Dann kann der ebenfalls üblicherweise aus Kunststoff zu fertigende Stößel in Hülse eingeführt und mit dem Anker in Anlage gebracht werden. Der Stößel liegt dabei nur an einer Stirnfläche des Ankers an, ohne mit diesem fest verbunden zu sein. Nun wird die Feder über den Stößel geschoben, so daß sie ankerseitig an einem Widerlager am Stößel anliegt. Durch Aufstecken des ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Einsatzes mit seiner Führung auf den Stößel, gelangt die Feder in Anlage mit einem Widerlager an dem Einsatz. Wenn der Einsatz nun in seine Endstellung verschoben wird, ist die Feder vorgespannt und drückt den Stößel in seine Ruhelage. Der Einsatz kann an der Hülse und/oder an dem Tragkörper befestigt werden, wobei letzteres durch Einsetzen der Hülse mit den vorgenannten Teilen in den Tragkörper erfolgen kann. Bei dem fertigen Magnetsystem ist der Stößel in seine Ruhestellung vorgespannt und drückt, bedingt durch die Anlage des Stößels an dem Anker, den Anker ebenfalls in seine Ruhestellung gegen den in der Hülse ausgebildeten Anschlag.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich das aus Anker, Stößel, Feder und Einsatz bestehende Subsystem durch einfaches Einbringen dieser Teile in die Hülse montieren, ohne daß komplizierte Zwischenschritte erforderlich sind.

Zudem ist keine Verbindung zwischen Anker und Stößel unter Zwischenordnung der Feder erforderlich, so daß einfache Kunststoffteile verwendet werden können. Wenn der Einsatz und die Hülse von dem Tragkörper gehalten sind, ist es sogar möglich, die Einzelteile mit relativ großen Toleranzen zu fertigen, da keinerlei Preßsitz erforderlich ist, um die Teile zusammezuhalten. Weil ferner die ohnehin erforderliche Spule die Hülse umgibt und hält, wobei die Spule an dem Tragkörper fest befestigt ist, kann das gesamte Magnetsystem aus preiswerten Einzelteilen mit großen Toleranzen mit wenigen Verbindungsstellen zu einer Baugruppe zusammengefügt werden.

Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen : Fig. 1 eine vergrößerte Teilschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Magnetsystems ; Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Magnetsystems ; Fig. 3 eine Perspektivansicht eines Tragkörpers ; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Magnetsystems ; und Fig. 5 eine geschnittene Explosionsdarstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Zunächst zu Fig. 4, in der eine perspektivische Gesamtansicht eines Magnetsystems gezeigt ist. In Fig. 4 ist ein Tragkörper 1 gezeigt, in den eine Hülse 2 eingesetzt ist. Die Hülse 2 ist von einer Spule 3 umgeben, die mit einem Spulenende 32 mit dem Tragkörper 1 verbunden ist. Das andere Spulenende 33 ist mit einer Schraubklemme 31 verbunden. In Fig. 4 ist mit dem Bezugszeichen 7 ein Anker gezeigt, der durch die Kraft einer Feder (nicht gezeigt) in seiner Ruheposition gehalten ist, in der der Anker 7 geringfügig über das Ende der Hülse 2 vorsteht. Der Tragkörper bildet ein Joch für den Elektromagneten, der von der Spule 3 und dem Anker 7 gebildet ist. Wird die Spule 3 von einem Strom durchflossen, der einen vorbestimmten Strom übersteigt, wird der Anker 7, der in Ruhelage außermittig zum Magnetfeld der Spule 3 angeordnet ist, in Fig. 4 nach unten ausgelenkt. Dadurch wird ein Auslösemechnismus (nicht gezeigt) ausgelöst.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemaßen Magnetsystems gezeigt. Deutlich ist hier- ein Tragkörper 1 mit einer zwischen Armen des Tragkörpers gehaltenen Hülse 2 zu erkennen. Die Hülse 2 ist von einer Spule 3 umgeben, deren eines Ende mit dem Tragkörper 1 verbunden ist und deren anderes Ende an eine Schraubklemme 31 angeschlossen ist. Innerhalb der Hülse 2 sind ein Anker 7, ein Stößel 4, eine Feder 5 und ein Einsatz 6 angeordnet. Der Anker 7 ist aus einem magnetisierbaren Material (Eisen etc.) gefertigt und ragt in seiner Ruhestellung, wie in Fig. 1 gezeigt ist, nur wenig in den von der Spule 3 umgebenen Abschnitt der Hülse 2 hinein. Wird nun die Spule 3 von einem Strom bestimmter Größe durchflossen, wird der Anker 7 angezogen und in Fig. 1 nach rechts bewegt. Dabei verschiebt der Anker 7 den unter Federvorspannung in einer Aufnahme am Anker 7 aufliegenden Stößel 4 gegen die Kraft der Feder 5.

