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Ausloesebaugruppe mit Piezoaktuator

IP.com Disclosure Number: IPCOM000128437D
Original Publication Date: 2005-Oct-25
Included in the Prior Art Database: 2005-Oct-25
Document File: 2 page(s) / 388K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Fuer einen Ueberlast- und Kurzschlussschutz werden sogenannte Ausloesebaugruppen eingesetzt, um einen Kompaktleistungsschalter (MCCB - Molded Case Circuit Breaker) oder Sicherungsschalter auszuloesen. Die Ausloeseeinheit besteht bislang zumeist aus einem Federkraftspeicher. In ihm wird ein Stoessel mittels Dauermagneten zurueckgehalten. Dabei wird eine Druckfeder gespannt. Der gesamte Federkraftspeicher ist von einer Spule umgeben. Wenn das Ausloesesignal von der Auswerteeinheit abgegeben wird, wird die Spule erregt und die Haltekraft des Dauermagneten geschwaecht. Ist dann die Federkraft der Druckfeder groesser als die Haltekraft des Dauermagneten, dann schnellt der Stoessel heraus und loest die Ausloesewelle oder direkt das Schaltschloss aus. Die fuer die Funktion erforderlichen gemessenen Parameter muessen in einer entsprechenden Auswerteeinheit verarbeitet und die Ergebnisse an die jeweilige Ausloeseeinheit weitergeleitet werden. Durch die Verwendung eines Piezoelements kann eine Ausloesebaugruppe exakter geschaltet und die Stoeranfaelligkeit einer solchen Baugruppe wird stark verringert werden. Dabei bestehen zwei Ausfuehrungsmoeglichkeiten. Zum einen kann das Prinzip der loesenden Verklinkung genutzt werden. In diesem Fall erfolgt die Karftspeicherung weiterhin durch eine Feder (siehe Abb. 1, Pos. 2). Die Ausloesung erfolgt mittels eines Piezoaktuators (Abb. 1, Pos. 8). Im Stoessel (Abb. 1, Pos. 3) befindet sich eine Verklinkungsstelle, in welcher sich ein Zapfen (Abb. 1, Pos. 5) befindet. Dieser haelt die Ausloesebaugruppe in gespannter Stellung. Der Piezoaktuator wird bestrohmt und der Zapfen wird aus der Verklinkungsstelle des Stoessels gedrueckt. Der Stoessel schnellt nach vorn bis auf den mechanischen Anschlag (Abb. 1, Pos. 4). Durch den Druck auf den Stoessel wird die Feder im Inneren der Ausloesebaugruppe wieder gespannt, und der Zapfen wird durch eine weitere Feder (Abb. 1, Pos. 6) wieder in die Verklinkungsposition auf den Stoessel gezogen.

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Ausloesebaugruppe mit Piezoaktuator

Idee: Mike Buettner, DE-Amberg; Dr. Wolfgang Uebler, DE-Amberg

Fuer einen Ueberlast- und Kurzschlussschutz werden sogenannte Ausloesebaugruppen eingesetzt, um einen Kompaktleistungsschalter (MCCB - Molded Case Circuit Breaker) oder Sicherungsschalter auszuloesen. Die Ausloeseeinheit besteht bislang zumeist aus einem Federkraftspeicher. In ihm wird ein Stoessel mittels Dauermagneten zurueckgehalten. Dabei wird eine Druckfeder gespannt. Der gesamte Federkraftspeicher ist von einer Spule umgeben. Wenn das Ausloesesignal von der Auswerteeinheit abgegeben wird, wird die Spule erregt und die Haltekraft des Dauermagneten geschwaecht. Ist dann die Federkraft der Druckfeder groesser als die Haltekraft des Dauermagneten, dann schnellt der Stoessel heraus und loest die Ausloesewelle oder direkt das Schaltschloss aus. Die fuer die Funktion erforderlichen gemessenen Parameter muessen in einer entsprechenden Auswerteeinheit verarbeitet und die Ergebnisse an die jeweilige Ausloeseeinheit weitergeleitet werden.

Durch die Verwendung eines Piezoelements kann eine Ausloesebaugruppe exakter geschaltet und die Stoeranfaelligkeit einer solchen Baugruppe wird stark verringert werden. Dabei bestehen zwei Ausfuehrungsmoeglichkeiten. Zum einen kann das Prinzip der loesenden Verklinkung genutzt werden. In diesem Fall erfolgt die Karftspeicherung weiterhin durch eine Feder (siehe Abb. 1, Pos. 2). Die Ausloesung erfolgt mittels eines Piezoaktuators (Abb. 1, Pos. 8). Im Stoessel (Abb. 1, Pos. 3) befindet sich eine Verklinkungsstelle, i...