热触发轴及调整双金属元件与热触发轴之间的间距的方法
热触发轴及调整双金属元件与热触发轴之间的间距的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在出现触发事件时激活一触发机构的电开关的热触发装置的热触发轴，以及涉及一种热磁性触发单元的热触发装置、一种电开关的热磁性触发单元以及一种用于中断电路的电流的电流流动的电开关。此外，本发明涉及一种用于调整热触发装置的双金属元件与热触发装置的热触发轴之间的间距的方法，所述方法用于校准热触发装置的触发特性。
【背景技术】
[0002]基本已知的是:紧凑功率开关(MCCB=模式断路器，英文Molded Case CircuitBreaker)例如根据磁性排斥或中断或分开接触的原理来设计。在此情况下，在达到短路电流的预期峰值之前打开所述接触。通过分开所述接触而显著减少了由于系统部件峰值短路电流的机械负载以及热负载，它们会在短路期间出现。例如使用紧凑功率开关，以便实现双重功能，即防止设备受到过载电流和短路电流以及防止线路和电运行器件受到由于例如接地所引起的损坏。为了防止设备受到过载电流或短路电流，也可以被称作热磁性功率开关或保护开关的所述紧凑功率开关具有热磁性触发单元(TMTU=热磁性脱扣器，英文:Thermal Magnetic Trip Unit)。所述热磁性触发单元具有一热触发装置，以便保护电路或电装置不基于过载而损坏，并且具有一磁性触发装置，以便保护电路或电装置不基于短路而损坏。
[0003]短路且尤其是电短路一般被公知为电路的两个或更多个能的部件之间并尤其是两个节点之间的意外或者有意地产生的传导连接，通过该传导连接，这些能传导部件之间的电位差降到等于零的值或降到近似零。尤其就一紧凑功率开关而言，短路是两个分开的相之间的非正常连接，这两个相为此被确定它们是分开的还是彼此隔离的。短路导致存在过量电流，即存在过电流，该过电流会导致电路和/或消耗器的损坏、过热、起火或甚至是爆炸。过载是一种与短路相比较不极端的状态并且确切地说是一长期的过电流状态。
[0004]此外基本已知的是:热触发装置例如具有由至少两条彼此叠置辊轧的金属带制成的双金属元件，所述金属带分别具有不同的热膨胀系数。电流例如为了加热所述双金属元件而流经相应的加热线圈或沿着变窄的电流线路路径流动，其中，基于金属带的不同的热膨胀系数，所述双金属元件在相应施加热能的情况下弯曲或卷曲。基于双金属元件的弯曲运动例如要么操纵控制触点要么解锁保护开关的开关锁。磁性触发装置或电磁触发装置例如以如下方式构成，S卩，在出现短路或短路电流时，流过电流线路元件的电流这样地大，使得布置在所述电流线路元件上的轭元件产生一磁场，由此又例如吸引衔铁元件。基于衔铁元件的运动例如无延迟地解锁保护开关的开关锁。所述衔铁元件或衔铁以公知的方式通过一弹簧和尤其是一拉力弹簧来就位，从而使得衔铁元件逆着弹簧的拉力或弹簧力的朝所述轭元件方向的运动因此可以仅在出现限定的磁场强度和因此相应触发的短路电流强度的情况下进行。紧凑功率开关优选是功率保护开关，它们在由于过载或短路电流的触发之后又可以被接通。
[0005]尤其在电路的不同的标称电流方面需要的是:与电路连接的紧凑功率开关且尤其是紧凑功率开关的热磁性触发单元能够以如下方式校准，g卩，对触发事件响应地，与电路的不同标称电流强度无关地可以实现电路的电流的电流流动的中断。因此需要:热磁性触发单元的磁性触发装置和/或热触发装置尤其可以就紧凑功率开关的相应使用领域而言通过紧凑功率开关的最终用户校准或也在紧凑功率开关的各个部件的装配和尤其是热磁性触发单元的各个部件的装配期间校准。基本公知的是:尤其是为了调整或校准所述热触发装置而在热触发轴的区域中置入一螺栓元件，借助于所述螺栓元件能够调整热触发轴和双金属元件之间的间距。为此但是需要:切割或成形所述热触发轴的该区域中的螺纹，螺栓元件可以嵌入到所述螺纹中。但是，螺纹切割或螺纹成形非常费时间和成本。此外也不能阻止基于紧凑功率开关的不同使用条件的，例如基于振动的螺栓元件的报销和尤其是螺栓元件从该螺纹中运动出来。
[0006]因此基本已知的是:为了将螺栓元件固定或锁定在热触发轴的相应区域中，所述螺栓元件借助于一粘接材料来固定。所述粘接材料首先在热磁性触发单元的校准之前或之后被带至螺栓元件上并且尤其被带至处在所述螺栓元件的外螺纹与所述热触发轴的区段的内螺纹之间的区域上。但是，在使用粘接材料的情况下被看作不利的是:用于固定所述螺栓元件的粘接过程不仅例如基于粘接材料的硬化持续时间是耗时的，而且也需要附加的材料和尤其是粘接物，所述粘接物一方面提高了热磁性触发单元的生产成本或制造成本，并且另一方面也减少了热磁性触发单元的有效使用寿命。尤其因为粘接材料或粘接物基于不同的环境条件和影响发生改变，所以不能在任何环境条件下都实现螺栓元件在热触发轴上的过程安全的附着。因此，在输入太强的热能时基于非常高的环境温度可以是可行的是:例如软化所述粘接材料。与之相反，粘接材料的物质可以在太冷的环境温度下例如变得很脆或者说变脆。因此可能在两种情况下不再能够确保粘接材料的附着和相应地至少不再确保所述螺栓元件在所述热触发轴上的足够固定。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的任务是至少部分消除热触发轴和尤其是热磁性触发单元的热触发装置以及电开关的热磁性触发单元进而电开关的前面描述的缺点。尤其地，本发明的任务是提供一种用于在出现触发事件时激活触发机构的热触发轴，一种具有至少一个热触发轴的热触发装置，一种具有至少一个热触发装置的热磁性触发单元，一种用于中断电路的电流的电流流动的、具有至少一个热磁性触发单元的电开关，一种用于调整热触发装置的双金属元件与热触发装置的热触发轴之间的间距的方法，所述方法用于校准热触发装置的触发特性，借助于它们可以以简单和成本有利的方式能够实现热触发装置的触发特性的校准和尤其是双金属元件与热触发装置的热触发轴之间的间距的调节，并且其中，也在紧凑功率开关的运行中不以不希望的方式改变双金属元件与热触发轴之间调整出的间距。
[0008]前面的任务通过这些装置来解决:具有根据权利要求1的特征的、用于在出现触发事件时激活一触发机构的电开关的热触发装置的热触发轴；具有根据权利要求7的特征的、电开关的热磁性触发单元的热触发装置；具有根据权利要求8的特征的、电开关的热磁性触发单元；以及具有根据权利要求9的特征的用于在出现触发事件时中断电路的电流的电流流动的电开关。此外，当前的任务通过具有根据权利要求10的特征的、用于调整热触发装置的双金属元件与热触发装置的热触发轴之间的间距的方法来解决。本发明的其它特征和细节由从属权利要求、附图和描述中获得。在此存在这样的特征和细节，它们结合所述热触发轴来描述，显然也可以结合根据本发明的热触发装置，根据本发明的热磁性触发单元，根据本发明的电开关和/或结合根据本发明的用于调整双金属元件与热触发轴之间的间距的方法来描述和对应地反过来，从而使得就对于各个本发明观点的公开内容而言可以始终相互参考。
[0009]用于在出现触发事件时激活一触发机构的电开关的热触发装置的根据本发明的热触发轴具有至少一个从所述热触发轴的轴杆延伸离开的接触元件，用于与所述热触发装置的双金属元件接触。所述接触元件根据本发明具有一固定区域，所述固定区域具有一用于布置一调整元件的留空部，所述调整元件用于无级调整所述双金属元件与所述接触元件之间的间距。所述留空部根据本发明具有至少一个从留空部壁部延伸离开的突起部，所述突起部用于固定所述调整元件。热触发轴本身有利地能绕一转动轴线摆动或转动地受支承并且用于在出现就像尤其是过载或过载电流那样的触发事件时触发一触发机构。有利地，所述热触发轴是热触发装置的一组成部件，该热触发装置除了热触发轴之外可以尤其也具有一双金属元件。在双金属元件基于弯曲所述双金属元件的热能而偏转或弯曲时，在双金属元件与热触发轴和尤其是热触发轴的一接触元件之间实现接触，由此使热触发轴本身绕它的转动轴线偏转或运动。