Wenn der Stößel 4 verschoben wird, tritt dessen in Fig. 1 rechtes Ende weiter aus einem Einsatz 6 hervor und löst einen zugeordneten Auslösemechanismus (nicht gezeigt) aus.

Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, hat der Einsatz 6 zwei Funktionen. Einerseits dient der Einsatz 6 der Führung des den Einsatz 6 durchdringenden Stößels 4, andererseits dient die dem Anker 7 zugewandte Stirnfläche des Einsatzes 6 als ein Widerlager für die Feder 5, die somit zwischen dem Einsatz 6 und einem an dem ankerseitigen Ende des Stößels 4 ausgebildeten Widerlager eingespannt ist. Der Anker 7 liegt in seiner Ruhestellung an einem umlaufenden Absatz der Hülse 2 an und wird von dem in der Stößelaufnahme des Ankers 7 anliegenden, vorgespannten Stößel in Ruhestellung gehalten.

Wie in Fig. 1 weiter gezeigt ist, hat der Einsatz 6 einen umlaufenden Vorsprung, mit dem sich der Einsatz 6 gegen die Kraft der Feder 5 an dem Tragkörper 1 abstützt. Alternativ dazu kann der Einsatz 6 auch in die Hülse eingepreßt sein, er kann aber auch auf andere Weise an dem Tragkörper 1 befestigt sein.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magnetsystems. Dieses Ausführungsbeispiel hat im wesentlichen den gleichen Aufbau, wie das erste Ausführungsbeispiel, d. h es hat einen Tragkörper 1, eine Hülse 2, eine Spule 3, eine Stößel 4, eine Feder 5, einen Einsatz 6 und einen Anker 7.

Diese Teile wirken so zusammen, wie dies unter Fig. 1 erläutert wurde, so daß auf eine Wiederholung verzichtet wird. Zusaätzlich zum ersten Ausführungsbeispiel ist ein fester Kern 8 in der Hülse 2 angeordnet. Dieser feste Kern 8 aus einem ebenfalls magnetisierbaren Material ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist, in Gegenüberlage des Ankers 7 innerhalb des durch die Spule 3 umschlossenen Abschnitts der Hülse 2 angeordnet und dient der Verstärkung der auf den Anker 7 wirkenden magnetischen Anziehungskraft, wenn die Spule 3 stromdurchflossen ist.

Wie deutlich in Fig. 2 zu erkennen ist, hat der feste Kern 8 eine mittige Längsbohrung, die von dem Stößel 4 und der Feder 5 durchgriffen ist. Der Durchmesser der Bohrung ist so gewählt, daß sich der Stößel 4 und die Feder 5 darin frei bewegen können. Ferner kann der als Widerlager für die Feder 5 dienende Abschnitt des Einsatzes 6 ebenfalls in die Bohrung hineinragen, um dort das Widerlager für die Feder 5 zu bilden. Mit diesem Ausführungsbeispiel kann das erste Ausführungsbeispiel auf einfache Weise modifiziert werden, indem lediglich zusätzlich der feste Kern 8 in die Hülse 2 eingepreßt wird. Der feste Kern 8 kann auch eingeklebt oder auf andere Weise festgelegt werden. Der feste Kern 8 kann auch derart ausgebildet sein, daß er die Funktionen des Einsatzes 6 mit übernimmt, indem er einstückig einen dem Einsatz 6 entsprechenden Abschnitt ausgebildet hat.

Fig. 3 zeigt eine Perspektivansicht des Tragkörpers 1, der für das erste und das zweite Ausführungsbeispiel verwendbar ist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, hat der Tragkörper 1 eine ankerseitige Aufnahme 12 und eine stößelseitige Aufnahme 11.

Zum leichteren Verständnis ist die vertikale Achse des Tragkörpers 1 gemäß Fig. 3 mit der vertikalen Achse des Magnetsystems in Fig. 2 ausgerichtet dargestellt. Wie in Fig.

3 deutlich zu erkennen ist, sind die stößelseitige Aufnahme 11 und die ankerseitige Aufnahme 12 als zu einer Seite offene Langlöcher ausgebildet. Dadurch kann die vormontierte Hülsenbaugruppe mit der auf die Hülse aufgeschobenen Spule durch seitliches Einführen in den Tragkörper 1 eingesetzt werden. Bei dieser Einsetzbewegung gelangt der umlaufende Vorsprung des Einsatzes 6 hülsenseitig in Anlage mit dem Tragkörper 1 (Fig. 1 und 2), ebenso wie das ankerseitige Ende der Hülse 2 hülsenseitig in Anlage mit dem Tragkörper 1 gelangt (Fig. 1 und 2). Um den Halt der Hülse 2 im Tragkörper 1 auf der Ankerseite zu verbessern, kann, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, die Hülse 2 mit einem Haltearm 24 ausgebildet sein, der auf die gegenüberliegende Seite des zugeordneten Arms des Tragkörpers 1 übergreift. Zur Festlegung der Hülse können auch andere Varianten der Hülsen-und Tragkörpergestaltung zusammenwirken ; beispielsweise Rastnasen und Rastnuten, Klebung, Schweißung etc..

