DE102009034611B4

DE102009034611B4 - Schaltgerät mit Dämpfungsanordnung

Info

Publication number: DE102009034611B4
Application number: DE102009034611.2A
Authority: DE
Inventors: Alfred Bäuml; Klaus Danzer; Daniela Fischer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2029-07-28
Also published as: DE102009034611A1; BR112012001816B1; BR112012001816A2; CN102473554A; CN102473554B; WO2011012357A1

Abstract

Schaltgerät (12), insbesondere ein Schütz, aufweisend einen Schaltbereich (14), der das Kontaktsystem aufweist, und einen Antriebsbereich (15), der einen Anker (19), eine Spule (17) mit Spulenkörper (21) und ein Joch (16) umfasst, wobei das Joch (16) durch ein Dämpfungselement (13a) elastisch im Spulenkörper (21) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (21) das Dämpfungselement (13a) komplett umschließt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät, insbesondere ein Schütz, aufweisend einen Schaltbereich, der das Kontaktsystem aufweist, und einen Antriebsbereich, der einen Anker, eine Spule mit Spulenkörper und ein Joch umfasst.
Beim Einschalten elektromagnetischer Schaltgeräte führt das Aufschlagen des Magnetankers auf den Magnetkern zu unerwünschten Schwingungen, die zu einem so genannten Ankerprellen führen. Ferner verursacht das Auftreffen der beweglichen Schaltstücke auf die Festschaltstücke ein Kontaktprellen, wobei auch der Anker-Kern-Stoß eine Rückwirkung auf das Kontaktprellen hat.
Beide Wirkungen sind äußerst unerwünscht, da einerseits die Lebensdauer des Magnetsystems, insbesondere der Polflächen, herabgesetzt wird, und andererseits an den Kontakten Prelllichtbögen entstehen, die Material verschleißend wirken und im ungünstigsten Fall zum Verschweißen der Kontaktstellen führen.
Auch kann ein mehrmaliges Abheben der Kontakte zu unkontrollierten Fehlsteuerungen einer Anlage führen. Die Prellschwingungen wirken sich darüber hinaus auch nachteilig auf die Stabilität der elektrischen Anschlüsse, auf die Befestigung des Schaltgeräts und die Lebensdauer der Bauteile aus.
Schaltgeräte mit AC-Antriebseinheit weisen beim Schließen des Magnetsystems eine sehr hohe Einschaltgeschwindigkeit auf. Dabei prallt der Anker mit dem Kontaktträger auf das Joch und die beweglichen Kontaktbrücken von der Aus-Stellung auf die Festkontakte in die Ein-Stellung. Auf Grund der hohen Stoßgeschwindigkeit kann der Anker mit dem Kontaktträger und seinen beweglichen Kontaktbrücken wieder in die Aus-Stellung zurückprallen, was als so genanntes Kontaktprellen bezeichnet wird.
Dabei entstehen zwischen den beweglichen Kontakten und den festen Kontakten Lichtbögen, die eine negative Auswirkung auf die mechanische und elektrische Lebensdauer eines Schaltgerätes haben.
Aus der EP 0 855 084 B1 ist eine Magnetdämpfungsanordnung bekannt, bei der das Joch in einem Gehäuse auf einem sich längs über das Joch erstreckenden streifenförmigen Dämpfungsgummiteil an der Gehäusebodenwand aufliegt und zwischen einem Spulenkörper und dem Joch eine kegelförmige Dämpfungsdruckfeder angeordnet ist, die das Joch in Richtung der Gehäusebodenwand drückt und beim Schließen des Magnetsystems das Aufprallen des Ankers auf das Joch mittels der Federkraft der Dämpfungsdruckfeder dämpft.
Aus der EP 0 855 085 B1 ist eine Magnetdämpfungsanordnung bekannt, bei der der Gehäuseboden schwingfähig ausgebildet ist, dabei ist das Joch unter Zwischenlage eines Einlagegummis gelagert und der Magnetkammerboden mit zwei unterschiedlich federnden Auflagebereichen, einem weichen und einem relativ hart federnden, ausgebildet. Je nach Ausbildung der Auflagestreifen im Magnetkammerboden, lässt sich die Federwirkung an die benötigte Dämpfung anpassen.
Die DE 73 15 936 U beschreibt ein Schaltgerät, welches einen Schaltbereich mit einem Kontaktsystem sowie einen Antriebsbereich mit einem Anker, einer Spule mit Spulenkörper und einem Joch aufweist. Das ist durch ein Dämpfungselement elastisch im Spulenkörper gelagert.
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass eine Dämpfung des Jochs, die darauf basiert, dass zwischen Joch und Magnetkammerboden ein Einlegegummi angeordnet ist, zu einem starken Rückprall beim Schließen des Magnetsystems führt, da der Magnetkammerboden sehr unflexibel und steif ist und ein dünnes Einlagegummi diesbezüglich nur eine schlechte Dämpfung ermöglicht.
Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Schaltgerät mit einer Dämpfungsanordnung zu schaffen, die beim Schließen des Magnetsystems einen deutlich geringeren Rückprall ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Schaltgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Schaltgerät, insbesondere Schütz, weist einen Schaltbereich, der das Kontaktsystem aufweist, und einen Antriebsbereich auf, der einen Anker, eine Spule mit Spulenkörper und ein Joch umfasst, wobei das Joch durch ein Dämpfungselement elastisch im Spulenkörper gelagert ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Spulenkörper das Dämpfungselement komplett umschließt. Das Dämpfungselement ist vorzugsweise aus Gummi ausgebildet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass auch der Spulenkörper selbst elastisch in der Magnetkammer gelagert ist, so dass eine zweiteilige Dämpfung entsteht, die darin besteht, dass zum einen das Joch im Spulenkörper elastisch gelagert ist, als auch zum anderen der Spulenkörper selbst elastisch gelagert ist. Vorzugsweise ist der Spulenkörper mittels Federn elastisch in der Magnetkammer gelagert. Erfindungsgemäß ist in einer besonderen Ausführungsform vorgesehen, dass der Spulenkörper über Kunststoffarme, die als Federelemente dienen, elastisch gelagert ist.
Die erfindungsgemäße Dämpfungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das Joch durch ein Dämpfungselement elastisch im Spulenkörper gelagert ist und der Spulenkörper das Dämpfungselement komplett umschließt. Zudem ist eine weitere elastische Lagerung des gesamten Spulenkörpers möglich, so dass die Dämpfung auf zwei Dämpfungsanordnungen aufgeteilt ist.
Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigen schematisch:

