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Elektrisches Schaltgerät mit Abhebekontakten.
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Bei elektrischen Schaltgeräten mit. Abhebekontakten werden häufig nach der ersten Kontaktberührung Flattererscheinungen beobachtet, die dureli Riiekstoss verursacht werden. Es ist. bekannt., den Rückstoss durch eine Dämpfungseinriehtung aufzufangen. Damit wird aber der Aufbau der Kontakteinrichtunumständlicher. Wird die Däm.pfungseinriehtung am bewegten Kontaktstück angebracht, so wird dadurch die bewegte Masse vergrössert: bei Anbringung am ruhenden Kontaktstück wird durch Lageveränderung des letzteren die Einhaltung genauer Kontaktzeiten erschwert, was besonders bei Kurzzeitselialtern und periodisch betätigten Kontaktumformern stört.
Ausserdem genügt das mit einer Dämpfungseinriehtung erreichte Ergebnis in vielen Fällen nicht. den gestellten Anforderungen hinsichtlich Flatterfreiheit-. Erfindungsgemäss kann in einfacher Weise eine Verminderung der Flatterbewegungen dadurch erzielt werden, dass das ruhende Kontaktstück an dem ersten einer Reihe von in der Bewegungariehtung aneinanderliegenden festen Körpern anliegt, deren jeder mindestens annähernd die gleiche Masse hat wie das bewegte Kontaktstück, und deren letzter auf einer festen Unterlage ruht. Die -N%'irkung einer derartigen Anordnung beruht auf der bekannten Erscheinung, dass ein bewegter Körper, der auf eine Reihe aneinanderliegender Körper gleicher Masse auftritt, sofort zum.
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Stillstand gebracht wird, dass dabei diese Körper mit Ausnahme des letzten in Ruhe bleiben: und der letzte Körper die Bewegung fortsetzt.
Bei .der übertragling des Stosses von einem Körper zum andern tritt sowohl ein Energieverlust als auch ein Zeitverlust, ein, und zwar auch unter der Voraussetzung, dass die Körper durch den Stoss keine merkliche bleibende Formänderung erleiden. Der Energieverlust bei der Stossübertragung durch einen Körper hindurch kann durch einen Faktor k gekennzeichnet werden, der das Verhältnis der empfangenen zur weitergegebenen Bewegungsenergie bezeichnet. Nenn der letzte Körper der Reihe oder sogenannten Stosskette an einer festen Unterlage anliegt, so wird der .Stoss reflektiert und trifft nach Ablauf einer endlichen Zeitspanne am Anfang der Stosskette als Rückstoss mit verminderter Energie ein. Beträgt. die Zahl der nebeneinanderliegenden Körper ia, so ist der gesamte Stossverlust durch das Verhältnis k 2(n-1) bestimmt.
Der Wert k ist von der Härte und Oberflächenbeschaffenheit .der Körper abhänBei Stahlkörpern mit glatt polierten ebenen Berührungsflächen liegt k nur wenig unterhalb 1. Werte in der Grössenordnung 0,5 können bei Metallkörpern mit. nichtpolierten, zum Beispiel lediglich glatt bearbeiteten Berührungsflächen auftreten und damit erklärt werden, da.ss eine bleibende Verformung der Körper eintritt.
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Bei Geräten für Einzelschaltung, die verhältnismässig selten betätigt werden, kann zugunsten eines möglichst kleinen Faktors keine bleibende Verformung in Kauf genommen werden, die so gering ist, dass sie erst. nach einigen hunderttausend Schaltungen merkbar wird.
Bei sehr häufig betätigten Geräten dagegen, zum Beispiel bei Kontaktumformern, Kurzzeitschaltern und Steuerschützen für Antriebsmotoren mit aussetzendem Betrieb können auch geringe, bleibende Verformungen schon nach kurzer Betriebszeit zu Unzuträglichkeiten führen. Wenn hier auf eine wesentliche Verminderung der Rückstossenergie verziehtet werden muss, so bedeutet doch die mittels der Stosskette erreichte Verzögerung einen wertvollen Gewinn, weil in der Zwischenzeit eine Haltekraft wirksam werden kann, die den Rückstoss aufhebt und so eine erneute Trennung der geschlossenen Kontakte verhindert. Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden durch die Fig. 1 bis 3 veranschaulicht. Nach Fig. 1 sind Kontaktstücke 11 und 12, deren Massen einander annähernd gleich sind, an Schwenkarmen 13 und 14 befestigt.
Eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung wirke auf die Welle des Schwenkarmes 13. Das Kontaktstück 12 ruht auf einem Stapel von walzenförmigen Stosskörpern' 15, 16 und 17; diese können aus Metall, gesintertem Metall, keramischem Werkstoff, zum Beispiel Steatit, aus unedlen oder edlen Natur- oder Kunststeinen oder einem ähnlichen festen Stoff bestehen. Praktisch bewährt hat sich u. a.. auch Messing. Die Masse jedes Körpers ist annähernd gleich der Masse des beweglichen Kontaktstückes 11. Die Berührungsfläche der Kontaktstücke und der Stosskörper sind bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ballig gewölbt. Die Stosskörper können in einer Bohrung einer Haltebüchse 18 gelagert sein, die an dem in der Zeichnung nicht. dargestellten Gerätegestell befestigt ist. Der Boden der Büchse 18 bildet die feste Unterlage.
Er kann zum Beispiel mittels Gewinde verstellbar sein.
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Trifft. das bewegliche Kontaktstück 11 bei der Schliessung mit einer verhältnismässig hohen Geschwindigkeit v in Pfeilrichtung auf das ruhende Kontaktstück 12, so pflanzt sich der Stoss durch die von den Stosskörpern 15 bis 17 gebildete Stosskette fort, wird am letzten reflektiert, durchläuft nochmals die Stosskette in umgekehrter Richtung und erscheint mit Verzögerung und rnit um die Stossverluste verringerter Energie wieder am bewegten Kontakt. Die Verringerung kann bei kleinem @'4 ert von 1,; und genügend grosser Anzahl von Stosskörpern so stark sein, dass zwischen den Kontakten überhaupt. kein merklicher Rückstoss mehr auftritt.
Tritt aber doch ein Rückstoss auf, so kann in der Zeit, während er mveimal die Stosskette durchläuft., beispielsweise der Schwenkarm 13 durch eine Nachl.aufbewegung des Schalterantriebes elastisch durchgebogen werden, so dass seine Federkraft den Rückstoss auffängt und eine nochmalige Trennung der Kontaktstücke verhindert. Der Schwenkarm 13 kann zu diesem Zwecke beispielsweise aus Federbronze oder hartgezogenem Kupfer hergestellt sein. Die ruhenden Teile 12 und 15 bis 17 können durch Federwirkung des für diesen Fall elastisch durchgebogenen Schwenkarmes 14 unter Vorspannung gehalten -erden. Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit zwei an federnden Armen 19 und 20 befestigten ruhenden Kontaktstücken 21 und 22 und einer beweglichen iSchaltbrücke 23. Hier ist jedes ruhende Kontaktstüeli# auf einem Stapel von Stosskörpern 24 bis 26 bzw. 27 bis 29 gelagert.
Derartige Anordnungen sind wegen der geringen Masse ihrer bewegten Teile besonders für Kurzzeitschaltung und für periodische Betätigung zu Umformungszwecken gut geeignet. Nach Fi4,.3 ist. zusätzlich ein Haltemagnet 30 mit einer Erregerspule 31 vorgesehen. Der Mag netanker 32 bildet zugleich die bewegliche Schaltbriicke oder ist. mit einer beweglichem Schaltbrücke fest verbunden, zum Beispiel verlötet. Er hanrr von Silberleisten 33 rahmenförmig umgeben sein. 34 und 35 sind feste Gestenteile. Der Anker 30 kann an gespannten Klav iersait.endrähten
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sch wingfähig aufgehängt sein. Durch einen zweiten, in der Zeichnung nicht. dargestellten Haltemagneten kann der Anker 32 in geöffneter Stellung gehalten erden. Wird dieser zweite Haltemagnet. ausgelöst, so schwingt der Anker 30 zum Magneten '8 hinüber.
Der Rüekstoss wird durch die Stossketten verzögert. Inzwischen kann sich der den l:lagnetanker 30 durchsetzende Haltekraftfluss in genügender Stärke ausbilden, so dass die Restkraft des nunmehr zwischen den Kontakten wiederkehrenden Rückstosses durch die Haltekraft des Magneten aufgehoben wird. Besonders vielfältige Anordnungsmöglichkeiten für den Magneten und sonstige Zubehörteile können dadurch erzielt werden, dass an den vier Ecken der beweglichen Schaltbrücke je ein auf einer Stosskette ruhendes Kontaktstück angeordnet wird. Je zwei davon können durch einen gegabelten Kontaktarm unter Vorspannung gehalten werden. Wird der '3lagnet durch starke Seitenplatten aus nichtmagnetischem Metall zusammengehalten, so können die Stossketten in Bohrungen dieser Seitenplatten untergebracht sein.
Durch verstellbare Gegenlager der Stossketten, zum Beispiel in Gestalt von Gewindestopfen, welche die Bohrungen unten abschliessen, kann die V orspannung der Kontaktarme 10 und 20 einzeln eingestellt. werden. Bei der Herstel-
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lung werden vorteilhaft an dem 'Schaltgerät nach Einstellung der Vorspannimgen die Auflageflächen der ruhenden Kontaktstücke 21 und 22 und des Magneten 30 gemeinsam eben gesehliffen, worauf der Magnet um die gewünschte Breite des Ankerluftspaltes zurückverstellt wird.