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht einzelner Teile des Magnetsystems im Laufe des Zusammenfügens des erfindungsgemäßen Magnetsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Das Zusammensetzen der Teile erfolgt in Fig. 5 von rechts nach links, d. h die Einzelteile werden in der gezeigten Reihenfolge von rechts in die Hülse 2 eingesetzt. Vorzugsweise erfolgt dieser Zusammenbau mit der größeren Hülsenöffnung nach oben, so daß die Teile einzeln eingesetzt werde können und von der Schwerkaft gehalten sind.

Wie in Fig. 5 deutlich zu sehen ist, hat die Hülse 2 eine gestufte Bohrung mit den Bohrungsabschnitten 21 (kleinerer Durchmesser) und 22 (größerer Durchmesser). An der Übergangsstelle zwischen diesen beiden Bohrungsabschnitten 21 und 22 ist eine Stufe ausgebildet, die einen Anschlag 23 für den Anker 7 bildet.

Der Anker 7 hat eine gestufte Außenkontur mit den Abschnitten 71 (kleinerer Durchmesser) und 72 (größerer Durchmesser).

Zwischen diesen Abschnitten ist eine Stufe ausgebildet, die eine Anlagefläche 73 bildet. Der Abschnitt kleinen Durchmessers 71 des Ankers 7 ist so bemessen, daß er leicht verschiebbar in den kleindurchmessrigen Bohrungsabschnitt 21 der Hülse 2 eingeführt werden kann. Gleichermaßen ist der großdurchmessrige Abschnitt 72 des Ankers 7 kleiner als der Durchmesser des großdurchmessrigen Abschnitts 22 der Hülse 2, so daß der Anker 7 insgesamt bis zur Anlage der Anlagefläche 73 an dem Anschlag 23 der Hülse 2 in die Hülse 2 einführbar ist.

Nachdem der Anker 7 bis zum Anschlag 23 in die Hülse 2 eingeführt wurde, wird der Stößel 4 zusammen mit der in dieser Fig. 5 der Übersicht halber nicht gezeigten Feder in die Hülse eingesetzt. Dabei gelangt der Kopfabschnitt 41 des Stößels in eine am Anker 7 stirnseitig ausgebildete Aufnahme 74. Diese Aufnahme verbessert die Führung des Stößels 4 in der Hülse 2 und hält die Feder (nicht gezeigt) von der Hülsenwand fern, so daß auch im zusammengedrückten Zustand der Feder (nicht gezeigt) kein Klemmen oder Verhaken auftreten kann. Die Aufnahme 74 im Anker 7 ist jedoch nicht zwingend erforderlich.

Nun wird der Einsatz 6 mit seiner Führungsbohrung 62 auf das Auslöseende 42 des Stößels 4 aufgesteckt und unter Zusammendrücken der Feder (nicht gezeigt) entlang des Stößels 4 verschoben, bis der Einsatz 6 eine Stellung relativ zur Hülse 2 erreicht hat, die ein Einsetzen der so fertiggestellten Baugruppe in den Tragkörper (s. Fig. 1 und 2) erlaubt. Dann wird die Hülse zusammen mit der Spule (nicht gezeigt) in den Tragkörper eingesetzt.

Wenn die Baugruppe in den Tragkörper eingesetzt ist, liegt der umlaufende Vorsprung 61 des Einsatzes 6 am Tragkörper an.

Der Abschnitt 63 des Einsatzes 6 bestimmt den Abstand zwischen den Widerlagern für die Feder (nicht gezeigt) am Kopfende 41 des Stößels 4 und am stirnseitigen Ende des Abschnitts 63 des Einsatzes 6, so daß durch die Festlegung der Lange dieses Abschnitts 63 die Vorspannung der Feder gewählt werden kann, während stets die gleiche Feder verwendet wird.

In Fig. 5 ist mit 6'eine alternative Ausgestaltung des Einsatzes 6 gezeigt. Der gezeigte Abschnitt 63'ist langer als der entsprechende Abschnitt 63 des Einsatzes 6. Indem dieser Einsatz verwendet wird, läßt sich eine höhere Federvorspannung einstellen. Zudem hat der bezüglich des Vorsprungs 62'dem Abschnitt 63 gegenüberliegende Abschnitt 64'des Einsatzes 6 etwa die gleiche Lange wie der Abschnitt 63 des Einsatzes 6. Somit können durch bloßes Umdrehen (sog.

Umschlag) des Einsatzes 6'zwei verschiedene Federvorspannungen mit demselben Bauteil verwirklicht werden.