1 in einer perspektivischen Darstellung ein elektromagnetisches Schaltgerät mit einer Dämpfungsanordnung aus dem Stand der Technik;
2 in einer Frontansicht ein elektromagnetisches Schaltgerät mit erfindungsgemäßer Dämpfungsanordnung;
3 in einer perspektivischen Schnittdarstellung die Darstellung nach 2;
4 in einer perspektivischen Darstellung eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einer zusätzlichen Dämpfungsanordnung für den Spulenkörper.

In 1 ist ein Schaltgerät 1 mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Dämpfungsanordnung 2 dargestellt. Das Schaltgerät 1 weist ein Gehäuse 3 auf, das zweiteilig aus einem Gehäuseunterteil 4 und einem Gehäuseoberteil 5 aufgebaut ist. Das Gehäuseunterteil 4 ist als Magnetkammer 6 ausgebildet, die auf ihrer Unterseite einen Magnetkammerboden 7 aufweist. Auf dem Magnetkammerboden 7 ist die Dämpfungsanordnung 2 angeordnet. In der Magnetkammer ist eine Antriebseinheit 8, bestehend aus einem auf dem Magnetkammerboden 7 aufliegenden Joch 9, einer über dem Joch 9 angeordneten Spule 10 und einem über der Spule 10 beweglich angeordneten Anker 11 angeordnet.
In 2 ist ein elektromagnetisches Schaltgerät 12 mit einer erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnung 13 dargestellt. Das Schaltgerät 12 weist einen Schaltbereich 14 auf, der das Kontaktsystem aufweist und oberhalb vom Antriebsbereich 15 angeordnet ist. Der Antriebsbereich 15 umfasst ein Joch 16, eine über dem Joch 16 angeordnete Spule 17 und einen über der Spule 17 beweglich angeordneten Anker 19. Die Spule 17 weist eine Spulenwicklung 20 und einen Spulenkörper 21 auf, der unterhalb der Spulenwicklung 20 eine Ausnehmung 22 aufweist. In der Ausnehmung 22 befindet sich die erfindungsgemäße Dämpfungsanordnung 13, die komplett vom Spulenkörper 21 umschlossen und als Dämpfungselement 13a, vorzugsweise aus Gummi ausgebildet ist.
3 zeigt die Darstellung nach 2 in einer perspektivischen Schnittdarstellung. Dargestellt ist im Wesentlichen der Antriebsbereich 15, der das Joch 16, die über dem Joch 16 angeordnete Spule 17 und den über der Spule 17 beweglich angeordneten Anker 19 umfasst. Die Spule 17 umfasst die Spulenwicklung 20 und den Spulenkörper 21, der unterhalb der Spulenwicklung 20 die Ausnehmung 22 aufweist. In der Ausnehmung 22 befindet sich die erfindungsgemäße Dämpfungsanordnung 13, die komplett vom Spulenkörper 21 umschlossen und als Dämpfungselement, vorzugsweise aus Gummi ausgebildet ist.
In 4 ist das elektromagnetische Schaltgerät 12 mit einer weiteren erfindungsgemäßen Dämpfungsanordnung 23 dargestellt. Die Dämpfungsanordnung 23 lagert den gesamten Spulenkörper 21 elastisch auf dem Gehäuseboden 24 des elektromagnetischen Schaltgeräts 12. Die Dämpfungsanordnung 23 umfasst vorzugsweise zwei parallel zueinander angeordnete Lagerböcke 25, 26, die den Spulenkörper 21 elastisch auf dem Magnetkammerboden lagern.
Die erfindungsgemäße Dämpfungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das Joch durch ein Dämpfungselement elastisch im Spulenkörper gelagert ist und der Spulenkörper das Dämpfungselement komplett umschließt. Zudem ist eine weitere elastische Lagerung des gesamten Spulenkörpers möglich, so dass die Dämpfung auf zwei Dämpfungsanordnungen aufgeteilt ist.

Claims

Schaltgerät (12), insbesondere ein Schütz, aufweisend einen Schaltbereich (14), der das Kontaktsystem aufweist, und einen Antriebsbereich (15), der einen Anker (19), eine Spule (17) mit Spulenkörper (21) und ein Joch (16) umfasst, wobei das Joch (16) durch ein Dämpfungselement (13a) elastisch im Spulenkörper (21) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (21) das Dämpfungselement (13a) komplett umschließt.
Schaltgerät (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (13a) aus Gummi ausgebildet ist.
Schaltgerät (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (21) elastisch in der Magnetkammer gelagert ist.
Schaltgerät (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (21) mittels Federn elastisch in der Magnetkammer gelagert ist.
Schaltgerät (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (21) über Kunststoffarme, die als Federelemente dienen, elastisch gelagert ist.