[0010]因此，通过调整所述双金属元件与热触发轴的接触元件之间的间距可以调整热触发装置的触发特性。这意味着:在调整出双金属元件与热触发轴的接触元件之间的较大间距的情况下，热触发轴在出现相应很大的过载电流和因此在出现双金属元件的非常强的变形或弯曲的情况下才被触发或绕它的转动轴线偏转。因此，在双金属元件与热触发轴的接触元件之间的间距小的情况下，热 触发轴在出现小的过载电流和因此在双金属元件的基本上临界的弯曲情况下已经绕它的转动轴线偏转。因此，在热触发轴偏转时激活或解锁所述触发机构，从而使得紧凑功率开关连接的电路的电流的电流流动可以被分开。所述调整元件与双金属元件之间和尤其是所述接触元件与双金属元件之间的间距的调整有利地在热磁性触发单元的装配中通过技工进行。
[0011]有利地，所述热触发轴具有沿着热触发轴的转动轴线延伸的轴杆，至少一个接触元件和优选两个和更多个接触元件，如尤其是三个接触元件从该轴杆延伸离开。有利地，多个接触元件沿同一方向从所述热触发轴的轴杆延伸离开。用于接触所述双金属元件的接触元件有利地具有一固定区域，所述固定区域用于使所述调整元件固定在一确定的位置上。固定在本发明的范畴中有利地被理解为布置或定位。所述固定区域的留空部本身在此可以表示一(材料)凹陷部或例如就像一贯通钻孔那样的钻孔，有利地可以是一调整钉、一调整销或一调整螺栓的调整元件延伸穿过所述钻孔。
[0012]有利地，调整元件的纵向轴线基本上平行于并且有利地正交于所述热触发轴的轴杆的纵向轴线延伸。突起部本身以如下方式在所述留空部壁部上布置，即，所述突起部以材料集聚部或材料拱曲部的形式延伸到留空部的中央区域的内部中或延伸朝向所述留空部的中央区域。因此，所述突起部可以在本发明的范畴中例如用于为了固定所述调整元件能够实现与所述调整元件的力锁合连接。此外可以考虑:所述突起部本身可以用作嵌入器件，例如可以具有外螺纹的所述调整元件嵌入或切入到所述嵌入器件中。因此可以的是:在切入或嵌入所述嵌入元件的外螺纹或螺纹元件的情况下进行突起部的材料剥离(Mat er i a I ab tr ag )，通过该材料剥离，调整元件的区域可以置入到所述突起部的材料中。因此可以相应地考虑:所述突起部可以用于为了固定所述调整元件可以实现与所述调整元件的形状锁合连接。此外可以的是:布置多于一个的突起部和尤其是两个和更多个突起部，其中，在多个突起部的情况下，这些突起部有利地均匀分布地或彼此间隔开地沿着所述留空部壁部布置。
[0013]在本发明的范畴中此外可行的是:所述接触元件的固定区域具有一引入头，所述留空部延伸穿过所述的引入头。所述固定区域的引入头在此可以有利地是圆柱体形的元件，在所述圆柱体形的元件之内置入例如形式为贯通钻孔的留空部，从而使得因此存在管形的元件，整个留空部的长度和尤其是贯通钻孔通过所述管形的元件加长或提高。通过加长所述留空部和因此也有利地通过沿着所述留空部的留空部壁部的突起部变大或加长，因此可以经由留空部的一限定的长度实现较高或较大的材料拱曲部。有利地由此优化了所述调整元件在所述留空部之内的固定和取向。
[0014]此外可以考虑:所述留空部以至少区段地在所述留空部壁部上的沿着延伸的肋的形式设计。因此，肋在本发明的范畴中是一突起部，所述突起部的特色是突起部的长度大于它的宽度和高度。这类突起部或这类肋可以因此沿着所述留空部的纵向轴线延伸或正交于所述留空部的纵向轴线沿周向方向在所述留空部的留空部壁部上延伸。因此也可以考虑:这类肋形的突起部以螺旋的形式沿着所述留空部的留空部壁部延伸。有利地，在存在多个这类肋形突起部的情况下，这些突起部有利地均匀地彼此间隔开地布置在所述留空部的留空部壁部上。此外可以考虑:所述留空部的或所述肋的材料可以以如下方式变大，即，例如在用于将调整元件引入所述留空部中的引入区域中，所述突起部本身还具有一小的材料厚度，该材料厚度基本上连续变大或提高。因此可行的是:通过增加的抬起部或拱曲部进而在留空部之内的增加的材料施加，一方面简化了调整元件的引入并且同时基于强地突出(ausgepragt)的突起部优化了所述调整元件的固定。
[0015]此外在本发明的范畴中可以考虑:所述接触元件具有一锁定区域，所述锁定区域具有两个夹紧元件，用于锁定所述调整元件。锁定根据本发明被理解为阻止所述调整元件沿它的纵向方向和/或沿它的周向方向的运动，从而使得因此在所述调整元件与双金属元件之间和尤其是热触发轴的接触元件与双金属元件之间调整出的间距基于调整元件在所述锁定区域上的布置不被不希望地改变。这意味着:尤其有利地通过所述接触元件的锁定区域阻止了所述调整元件的转动运动或所述调整元件从所述接触元件中的转出或推出。在热触发轴结合双金属元件的布置中，所述锁定区域有利地布置在所述接触元件的固定区域与双金属元件之间。此外可以考虑:所述锁定区域有利地具有就像接触元件的固定区域那样的相同材料，从而使得所述接触元件可以完全制造为注塑件和尤其是制造为塑料注塑件。所述夹紧元件或夹子元件以如下方式设计，即，在置入所述调整元件的情况下，所述夹紧元件或夹子元件至少部分地弯曲或变形，以便能够实现所述夹紧元件之间的调整元件置Ao基于通过调整元件作用到夹紧元件上的力，所述夹紧元件因此产生一被限定的反力，由此又可以将所述调整元件锁定在一限定的位置上。此外可以考虑:在所述接触元件的固定区域与所述接触元件的锁定区域之间存在一限定的间距，以便尤其能够实现所述夹紧元件的运动或弯曲。
[0016]此外可以考虑:在所述锁定区域的夹紧元件之间布置一引入区域，所述引入区域具有比所述调整元件的外直径更小的直径。有利地可以借助于引入区域实现这些夹紧元件之间的调整元件的容易的引入。为了阻止调整元件的滑出或不足的锁定，所述锁定区域的引入区域具有有利地较小的直径，当所述调整元件的外直径大时，其中，所述外直径是绕调整元件的纵向轴线延伸的直径。在本发明范畴中此外可以的是:所述锁定区域的引入区域与所述固定区域的留空部同中心地布置。由此有利地可以实现:首先通过所述固定区域的留空部被置入的调整元件可以在不产生调整元件在留空部之内的倾斜的情况下被置入所述锁定区域的引入区域中或尤其是被置入锁定区域的夹紧元件之间的锁定区域中，以便获得基本上相对于所述热触发轴的轴杆平行的和有利地正交的延伸。
[0017]此外要求保护一种用于在出现触发事件时中断电路的电流的电流流动的电开关的热磁性触发单元的热触发装置，其中，所述热触发装置具有一根据前述权利要求1至6中的至少一项所述的热触发轴以及一双金属元件。因此，所述热触发装置有利地具有上面提到的形式的热触发轴。有利地，所述双金属元件具有一止挡元件，所述止挡元件布置在所述双金属元件的一个端部上并且用于在出现触发事件时的所述热触发轴的接触元件的接触。可行的是:所述止挡元件梯形或棱柱形地构型。因此可以以如下方式设计所述止挡元件，即，沿热触发轴的接触元件的方向延伸的材料壁部变窄地沿着所述双金属元件的宽度方向设计。止挡元件的这类形状尤其是有利的，如果热触发轴本身，例如通过最终用户应当沿热触发轴的轴杆的纵向轴线的方向推移，以便可以调整出双金属元件和尤其是双金属元件的止挡元件与热触发轴和尤其是热触发轴的接触元件之间的间距。
[0018]在所述根据本发明的热触发装置中获得了已经相对于根据本发明的前述观点的热触发轴被描述的全部优点。
[0019]此外要保护一种用于在出现触发事件时中断电路的电流流动的电开关的热磁性触发单元，其中，所述热磁性触发单元具有至少一个磁性热触发装置和一根据权利要求7的热触发装置。有利地，所述热磁性触发单元因此除了之前提到的有利地具有一热触发轴和一双金属元件的热触发装置之外也具有一磁性触发装置，该磁性触发装置有利地具有至少一个衔铁元件和尤其是一冲击衔铁或翻转衔铁以及具有一用于产生磁场的轭元件和一相应的磁性触发轴。尤其地，所述磁性触发装置以如下方式设计，即，在衔铁元件基于磁场朝所述轭元件运动时，所述磁性触发轴以如下方式绕转动轴线偏转，即尤其要么触发机构直接被激活或解锁，要么热触发装置的热触发轴绕转动轴线偏转或运动，由此又使所述触发机构基于热触发轴的运动被激活或解锁，以便中断电路的电流的电流流动。
[0020]在根据本发明的热磁性触发单元中获得已经相对于根据本发明的前述观点的热触发轴和/或热触发装置被描述的全部优点。
