Elektrisches Schaltgerät mit permanentem Magneten Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Schaltgerät mit einem die beweglichen Kontakte in ihren Endstellungen haltenden permanenten Magne ten. Bei einem bekannten Schaltgerät dieser Art ist das Schaltglied bzw. der Halteanker als Stabmagnet ausgebildet, dessen Umschaltung durch einen Elek- tro- oder Permanent-Magneten erfolgt. Die Haltekraft des Magneten und damit der Kontaktdruck ist jedoch im Verhältnis zu den Grössenabmessungen des Ge rätes nicht sehr hoch, da in jeder Stellung jeweils nur ein Pol zur magnetischen Haftung herangezogen wird.
Bei derartigen Schaltgeräten ist es zwar auch be kannt, beide Pole eines permanenten Haltemagneten für die Haftung heranzuziehen, jedoch ist hier der Dauermagnet ebenfalls stabförmig ausgebildet und seine Pole liegen den beiden Polen je eines Elektro magneten gegenüber. Der Nachteil dieser Anordnung ist der, dass für die Umschaltung des Ankers infolge der grossen Luftstrecke eine starke Erregung erfor derlich ist. Eine solche Magnetanordnung ist auch bei einem Schalter mit Handbetätigung bekannt, bei wel chem die Umschaltung in der Weise erfolgt, dass ein Magnet in einer senkrecht zur Kontaktbewegungsrich tung liegenden Ebene um 180 gedreht wird. Der diesem Magneten gegenüberliegende Dauermagnet wird daher entsprechend angezogen bzw. abgestossen.
Es ist auch ein Schalter bekannt, der gegenüber den bekannten Anordnungen den Vorteil einer grösseren Haftkraft besitzt und bei dem ferner die Umschaltung des Ankers mit geringerer Leistungsaufnahme der Spule erfolgen kann. Dies wird dadurch erreicht, dass der Permanentmagnet als ringförmige Scheibe mit radialer Magnetisierung ausgebildet ist und in einem Gehäuse untergebracht ist, das zwei gegenüberliegende Polflächen aufweist und dessen innere Mantelfläche mit der Mantelfläche des Magneten einen Luftspalt bildet.
Der magnetische Fluss ist durch diese Mass- nahme nahezu im Eisen kurzgeschlossen und lediglich an der Stelle des grössten Querschnittes des Ankers ist ein Luftspalt vorhanden, der jedoch sehr schmal gehalten werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei Erregung der Spule eine magneti sierende Wirkung im permanentmagnetischen Anker nicht in der Weise auftritt, wie es sonst der Fall ist.
Die vorliegende Erfindung stellt eine weitere Ver besserung einer solchen Anordnung dar. Es wurde nämlich gefunden, dass auf einfache Weise grössere Haltekräfte erzielt werden können, indem bei gleichen Abmessungen des Schaltgerätes ein wesentlich grös- serer Permanentmagnet verwendet wird. Es ist also eine wesentlich bessere Raumausnutzung durch die Erfindung erzielt, so dass bei gleichen äusseren Ab messungen eine ungefähr zwei- bis dreimal so grosse Leistung als sonst zu erreichen ist. Dies wird er- findungsgemäss dadurch erreicht, dass der Permanent magnet als ein den Anker umgebendes ringförmiges Teil mit radialer Magnetisierung ausgebildet ist.
Der Anker ist dabei mit Vorteil in üblicher Weise zylin drisch ausgeführt, wobei auch die Polflächen ent sprechend der Flussführung eine günstige Ausbildung erfahren können, um eine Anpassung der Zugkraft kennlinie in die Kraftbedarfskurve zu erzielen.
Zweckmässig steht der Permanentmagnet mit sei ner äusseren Mantelfläche mit der den magnetischen Rückschluss bildenden Gehäusewand in Verbindung. Zum Zwecke der Betätigung des Ankers schliesst sich an den ringförmigen Permanentmagneten mit Vorteil beiderseits eine Erregerspule an.