[0021]此外要求保护一种电开关，所述电开关用于在出现触发事件时中断一电流回路的电流的电流流动，其具有一根据权利要求8的热磁性触发单元。因此，电开关有利地具有根据上述类型的热磁性触发单元。所述电开关有利地是功率开关和尤其是之前提到类型的紧凑功率开关。
[0022]在根据本发明的电开关中获得已经相对于根据本发明的前述观点的热触发轴、热触发装置和/或热磁 性触发单元被描述的全部优点。
[0023]根据本发明的方法用于调整热触发装置的双金属元件与热触发装置的根据前述权利要求1至6中的至少一项设计的热触发轴之间的间距，所述方法用于校准热触发装置的触发特性，其中，所述调整元件置入到所述接触元件的固定区域的留空部中并且在所述留空部之内借助于突起部以相对于所述双金属元件的一限定的间距固定。因此有利地为了使用该方法而使用根据前述类型之一的热触发装置的热触发轴，以便校准所述热触发轴的触发特性。在本发明的范畴中，触发特性尤其被理解为一触发时间，在所述触发时间之内或触发时间之后，所述热触发装置在出现就像尤其过载或过载电流那样的触发事件时绕它的转动轴线被偏转。这意味着:在存在电开关和尤其是紧凑功率开关连接的所述电路的相应小的标称电流的情况下，有利地以如下方式选择待在双金属元件与所述接触元件的调整元件之间调整的间距，即，在双金属元件基于通过电流导体传递到所述双金属元件上的热能而小地变形或弯曲的情况下已经接触所述接触元件。因此作为结果也可以考虑:例如在存在电路的基本上很大的标称电流的情况下，紧凑功率开关和尤其是紧凑功率开关的热磁性触发单元的热触发装置以如下方式被校准，即，热触发轴在双金属元件的相对强弯曲之后才以如下方式被接触，即，所述热触发轴绕它的转动轴线被偏转，由此又激活或解锁一触发机构，以便在出现过载时中断所述电路的电流的电流流动。为了因此调整所述双金属元件和热触发轴的接触元件和尤其是能够至少区段地置入到所述热触发轴的接触元件中的一调整元件之间的间距，根据本发明而可行的是:所述调整元件置入到所述接触元件的留空部中，尤其是接触元件的固定区域的留空部中。置入在本发明的范畴中尤其被理解为调整元件到所述留空部中的插入，只要所述调整元件例如是一调整钉，或被理解为调整元件的拧入，只要所述调整元件例如是一调整螺栓。
[0024]如果所述调整元件以调整钉的形式置入所述接触元件的固定区域的留空部中，那么在充分使用留空部中的突起部与调整元件之间的力锁合的情况下能够实现调整元件在突起部之内和尤其是在接触元件的固定区域中的固定。此外可以考虑:只要所述调整元件是一调整螺栓，所述调整螺栓被置入到所述留空部中和尤其是置入到一突起部的一限定的区域中，该突起部布置在所述留空部之内，其中，例如基于调整螺栓的外螺纹以如下方式排挤或剥离所述突起部的材料，即，所述调整螺栓可以拧入所述留空部中和尤其是留空部的突起部中。通过所述调整螺栓到所述突起部中的拧入因此在所述突起部和所述调整螺栓或所述调整元件之间产生一形状锁合连接，由此所述调整元件又固定在所述接触元件的固定区域的留空部中。
[0025]在本发明的范畴中此外可以考虑:所述调整元件置入所述接触元件的锁定区域的两个夹紧元件之间并且借助于通过所述夹紧元件作用到所述调整元件上的压力被锁定在所述夹紧元件之间防止不希望的运动。有利地相应可以考虑:所述调整元件首先置入所述接触元件的固定区域的留空部之内并然后在接触元件的锁定区域的两个夹紧元件之间运动。在此情况下可以的是:通过在所述接触元件的锁定区域的夹紧元件之间的调整元件置入使所述夹紧元件以如下方式彼此弯曲分开，即，通过所述弯曲产生作用到所述调整元件上的反力，由此又在一限定的位置中锁定了所述调整元件。通过锁定所述调整元件有利地避免了尤其沿纵向方向的不希望的滑动或调整元件从所述接触元件的锁定区域和/或所述接触元件的固定区域中的转出。
[0026]在根据本发明的方法中获得已经相对于根据本发明的前述观点的热触发轴、热触发装置、热磁性触发单元和/或电开关被描述的全部优点。
【附图说明】
[0027]根据本发明的热触发轴的一实施方式以及具有固定区域和锁定区域的接触元件的多个实施方式，以及根据本发明的热触发装置的和热磁性触发单元的一实施方式随后根据附图详细阐释。分别示意性示出:
图1在立体图中示出了根据本发明的热触发轴的一实施方式；
图2在第一前视图中示出了根据本发明的热触发轴的在图1中示出的实施方式的接触元件的一实施方式；
图3在侧视图中示出了根据本发明的热触发轴的接触元件的在图2中示出的实施方式的截面视图；
图4在第二前视图中示出了根据本发明的热触发轴的接触元件的在图2和图3中示出的实施方式；
图5在立体图中示出了根据本发明的热触发装置的一实施方式；和图6在立体图中示出了电开关的根据本发明的热磁性触发单元的一实施方式；
具有相同功能和作用方式的元件在图1至6中分别设有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0028]在图1中在立体图中示出了热触发轴I的一实施方式。热触发轴I具有沿纵向方向L延伸的轴杆2，该轴杆能够绕一转动轴线D转动并且从该轴杆出来地延伸出一接触元件3和尤其是就像图1中示出那样的三个接触元件3.1、3.2和3.3。所述接触元件3或3.1至3.3分别具有一固定区域4以及一锁定区域5，其中，所述固定区域4和锁定区域5至少区段地彼此间隔开，从而使得接触元件3或3.1至3.3的两个区域4或5之间存在一间距A。各个接触元件3.1至3.3有利地均匀地彼此间隔开地布置在所述热触发轴I的轴杆2上并且有利地沿一相同的方向延伸离开热触发轴I的轴杆2并且尤其是沿竖直方向V延伸。
[0029]接触元件3或3.1至3.3中的每个还像图1的实施方式中示出的那样具有一引入头7，该引入头从固定区域4以如下方式延伸离开，即，引入头7布置在固定区域4的这样的侧上，该侧与固定区域4的这样的侧对置，在该侧上布置有锁定区域5或锁定区域5沿着该侧延伸。有利地，所述引入头7基本上沿一水平方向H延伸。所述引入头7有利地以柱体形式设计并且具有在这里未示出的留空部。
[0030]所述锁定区域5有利地具有第一夹紧元件5.1以及第二夹紧元件5.2，在它们之间可以置入一调整元件6。为了分开所述两个夹紧元件5.1和5.2，将一基本上沿竖直方向V延伸的间隙置入所述接触元件3或3.1至3.3和尤其是锁定区域5中。所述固定区域4以及锁定区域5有利地沿相同方向延伸离开所述热触发轴I的轴杆2并且有利地沿竖直方向V延伸。
[0031]此外，所述热触发轴I的在图1中示出的实施方式具有至少一个传递元件8和尤其是两个或更多个和有利地三个传递元件8，它们基本上沿竖直方向V与接触元件3或3.1至3.3相反地延伸离开所述热触发轴I的轴杆2。所述传递元件8有利地对于从这里未示出的磁性触发轴到热触发轴I上地传递运动能量或接收运动能量是有用的。
[0032]在图2中，在第一前视图中示出了根据本发明的触发轴I (如图1中示出那样)的接触元件3的一实施方式。在图2的视图中尤其示出了接触元件3的固定区域4，在该接触元件上布置引入头7，一留空部10延伸穿过所述引入头。有利地，留空部10延伸穿过所述引入头7以及所述接触元件3的固定区域4，以便能够实现直至接触元件3的锁定区域5(参见图1)的调整元件(就像在图1中示出的那样)的穿通。所述留空部10有利地以钻孔形式和尤其是贯通钻孔的形式设计并且因此具有留空部壁部11，至少一个突起部12和有利地多个突起部12从该留空部壁部朝留空部中间方向延伸。所述引入头7有利地以中空圆柱体形式设计。但是也可以考虑:所述引入头7具有任何另外的设计方案，从而使得在本发明的范畴中不限制到引入头7的该形状上。
[0033]在图2中示出的突起部12基本上沿着留空部10的纵向轴线LlO延伸，其中，但是也可以考虑:突起部12能够沿绕纵向轴线LlO的周向方向沿着所述留空部壁部11延伸。此外可行的是:所述突起部12可以螺旋形地绕所述纵向轴线LlO沿着所述留空部壁部11延伸和/或可以沿着它们的延伸方向具有不同的材料厚度。有利地，所述突起部12以肋的形式和尤其是材料拱起部的形式存在。这类突起部12可以简单地和成本低廉地借助于使用相应的注塑方法在制造所述接触元件3时和尤其是热触发轴I时产生。
[0034]在图3中在侧向截面视图中示出了接触元件3的在图2中示出的实施方式，其中，根据图3变得明显的是:接触元件3具有一固定区域4以及一至少部分地与所述固定区域4间隔开的锁定区域5。两个区域，这意味着所述锁定区域5以及所述固定区域4朝同一方向和有利地沿竖直方向V延伸，从热触发轴I的轴杆2出发。引入头7在固定区域4的区域中并且尤其是在固 定区域4的一个端部上布置，其中，所述留空部10有利地完全延伸穿过所述引入头7以及所述固定区域4和尤其是固定区域4的壁部。在留空部10之内就像也在图2中示出的那样布置突起部12，这些突起部有利地沿着一留空部壁部11沿着一纵向轴线LlO延伸。在此情况下可以考虑:所述突起部12完全沿着留空部10的纵向轴线LlO或仅部分地或区域地沿着所述留空部10的纵向轴线LlO延伸。此外也可以考虑:各个突起部12可以具有彼此不同的长度和/或材料厚度。有利地，所述留空部10具有这样的直径D10，该直径例如大于在这里未示出的调整元件6的外直径，其中，通过所述突起部12形成的直径D12有利地小于调整元件6的外直径(参见图1)。
[0035]在图4中，在第二前视图中示出了根据本发明的热触发轴I的接触元件3的在图2或3中示出的实施方式，和尤其是示出了到该接触元件3的锁定区域5上的俯视图。所述锁定区域5有利地具有两个夹紧元件5.1和5.2，它们基本上沿竖直方向V延伸离开所述热触发轴I的轴杆2。与锁定区域5相对地，在轴杆2上布置一传递元件8，该传递元件有利地同样沿竖直方向V，但是沿相对于接触元件3的延伸方向并且尤其是所述接触元件3的锁定区域5的延伸方向的相反方向延伸离开所述热触发轴I的轴杆2。所述锁定区域5有利地具有一引入区域20，该引入区域以如下方式设计，即，该引入区域至少部分地在所述锁定区域5的夹紧元件5.1和5.2之间形成一基本上圆形的截段，该截段具有一直径D5，该直径有利地小于在图6中示出的调整元件6的外直径。在所述夹紧元件5.1和5.2之间基本上沿竖直方向V延伸一间隙S，以便能够实现夹紧元件5.1和5.2的彼此弯曲离开，以便能够在夹紧元件5.1和5.2之间置入调整元件。
[0036]在图5中，在立体图中示出了热触发装置100的一实施方式，该热触发装置100具有一热触发轴I和至少一个双金属元件30和有利地具有三个双金属元件30，尤其是在存在三相电路的情况下。所述双金属元件3以一个端部布置在一个导电元件40上，电流被导引穿过所述导电元件。所述双金属元件的另一端部用于热触发轴I的接触元件3的接触。利用附图标记50示出一触发机构的至少一个构件，该触发机构被解锁，只要热触发轴I绕它的转动轴线D摆动或运动。为此，所述热触发轴I例如具有一保持鼻9，该保持鼻与触发机构构件处于配合中，并且该触发机构构件有利地一方面在电开关的正常运行中用于热触发轴I在一限定位置中的锁定，并且另一方面造成所述触发机构的解锁，在出现触发事件如过载电流的情况下。
[0037]在图6中在立体图中示出了热磁性触发单元200的布置到电开关的一触发机构上的实施方式，其中，尤其示出了热触发装置100的视图。所述磁性触发装置110根据图6中示出的实施方式基本上布置在热触发轴I的这样的侧上，该侧与其上延伸着双金属元件30的侧相对置。所述磁性触发装置110有利地具有一衔铁元件、一轭元件和一磁性触发轴。
[0038]附图标记列表
1热触发轴
2热触发轴的轴杆
3接触元件
3.1第一接触元件
3.2第二接触元件
3.3第三接触元件
4固定区域
5锁定区域
5.1第一夹紧元件
5.2第二夹紧元件
6调整元件
7引入头
8传递元件
9保持鼻
10留空部
11留空部壁部
12突起部 20 引入区域
30双金属元件 40 导电元件
50触发机构的构件
100热触发装置
110磁性触发装置
200热磁性触发单元
D转动轴线
D5引入区域/锁定区域的直径
DlO留空部的直径D12由多个突起部形成的直径H 水平方向L 纵向方向
LlO留空部的纵向轴线
S间隙V 竖直方向。
【主权项】
1.电开关的热触发装置的热触发轴(1)，所述电开关用于在出现触发事件时激活一触发机构，其中，所述热触发轴(I)具有从所述热触发轴(I)的轴杆(2)延伸离开的至少一个接触元件(3、3.1、3.2、3.3)，所述至少一个接触元件用于接触所述热触发装置的一双金属元件，其中，所述接触元件(3、3.1、3.2、3.3)具有一固定区域(4)，所述固定区域具有一留空部(10)，所述留空部用于布置一调整元件(6)，所述调整元件用于无级调整所述双金属元件与所述接触元件(3、3.1、3.2、3.3)之间的间距，其中，所述留空部(10)具有从一留空部壁部(11)延伸离开的至少一个突起部(12)，所述至少一个突起部用于固定所述调整元件(6 ) ο2.根据权利要求1所述的热触发轴(1)，其特征在于，所述接触元件(3、3.1,3.2,3.3)的所述固定区域(4)具有一引入头(7)，所述留空部(10)延伸穿过所述引入头。3.根据前述权利要求1或2中的至少一项所述的热触发轴(I)，其特征在于，所述突起部(12)设计成至少区段地在所述留空部壁部(11)上沿着延伸的肋的形式。4.根据前述权利要求中的至少一项所述的热触发轴(I)，其特征在于，所述接触元件(3,3.1,3.2,3.3)具有一锁定区域(5)，所述锁定区域具有两个夹紧元件(5.1,5.2)，用于锁定所述调整元件(6)。5.根据权利要求4所述的热触发轴(I)，其特征在于，在所述锁定区域(5)的所述两个夹紧元件(5.1、5.2)之间布置有一引入区域(20)，所述引入区域具有比所述调整元件(6)的外直径更小的直径(D5)。6.根据权利要求5所述的热触发轴(1)，其特征在于，所述锁定区域(5)的所述引入区域(20)与所述固定区域(4)的所述留空部(10)同中心地布置。7.电开关的热磁性触发单元的热触发装置，所述电开关用于在出现触发事件时中断电路的电流的电流流动，其中，所述热触发装置具有根据前述权利要求1至6中的至少一项所述的热触发轴(I)以及双金属元件。8.电开关的热磁性触发单元，所述电开关用于在出现触发事件时中断电路的电流流动，其中，所述热磁性触发单元具有根据权利要求7所述的至少一个磁性触发装置。9.电开关，所述电开关用于在出现触发事件时中断电流回路的电流的电流流动，其具有一根据权利要求8所述的热磁性触发单元。10.用于调整在热触发装置的双金属元件与所述热触发装置的根据前述权利要求1至6中的至少一项所设计的热触发轴(I)之间的间距的方法，所述方法用于校准所述热触发装置的触发特性，其中，所述调整元件(6)置入所述接触元件(3、3.1,3.2,3.3)的所述固定区域(4)的所述留空部(10)中并且在所述留空部(10)之内借助于所述突起部(12)以相对所述双金属元件的限定的间距被固定。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述调整元件(6)在所述接触元件(3、3.1,3.2,3.3)的所述锁定区域(5)的所述两个夹紧元件(5.1,5.2)之间置入并且借助于通过所述夹紧元件(5.1,5.2)作用到所述调整元件(6)上的压力被锁定在所述夹紧元件(5.1,5.2)之间以防不希望的运动。
【专利摘要】本发明涉及一种用于在出现触发事件时激活一触发机构的电开关的热触发装置的热触发轴，以及涉及一种热触发装置、一种热磁性触发单元和一种用于在出现触发事件时中断电路的电流的电流流动的电开关，其中，热触发轴具有一接触元件，所述接触元件具有固定区域，其中，所述固定区域具有用于布置调整元件的留空部，所述调整元件用于无级调整双金属元件与接触元件之间的间距，其中，所述留空部具有从留空部壁部延伸离开的至少一个突起部，所述突起部用于固定所述调整元件。此外，本发明涉及一种用于调整热触发装置的双金属元件与热触发装置的热触发轴之间的间距的方法，所述方法用于校准热触发装置的触发特性。
【IPC分类】H01H71/16, H01H71/74
【公开号】CN104900457
【申请号】CN201510097547
【发明人】Z.奥古斯塔, F.希梅莱茵, F.穆西尔
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月5日