Die Erfindung lässt sich ebenfalls in besonders vorteilhafter Weise bei einem Schwingankersystem anwenden.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbei spiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine Anordnung gemäss der Erfindung in Anwendung bei einem Schaltgerät und Fig. 2 in Anwendung bei einem Schwinganker- System, Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Federscheibe. Bei dem Schaltgerät nach Fig. 1 sind die Fest kontakte mit 1 bezeichnet. Die beweglichen Kon takte 2 befinden sich an einer Kontaktbrücke 3, die an der mit dem Anker 4 verbundenen Zugstange 5 unter der Wirkung einer Feder 6 gelagert ist.
Der Anker 4 ist in einem Gehäuse 7 unterge bracht, das von einem Mantel 8 aus weichmagneti schem Werkstoff und von den Stirnteilen 9 aus dem gleichen Werkstoff gebildet wird. An die Gehäuse wandung angebaut ist der Permanentmagnet 10, der als ringförmiges Teil ausgebildet und mit radialer Magnetisierung versehen ist. An den Permanent magneten 10 schliessen sich nach den Stirnflächen hin die der Betätigung des Ankers 4 dienenden Spu len 11 und 12 an.
Der Anker 4 ist im gezeichneten Beispiel an seinen Stirnflächen in bekannter Weise mit konusförmigen Vertiefungen 13 versehen, um eine besondere Zug kraftkennlinie zu erzielen. Entsprechend diesen Ver tiefungen weisen die Stirnteile 9 des Gehäuses konus- förmige Erhebungen 14 auf. Die Zugstange 5, die auf der den Kontakten 2 und 1 gegenüberliegenden Seite des Ankers 4 ebenfalls nach aussen verlängert ist, steht unter der Wirkung einer Feder 15. Diese Feder 15 dient dazu, in der Ruhelage die Rückstell- kraft des Magneten weitgehend zu kompensieren. Im Einschaltzustand dient sie zur Erhöhung der Magnet zugkraft.
Die Wirkungsweise der Anordnung erklärt sich leicht aus den in Fig. 1 eingezeichneten Pfeillinien, die den wirksamen magnetischen Fluss angeben. Die durch den Permanentmagneten 10 erzeugten, im wesentlichen im Eisen verlaufenden Kraftlinien sind durch die Pfeillinien 17 im linken Teil der Fig. 1 gekennzeichnet. Das Umschalten des Ankers 4 erfolgt durch Erregung der Spulen 11 und 12 und zwar dadurch, dass diese Spulen ein Feld erzeugen, wie es durch die Pfeillinie 16 dargestellt ist. Durch diese Erregung wird das Kraftfeld des Permanentmagneten 10 im oberen Teil geschwächt und im unteren Teil verstärkt, bis sich der Anker 4 in die andere, nicht dargestellte Endstellung bewegt.
Die Erregung der Spulen 11 und 12 erfolgt also im gleichen Sinne, was schaltungsmässig leicht zu erreichen ist. Durch ge eignete Bemessung der Federn 6 und 15 ist es mög lich, das System so auszulegen, dass der Schalter nur bei erregten Spulen eingeschaltet, bei unerregten hin gegen geöffnet ist. Der Leistungsbedarf der Spulen ist bei einer solchen Anordnung bedeutend geringer als bei einem üblichen Magnetsystem.
In Fig. 2 ist der Erfindungsgegenstand in der Anwendung bei einem Schwingankersystem gezeigt. Die mit dem Anker 4 verbundene Stange 5 ist mit Federscheiben 19 verbunden und zwar auf beiden Seiten des Ankers 4, wobei die Federscheiben 19 mittels Schrauben 20 an der Stirnseite des Gehäuses 7 befestigt sind. Durch die Federscheiben 19 ist der Anker in der Mittelstellung gehalten. Der Fluss des permanenten Magneten 10 verteilt sich also etwa gleichmässig auf den oberen und unteren Luftspalt. Je nach Richtung der Erregung in den beiden Spulen 11 und 12 wird der Fluss auf einer Seite verstärkt und auf der anderen Seite geschwächt. Hierdurch kommt eine Bewegung des Ankers 4 zustande. Bei Erregung mit Wechselstrom muss das System ent sprechend der Frequenz schwingen.
Der Vorteil ge genüber den bisher bekannten Anordnungen besteht darin, dass die Summe der Luftspalte in dem System stets gleich ist und sich somit die Induktion im Eisen nicht ändert.