【公告号】DE102014204026A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在出现触发事件时激活一触发机构的电开关的热触发装置的热触发轴，以及涉及一种热磁性触发单元的热触发装置、一种电开关的热磁性触发单元以及一种用于中断电路的电流的电流流动的电开关。此外，本发明涉及一种用于调整热触发装置的双金属元件与热触发装置的热触发轴之间的间距的方法，所述方法用于校准热触发装置的触发特性。
【背景技术】
[0002]基本已知的是:紧凑功率开关(MCCB=模式断路器，英文Molded Case CircuitBreaker)例如根据磁性排斥或中断或分开接触的原理来设计。在此情况下，在达到短路电流的预期峰值之前打开所述接触。通过分开所述接触而显著减少了由于系统部件峰值短路电流的机械负载以及热负载，它们会在短路期间出现。例如使用紧凑功率开关，以便实现双重功能，即防止设备受到过载电流和短路电流以及防止线路和电运行器件受到由于例如接地所引起的损坏。为了防止设备受到过载电流或短路电流，也可以被称作热磁性功率开关或保护开关的所述紧凑功率开关具有热磁性触发单元(TMTU=热磁性脱扣器，英文:Thermal Magnetic Trip Unit)。所述热磁性触发单元具有一热触发装置，以便保护电路或电装置不基于过载而损坏，并且具有一磁性触发装置，以便保护电路或电装置不基于短路而损坏。
[0003]短路且尤其是电短路一般被公知为电路的两个或更多个能的部件之间并尤其是两个节点之间的意外或者有意地产生的传导连接，通过该传导连接，这些能传导部件之间的电位差降到等于零的值或降到近似零。尤其就一紧凑功率开关而言，短路是两个分开的相之间的非正常连接，这两个相为此被确定它们是分开的还是彼此隔离的。短路导致存在过量电流，即存在过电流，该过电流会导致电路和/或消耗器的损坏、过热、起火或甚至是爆炸。过载是一种与短路相比较不极端的状态并且确切地说是一长期的过电流状态。
[0004]此外基本已知的是:热触发装置例如具有由至少两条彼此叠置辊轧的金属带制成的双金属元件，所述金属带分别具有不同的热膨胀系数。电流例如为了加热所述双金属元件而流经相应的加热线圈或沿着变窄的电流线路路径流动，其中，基于金属带的不同的热膨胀系数，所述双金属元件在相应施加热能的情况下弯曲或卷曲。基于双金属元件的弯曲运动例如要么操纵控制触点要么解锁保护开关的开关锁。磁性触发装置或电磁触发装置例如以如下方式构成，S卩，在出现短路或短路电流时，流过电流线路元件的电流这样地大，使得布置在所述电流线路元件上的轭元件产生一磁场，由此又例如吸引衔铁元件。基于衔铁元件的运动例如无延迟地解锁保护开关的开关锁。所述衔铁元件或衔铁以公知的方式通过一弹簧和尤其是一拉力弹簧来就位，从而使得衔铁元件逆着弹簧的拉力或弹簧力的朝所述轭元件方向的运动因此可以仅在出现限定的磁场强度和因此相应触发的短路电流强度的情况下进行。紧凑功率开关优选是功率保护开关，它们在由于过载或短路电流的触发之后又可以被接通。
[0005]尤其在电路的不同的标称电流方面需要的是:与电路连接的紧凑功率开关且尤其是紧凑功率开关的热磁性触发单元能够以如下方式校准，g卩，对触发事件响应地，与电路的不同标称电流强度无关地可以实现电路的电流的电流流动的中断。因此需要:热磁性触发单元的磁性触发装置和/或热触发装置尤其可以就紧凑功率开关的相应使用领域而言通过紧凑功率开关的最终用户校准或也在紧凑功率开关的各个部件的装配和尤其是热磁性触发单元的各个部件的装配期间校准。基本公知的是:尤其是为了调整或校准所述热触发装置而在热触发轴的区域中置入一螺栓元件，借助于所述螺栓元件能够调整热触发轴和双金属元件之间的间距。为此但是需要:切割或成形所述热触发轴的该区域中的螺纹，螺栓元件可以嵌入到所述螺纹中。但是，螺纹切割或螺纹成形非常费时间和成本。此外也不能阻止基于紧凑功率开关的不同使用条件的，例如基于振动的螺栓元件的报销和尤其是螺栓元件从该螺纹中运动出来。
[0006]因此基本已知的是:为了将螺栓元件固定或锁定在热触发轴的相应区域中，所述螺栓元件借助于一粘接材料来固定。所述粘接材料首先在热磁性触发单元的校准之前或之后被带至螺栓元件上并且尤其被带至处在所述螺栓元件的外螺纹与所述热触发轴的区段的内螺纹之间的区域上。但是，在使用粘接材料的情况下被看作不利的是:用于固定所述螺栓元件的粘接过程不仅例如基于粘接材料的硬化持续时间是耗时的，而且也需要附加的材料和尤其是粘接物，所述粘接物一方面提高了热磁性触发单元的生产成本或制造成本，并且另一方面也减少了热磁性触发单元的有效使用寿命。尤其因为粘接材料或粘接物基于不同的环境条件和影响发生改变，所以不能在任何环境条件下都实现螺栓元件在热触发轴上的过程安全的附着。因此，在输入太强的热能时基于非常高的环境温度可以是可行的是:例如软化所述粘接材料。与之相反，粘接材料的物质可以在太冷的环境温度下例如变得很脆或者说变脆。因此可能在两种情况下不再能够确保粘接材料的附着和相应地至少不再确保所述螺栓元件在所述热触发轴上的足够固定。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的任务是至少部分消除热触发轴和尤其是热磁性触发单元的热触发装置以及电开关的热磁性触发单元进而电开关的前面描述的缺点。尤其地，本发明的任务是提供一种用于在出现触发事件时激活触发机构的热触发轴，一种具有至少一个热触发轴的热触发装置，一种具有至少一个热触发装置的热磁性触发单元，一种用于中断电路的电流的电流流动的、具有至少一个热磁性触发单元的电开关，一种用于调整热触发装置的双金属元件与热触发装置的热触发轴之间的间距的方法，所述方法用于校准热触发装置的触发特性，借助于它们可以以简单和成本有利的方式能够实现热触发装置的触发特性的校准和尤其是双金属元件与热触发装置的热触发轴之间的间距的调节，并且其中，也在紧凑功率开关的运行中不以不希望的方式改变双金属元件与热触发轴之间调整出的间距。
[0008]前面的任务通过这些装置来解决:具有根据权利要求1的特征的、用于在出现触发事件时激活一触发机构的电开关的热触发装置的热触发轴；具有根据权利要求7的特征的、电开关的热磁性触发单元的热触发装置；具有根据权利要求8的特征的、电开关的热磁性触发单元；以及具有根据权利要求9的特征的用于在出现触发事件时中断电路的电流的电流流动的电开关。此外，当前的任务通过具有根据权利要求10的特征的、用于调整热触发装置的双金属元件与热触发装置的热触发轴之间的间距的方法来解决。本发明的其它特征和细节由从属权利要求、附图和描述中获得。在此存在这样的特征和细节，它们结合所述热触发轴来描述，显然也可以结合根据本发明的热触发装置，根据本发明的热磁性触发单元，根据本发明的电开关和/或结合根据本发明的用于调整双金属元件与热触发轴之间的间距的方法来描述和对应地反过来，从而使得就对于各个本发明观点的公开内容而言可以始终相互参考。
[0009]用于在出现触发事件时激活一触发机构的电开关的热触发装置的根据本发明的热触发轴具有至少一个从所述热触发轴的轴杆延伸离开的接触元件，用于与所述热触发装置的双金属元件接触。所述接触元件根据本发明具有一固定区域，所述固定区域具有一用于布置一调整元件的留空部，所述调整元件用于无级调整所述双金属元件与所述接触元件之间的间距。所述留空部根据本发明具有至少一个从留空部壁部延伸离开的突起部，所述突起部用于固定所述调整元件。热触发轴本身有利地能绕一转动轴线摆动或转动地受支承并且用于在出现就像尤其是过载或过载电流那样的触发事件时触发一触发机构。有利地，所述热触发轴是热触发装置的一组成部件，该热触发装置除了热触发轴之外可以尤其也具有一双金属元件。在双金属元件基于弯曲所述双金属元件的热能而偏转或弯曲时，在双金属元件与热触发轴和尤其是热触发轴的一接触元件之间实现接触，由此使热触发轴本身绕它的转动轴线偏转或运动。
[0010]因此，通过调整所述双金属元件与热触发轴的接触元件之间的间距可以调整热触发装置的触发特性。这意味着:在调整出双金属元件与热触发轴的接触元件之间的较大间距的情况下，热触发轴在出现相应很大的过载电流和因此在出现双金属元件的非常强的变形或弯曲的情况下才被触发或绕它的转动轴线偏转。因此，在双金属元件与热触发轴的接触元件之间的间距小的情况下，热 触发轴在出现小的过载电流和因此在双金属元件的基本上临界的弯曲情况下已经绕它的转动轴线偏转。因此，在热触发轴偏转时激活或解锁所述触发机构，从而使得紧凑功率开关连接的电路的电流的电流流动可以被分开。所述调整元件与双金属元件之间和尤其是所述接触元件与双金属元件之间的间距的调整有利地在热磁性触发单元的装配中通过技工进行。
[0011]有利地，所述热触发轴具有沿着热触发轴的转动轴线延伸的轴杆，至少一个接触元件和优选两个和更多个接触元件，如尤其是三个接触元件从该轴杆延伸离开。有利地，多个接触元件沿同一方向从所述热触发轴的轴杆延伸离开。用于接触所述双金属元件的接触元件有利地具有一固定区域，所述固定区域用于使所述调整元件固定在一确定的位置上。固定在本发明的范畴中有利地被理解为布置或定位。所述固定区域的留空部本身在此可以表示一(材料)凹陷部或例如就像一贯通钻孔那样的钻孔，有利地可以是一调整钉、一调整销或一调整螺栓的调整元件延伸穿过所述钻孔。
[0012]有利地，调整元件的纵向轴线基本上平行于并且有利地正交于所述热触发轴的轴杆的纵向轴线延伸。突起部本身以如下方式在所述留空部壁部上布置，即，所述突起部以材料集聚部或材料拱曲部的形式延伸到留空部的中央区域的内部中或延伸朝向所述留空部的中央区域。因此，所述突起部可以在本发明的范畴中例如用于为了固定所述调整元件能够实现与所述调整元件的力锁合连接。此外可以考虑:所述突起部本身可以用作嵌入器件，例如可以具有外螺纹的所述调整元件嵌入或切入到所述嵌入器件中。因此可以的是:在切入或嵌入所述嵌入元件的外螺纹或螺纹元件的情况下进行突起部的材料剥离(Mat er i a I ab tr ag )，通过该材料剥离，调整元件的区域可以置入到所述突起部的材料中。因此可以相应地考虑:所述突起部可以用于为了固定所述调整元件可以实现与所述调整元件的形状锁合连接。此外可以的是:布置多于一个的突起部和尤其是两个和更多个突起部，其中，在多个突起部的情况下，这些突起部有利地均匀分布地或彼此间隔开地沿着所述留空部壁部布置。
[0013]在本发明的范畴中此外可行的是:所述接触元件的固定区域具有一引入头，所述留空部延伸穿过所述的引入头。所述固定区域的引入头在此可以有利地是圆柱体形的元件，在所述圆柱体形的元件之内置入例如形式为贯通钻孔的留空部，从而使得因此存在管形的元件，整个留空部的长度和尤其是贯通钻孔通过所述管形的元件加长或提高。通过加长所述留空部和因此也有利地通过沿着所述留空部的留空部壁部的突起部变大或加长，因此可以经由留空部的一限定的长度实现较高或较大的材料拱曲部。有利地由此优化了所述调整元件在所述留空部之内的固定和取向。
[0014]此外可以考虑:所述留空部以至少区段地在所述留空部壁部上的沿着延伸的肋的形式设计。因此，肋在本发明的范畴中是一突起部，所述突起部的特色是突起部的长度大于它的宽度和高度。这类突起部或这类肋可以因此沿着所述留空部的纵向轴线延伸或正交于所述留空部的纵向轴线沿周向方向在所述留空部的留空部壁部上延伸。因此也可以考虑:这类肋形的突起部以螺旋的形式沿着所述留空部的留空部壁部延伸。有利地，在存在多个这类肋形突起部的情况下，这些突起部有利地均匀地彼此间隔开地布置在所述留空部的留空部壁部上。此外可以考虑:所述留空部的或所述肋的材料可以以如下方式变大，即，例如在用于将调整元件引入所述留空部中的引入区域中，所述突起部本身还具有一小的材料厚度，该材料厚度基本上连续变大或提高。因此可行的是:通过增加的抬起部或拱曲部进而在留空部之内的增加的材料施加，一方面简化了调整元件的引入并且同时基于强地突出(ausgepragt)的突起部优化了所述调整元件的固定。
[0015]此外在本发明的范畴中可以考虑:所述接触元件具有一锁定区域，所述锁定区域具有两个夹紧元件，用于锁定所述调整元件。锁定根据本发明被理解为阻止所述调整元件沿它的纵向方向和/或沿它的周向方向的运动，从而使得因此在所述调整元件与双金属元件之间和尤其是热触发轴的接触元件与双金属元件之间调整出的间距基于调整元件在所述锁定区域上的布置不被不希望地改变。这意味着:尤其有利地通过所述接触元件的锁定区域阻止了所述调整元件的转动运动或所述调整元件从所述接触元件中的转出或推出。在热触发轴结合双金属元件的布置中，所述锁定区域有利地布置在所述接触元件的固定区域与双金属元件之间。此外可以考虑:所述锁定区域有利地具有就像接触元件的固定区域那样的相同材料，从而使得所述接触元件可以完全制造为注塑件和尤其是制造为塑料注塑件。所述夹紧元件或夹子元件以如下方式设计，即，在置入所述调整元件的情况下，所述夹紧元件或夹子元件至少部分地弯曲或变形，以便能够实现所述夹紧元件之间的调整元件置Ao基于通过调整元件作用到夹紧元件上的力，所述夹紧元件因此产生一被限定的反力，由此又可以将所述调整元件锁定在一限定的位置上。此外可以考虑:在所述接触元件的固定区域与所述接触元件的锁定区域之间存在一限定的间距，以便尤其能够实现所述夹紧元件的运动或弯曲。
[0016]此外可以考虑:在所述锁定区域的夹紧元件之间布置一引入区域，所述引入区域具有比所述调整元件的外直径更小的直径。有利地可以借助于引入区域实现这些夹紧元件之间的调整元件的容易的引入。为了阻止调整元件的滑出或不足的锁定，所述锁定区域的引入区域具有有利地较小的直径，当所述调整元件的外直径大时，其中，所述外直径是绕调整元件的纵向轴线延伸的直径。在本发明范畴中此外可以的是:所述锁定区域的引入区域与所述固定区域的留空部同中心地布置。由此有利地可以实现:首先通过所述固定区域的留空部被置入的调整元件可以在不产生调整元件在留空部之内的倾斜的情况下被置入所述锁定区域的引入区域中或尤其是被置入锁定区域的夹紧元件之间的锁定区域中，以便获得基本上相对于所述热触发轴的轴杆平行的和有利地正交的延伸。
[0017]此外要求保护一种用于在出现触发事件时中断电路的电流的电流流动的电开关的热磁性触发单元的热触发装置，其中，所述热触发装置具有一根据前述权利要求1至6中的至少一项所述的热触发轴以及一双金属元件。因此，所述热触发装置有利地具有上面提到的形式的热触发轴。有利地，所述双金属元件具有一止挡元件，所述止挡元件布置在所述双金属元件的一个端部上并且用于在出现触发事件时的所述热触发轴的接触元件的接触。可行的是:所述止挡元件梯形或棱柱形地构型。因此可以以如下方式设计所述止挡元件，即，沿热触发轴的接触元件的方向延伸的材料壁部变窄地沿着所述双金属元件的宽度方向设计。止挡元件的这类形状尤其是有利的，如果热触发轴本身，例如通过最终用户应当沿热触发轴的轴杆的纵向轴线的方向推移，以便可以调整出双金属元件和尤其是双金属元件的止挡元件与热触发轴和尤其是热触发轴的接触元件之间的间距。
[0018]在所述根据本发明的热触发装置中获得了已经相对于根据本发明的前述观点的热触发轴被描述的全部优点。
[0019]此外要保护一种用于在出现触发事件时中断电路的电流流动的电开关的热磁性触发单元，其中，所述热磁性触发单元具有至少一个磁性热触发装置和一根据权利要求7的热触发装置。有利地，所述热磁性触发单元因此除了之前提到的有利地具有一热触发轴和一双金属元件的热触发装置之外也具有一磁性触发装置，该磁性触发装置有利地具有至少一个衔铁元件和尤其是一冲击衔铁或翻转衔铁以及具有一用于产生磁场的轭元件和一相应的磁性触发轴。尤其地，所述磁性触发装置以如下方式设计，即，在衔铁元件基于磁场朝所述轭元件运动时，所述磁性触发轴以如下方式绕转动轴线偏转，即尤其要么触发机构直接被激活或解锁，要么热触发装置的热触发轴绕转动轴线偏转或运动，由此又使所述触发机构基于热触发轴的运动被激活或解锁，以便中断电路的电流的电流流动。
[0020]在根据本发明的热磁性触发单元中获得已经相对于根据本发明的前述观点的热触发轴和/或热触发装置被描述的全部优点。
[0021]此外要求保护一种电开关，所述电开关用于在出现触发事件时中断一电流回路的电流的电流流动，其具有一根据权利要求8的热磁性触发单元。因此，电开关有利地具有根据上述类型的热磁性触发单元。所述电开关有利地是功率开关和尤其是之前提到类型的紧凑功率开关。
[0022]在根据本发明的电开关中获得已经相对于根据本发明的前述观点的热触发轴、热触发装置和/或热磁 性触发单元被描述的全部优点。
[0023]根据本发明的方法用于调整热触发装置的双金属元件与热触发装置的根据前述权利要求1至6中的至少一项设计的热触发轴之间的间距，所述方法用于校准热触发装置的触发特性，其中，所述调整元件置入到所述接触元件的固定区域的留空部中并且在所述留空部之内借助于突起部以相对于所述双金属元件的一限定的间距固定。因此有利地为了使用该方法而使用根据前述类型之一的热触发装置的热触发轴，以便校准所述热触发轴的触发特性。在本发明的范畴中，触发特性尤其被理解为一触发时间，在所述触发时间之内或触发时间之后，所述热触发装置在出现就像尤其过载或过载电流那样的触发事件时绕它的转动轴线被偏转。这意味着:在存在电开关和尤其是紧凑功率开关连接的所述电路的相应小的标称电流的情况下，有利地以如下方式选择待在双金属元件与所述接触元件的调整元件之间调整的间距，即，在双金属元件基于通过电流导体传递到所述双金属元件上的热能而小地变形或弯曲的情况下已经接触所述接触元件。因此作为结果也可以考虑:例如在存在电路的基本上很大的标称电流的情况下，紧凑功率开关和尤其是紧凑功率开关的热磁性触发单元的热触发装置以如下方式被校准，即，热触发轴在双金属元件的相对强弯曲之后才以如下方式被接触，即，所述热触发轴绕它的转动轴线被偏转，由此又激活或解锁一触发机构，以便在出现过载时中断所述电路的电流的电流流动。为了因此调整所述双金属元件和热触发轴的接触元件和尤其是能够至少区段地置入到所述热触发轴的接触元件中的一调整元件之间的间距，根据本发明而可行的是:所述调整元件置入到所述接触元件的留空部中，尤其是接触元件的固定区域的留空部中。置入在本发明的范畴中尤其被理解为调整元件到所述留空部中的插入，只要所述调整元件例如是一调整钉，或被理解为调整元件的拧入，只要所述调整元件例如是一调整螺栓。
[0024]如果所述调整元件以调整钉的形式置入所述接触元件的固定区域的留空部中，那么在充分使用留空部中的突起部与调整元件之间的力锁合的情况下能够实现调整元件在突起部之内和尤其是在接触元件的固定区域中的固定。此外可以考虑:只要所述调整元件是一调整螺栓，所述调整螺栓被置入到所述留空部中和尤其是置入到一突起部的一限定的区域中，该突起部布置在所述留空部之内，其中，例如基于调整螺栓的外螺纹以如下方式排挤或剥离所述突起部的材料，即，所述调整螺栓可以拧入所述留空部中和尤其是留空部的突起部中。通过所述调整螺栓到所述突起部中的拧入因此在所述突起部和所述调整螺栓或所述调整元件之间产生一形状锁合连接，由此所述调整元件又固定在所述接触元件的固定区域的留空部中。
[0025]在本发明的范畴中此外可以考虑:所述调整元件置入所述接触元件的锁定区域的两个夹紧元件之间并且借助于通过所述夹紧元件作用到所述调整元件上的压力被锁定在所述夹紧元件之间防止不希望的运动。有利地相应可以考虑:所述调整元件首先置入所述接触元件的固定区域的留空部之内并然后在接触元件的锁定区域的两个夹紧元件之间运动。在此情况下可以的是:通过在所述接触元件的锁定区域的夹紧元件之间的调整元件置入使所述夹紧元件以如下方式彼此弯曲分开，即，通过所述弯曲产生作用到所述调整元件上的反力，由此又在一限定的位置中锁定了所述调整元件。通过锁定所述调整元件有利地避免了尤其沿纵向方向的不希望的滑动或调整元件从所述接触元件的锁定区域和/或所述接触元件的固定区域中的转出。
[0026]在根据本发明的方法中获得已经相对于根据本发明的前述观点的热触发轴、热触发装置、热磁性触发单元和/或电开关被描述的全部优点。
【附图说明】
[0027]根据本发明的热触发轴的一实施方式以及具有固定区域和锁定区域的接触元件的多个实施方式，以及根据本发明的热触发装置的和热磁性触发单元的一实施方式随后根据附图详细阐释。分别示意性示出:
图1在立体图中示出了根据本发明的热触发轴的一实施方式；
图2在第一前视图中示出了根据本发明的热触发轴的在图1中示出的实施方式的接触元件的一实施方式；
图3在侧视图中示出了根据本发明的热触发轴的接触元件的在图2中示出的实施方式的截面视图；
图4在第二前视图中示出了根据本发明的热触发轴的接触元件的在图2和图3中示出的实施方式；
图5在立体图中示出了根据本发明的热触发装置的一实施方式；和图6在立体图中示出了电开关的根据本发明的热磁性触发单元的一实施方式；
具有相同功能和作用方式的元件在图1至6中分别设有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0028]在图1中在立体图中示出了热触发轴I的一实施方式。热触发轴I具有沿纵向方向L延伸的轴杆2，该轴杆能够绕一转动轴线D转动并且从该轴杆出来地延伸出一接触元件3和尤其是就像图1中示出那样的三个接触元件3.1、3.2和3.3。所述接触元件3或3.1至3.3分别具有一固定区域4以及一锁定区域5，其中，所述固定区域4和锁定区域5至少区段地彼此间隔开，从而使得接触元件3或3.1至3.3的两个区域4或5之间存在一间距A。各个接触元件3.1至3.3有利地均匀地彼此间隔开地布置在所述热触发轴I的轴杆2上并且有利地沿一相同的方向延伸离开热触发轴I的轴杆2并且尤其是沿竖直方向V延伸。
[0029]接触元件3或3.1至3.3中的每个还像图1的实施方式中示出的那样具有一引入头7，该引入头从固定区域4以如下方式延伸离开，即，引入头7布置在固定区域4的这样的侧上，该侧与固定区域4的这样的侧对置，在该侧上布置有锁定区域5或锁定区域5沿着该侧延伸。有利地，所述引入头7基本上沿一水平方向H延伸。所述引入头7有利地以柱体形式设计并且具有在这里未示出的留空部。
[0030]所述锁定区域5有利地具有第一夹紧元件5.1以及第二夹紧元件5.2，在它们之间可以置入一调整元件6。为了分开所述两个夹紧元件5.1和5.2，将一基本上沿竖直方向V延伸的间隙置入所述接触元件3或3.1至3.3和尤其是锁定区域5中。所述固定区域4以及锁定区域5有利地沿相同方向延伸离开所述热触发轴I的轴杆2并且有利地沿竖直方向V延伸。
[0031]此外，所述热触发轴I的在图1中示出的实施方式具有至少一个传递元件8和尤其是两个或更多个和有利地三个传递元件8，它们基本上沿竖直方向V与接触元件3或3.1至3.3相反地延伸离开所述热触发轴I的轴杆2。所述传递元件8有利地对于从这里未示出的磁性触发轴到热触发轴I上地传递运动能量或接收运动能量是有用的。
[0032]在图2中，在第一前视图中示出了根据本发明的触发轴I (如图1中示出那样)的接触元件3的一实施方式。在图2的视图中尤其示出了接触元件3的固定区域4，在该接触元件上布置引入头7，一留空部10延伸穿过所述引入头。有利地，留空部10延伸穿过所述引入头7以及所述接触元件3的固定区域4，以便能够实现直至接触元件3的锁定区域5(参见图1)的调整元件(就像在图1中示出的那样)的穿通。所述留空部10有利地以钻孔形式和尤其是贯通钻孔的形式设计并且因此具有留空部壁部11，至少一个突起部12和有利地多个突起部12从该留空部壁部朝留空部中间方向延伸。所述引入头7有利地以中空圆柱体形式设计。但是也可以考虑:所述引入头7具有任何另外的设计方案，从而使得在本发明的范畴中不限制到引入头7的该形状上。
[0033]在图2中示出的突起部12基本上沿着留空部10的纵向轴线LlO延伸，其中，但是也可以考虑:突起部12能够沿绕纵向轴线LlO的周向方向沿着所述留空部壁部11延伸。此外可行的是:所述突起部12可以螺旋形地绕所述纵向轴线LlO沿着所述留空部壁部11延伸和/或可以沿着它们的延伸方向具有不同的材料厚度。有利地，所述突起部12以肋的形式和尤其是材料拱起部的形式存在。这类突起部12可以简单地和成本低廉地借助于使用相应的注塑方法在制造所述接触元件3时和尤其是热触发轴I时产生。
[0034]在图3中在侧向截面视图中示出了接触元件3的在图2中示出的实施方式，其中，根据图3变得明显的是:接触元件3具有一固定区域4以及一至少部分地与所述固定区域4间隔开的锁定区域5。两个区域，这意味着所述锁定区域5以及所述固定区域4朝同一方向和有利地沿竖直方向V延伸，从热触发轴I的轴杆2出发。引入头7在固定区域4的区域中并且尤其是在固 定区域4的一个端部上布置，其中，所述留空部10有利地完全延伸穿过所述引入头7以及所述固定区域4和尤其是固定区域4的壁部。在留空部10之内就像也在图2中示出的那样布置突起部12，这些突起部有利地沿着一留空部壁部11沿着一纵向轴线LlO延伸。在此情况下可以考虑:所述突起部12完全沿着留空部10的纵向轴线LlO或仅部分地或区域地沿着所述留空部10的纵向轴线LlO延伸。此外也可以考虑:各个突起部12可以具有彼此不同的长度和/或材料厚度。有利地，所述留空部10具有这样的直径D10，该直径例如大于在这里未示出的调整元件6的外直径，其中，通过所述突起部12形成的直径D12有利地小于调整元件6的外直径(参见图1)。
[0035]在图4中，在第二前视图中示出了根据本发明的热触发轴I的接触元件3的在图2或3中示出的实施方式，和尤其是示出了到该接触元件3的锁定区域5上的俯视图。所述锁定区域5有利地具有两个夹紧元件5.1和5.2，它们基本上沿竖直方向V延伸离开所述热触发轴I的轴杆2。与锁定区域5相对地，在轴杆2上布置一传递元件8，该传递元件有利地同样沿竖直方向V，但是沿相对于接触元件3的延伸方向并且尤其是所述接触元件3的锁定区域5的延伸方向的相反方向延伸离开所述热触发轴I的轴杆2。所述锁定区域5有利地具有一引入区域20，该引入区域以如下方式设计，即，该引入区域至少部分地在所述锁定区域5的夹紧元件5.1和5.2之间形成一基本上圆形的截段，该截段具有一直径D5，该直径有利地小于在图6中示出的调整元件6的外直径。在所述夹紧元件5.1和5.2之间基本上沿竖直方向V延伸一间隙S，以便能够实现夹紧元件5.1和5.2的彼此弯曲离开，以便能够在夹紧元件5.1和5.2之间置入调整元件。
[0036]在图5中，在立体图中示出了热触发装置100的一实施方式，该热触发装置100具有一热触发轴I和至少一个双金属元件30和有利地具有三个双金属元件30，尤其是在存在三相电路的情况下。所述双金属元件3以一个端部布置在一个导电元件40上，电流被导引穿过所述导电元件。所述双金属元件的另一端部用于热触发轴I的接触元件3的接触。利用附图标记50示出一触发机构的至少一个构件，该触发机构被解锁，只要热触发轴I绕它的转动轴线D摆动或运动。为此，所述热触发轴I例如具有一保持鼻9，该保持鼻与触发机构构件处于配合中，并且该触发机构构件有利地一方面在电开关的正常运行中用于热触发轴I在一限定位置中的锁定，并且另一方面造成所述触发机构的解锁，在出现触发事件如过载电流的情况下。
[0037]在图6中在立体图中示出了热磁性触发单元200的布置到电开关的一触发机构上的实施方式，其中，尤其示出了热触发装置100的视图。所述磁性触发装置110根据图6中示出的实施方式基本上布置在热触发轴I的这样的侧上，该侧与其上延伸着双金属元件30的侧相对置。所述磁性触发装置110有利地具有一衔铁元件、一轭元件和一磁性触发轴。
[0038]附图标记列表
1热触发轴
2热触发轴的轴杆
3接触元件
3.1第一接触元件
3.2第二接触元件
3.3第三接触元件
4固定区域
5锁定区域
5.1第一夹紧元件
5.2第二夹紧元件
6调整元件
7引入头
8传递元件
9保持鼻
10留空部
11留空部壁部
12突起部 20 引入区域
30双金属元件 40 导电元件
50触发机构的构件
100热触发装置
110磁性触发装置
200热磁性触发单元
D转动轴线
D5引入区域/锁定区域的直径
DlO留空部的直径D12由多个突起部形成的直径H 水平方向L 纵向方向
LlO留空部的纵向轴线
S间隙V 竖直方向。
【主权项】
1.电开关的热触发装置的热触发轴(1)，所述电开关用于在出现触发事件时激活一触发机构，其中，所述热触发轴(I)具有从所述热触发轴(I)的轴杆(2)延伸离开的至少一个接触元件(3、3.1、3.2、3.3)，所述至少一个接触元件用于接触所述热触发装置的一双金属元件，其中，所述接触元件(3、3.1、3.2、3.3)具有一固定区域(4)，所述固定区域具有一留空部(10)，所述留空部用于布置一调整元件(6)，所述调整元件用于无级调整所述双金属元件与所述接触元件(3、3.1、3.2、3.3)之间的间距，其中，所述留空部(10)具有从一留空部壁部(11)延伸离开的至少一个突起部(12)，所述至少一个突起部用于固定所述调整元件(6 ) ο2.根据权利要求1所述的热触发轴(1)，其特征在于，所述接触元件(3、3.1,3.2,3.3)的所述固定区域(4)具有一引入头(7)，所述留空部(10)延伸穿过所述引入头。3.根据前述权利要求1或2中的至少一项所述的热触发轴(I)，其特征在于，所述突起部(12)设计成至少区段地在所述留空部壁部(11)上沿着延伸的肋的形式。4.根据前述权利要求中的至少一项所述的热触发轴(I)，其特征在于，所述接触元件(3,3.1,3.2,3.3)具有一锁定区域(5)，所述锁定区域具有两个夹紧元件(5.1,5.2)，用于锁定所述调整元件(6)。5.根据权利要求4所述的热触发轴(I)，其特征在于，在所述锁定区域(5)的所述两个夹紧元件(5.1、5.2)之间布置有一引入区域(20)，所述引入区域具有比所述调整元件(6)的外直径更小的直径(D5)。6.根据权利要求5所述的热触发轴(1)，其特征在于，所述锁定区域(5)的所述引入区域(20)与所述固定区域(4)的所述留空部(10)同中心地布置。7.电开关的热磁性触发单元的热触发装置，所述电开关用于在出现触发事件时中断电路的电流的电流流动，其中，所述热触发装置具有根据前述权利要求1至6中的至少一项所述的热触发轴(I)以及双金属元件。8.电开关的热磁性触发单元，所述电开关用于在出现触发事件时中断电路的电流流动，其中，所述热磁性触发单元具有根据权利要求7所述的至少一个磁性触发装置。9.电开关，所述电开关用于在出现触发事件时中断电流回路的电流的电流流动，其具有一根据权利要求8所述的热磁性触发单元。10.用于调整在热触发装置的双金属元件与所述热触发装置的根据前述权利要求1至6中的至少一项所设计的热触发轴(I)之间的间距的方法，所述方法用于校准所述热触发装置的触发特性，其中，所述调整元件(6)置入所述接触元件(3、3.1,3.2,3.3)的所述固定区域(4)的所述留空部(10)中并且在所述留空部(10)之内借助于所述突起部(12)以相对所述双金属元件的限定的间距被固定。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述调整元件(6)在所述接触元件(3、3.1,3.2,3.3)的所述锁定区域(5)的所述两个夹紧元件(5.1,5.2)之间置入并且借助于通过所述夹紧元件(5.1,5.2)作用到所述调整元件(6)上的压力被锁定在所述夹紧元件(5.1,5.2)之间以防不希望的运动。
【专利摘要】本发明涉及一种用于在出现触发事件时激活一触发机构的电开关的热触发装置的热触发轴，以及涉及一种热触发装置、一种热磁性触发单元和一种用于在出现触发事件时中断电路的电流的电流流动的电开关，其中，热触发轴具有一接触元件，所述接触元件具有固定区域，其中，所述固定区域具有用于布置调整元件的留空部，所述调整元件用于无级调整双金属元件与接触元件之间的间距，其中，所述留空部具有从留空部壁部延伸离开的至少一个突起部，所述突起部用于固定所述调整元件。此外，本发明涉及一种用于调整热触发装置的双金属元件与热触发装置的热触发轴之间的间距的方法，所述方法用于校准热触发装置的触发特性。
【IPC分类】H01H71/16, H01H71/74
【公开号】CN104900457
【申请号】CN201510097547
【发明人】Z.奥古斯塔, F.希梅莱茵, F.穆西尔
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月5日
【公告号】DE102014204026A1
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