-
Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät mit einem elektromagnetischen Antrieb, welcher eine Spule mit einem Spulenkörper, ein fest positioniertes Joch und einen relativ zum fest positionierten Joch beweglichen Anker aufweist, und mit einem Schaltkontakt, dessen Kontakte durch eine Bewegung des Ankers längs einer Achse schließbar und öffenbar sind.
-
Derartige Schaltgeräte können mit einem Gleichstrom-Magnetsystem ausgebildet sein, wobei an den Seitenwänden im Inneren des Rahmens Dauermagnete angebracht sind, die quer zur Verschiebungsrichtung des Ankers magnetisiert sind und zur Innenseite hin mit einem Abdeckblech aus Eisen versehen sind. Unterhalb dieses Abdeckbleches ist die mit dem Anker verbundene Polplatte angeordnet. Die an den Schmalseiten der Abdeckfläche austretenden stark gebündelten Feldlinien schließen sich über der Polplatte und dem Rahmen und bewirken, dass der Anker mit der Polplatte von den Dauermagneten angezogen wird. Diese auf den Anker wirkende magnetische Haltekraft ermöglicht es, die Kraft der Rückdruckfeder, die herkömmlicher Weise die gesamte Haltekraft übernimmt, zu reduzieren. Die Abstimmung aufeinander muss ausreichende Schockfestigkeit gewährleisten, so dass das Schaltgerät, insbesondere das Schütz, auf Grund von Stößen, die den Beanspruchungen bei etwa zweifacher Erdbeschleunigung entsprechen, nicht auslöst, das heißt, unbeabsichtigt schaltet. Üblicher Weise wird bei Schützen ohne Dauermagnete die Schockfestigkeit ausschließlich durch die Federkraft der Rückholfeder bestimmt.
-
Wird die Spule des Gleichstrom-Magnetsystems erregt, so löst sich, bedingt durch die sehr viel höhere Magnetkraft der stromdurchflossenen Spule, die Polplatte mit dem Anker von den Dauermagneten und bewegt sich unter Überwindung des Arbeitsluftspaltes bis zum Anschlag der Polplatte an einem Antiremanenzblech. In dieser Stellung, die wegen der Erregung der Spule auch als „Ein“-Stellung bezeichnet wird, werden zum Beispiel am Kontaktträger angebrachte Kontakte mit Festkontakten kontaktiert.
-
Bei Schaltgeräten dieser Art besteht die Forderung, bei gegebenem Bauvolumen immer größere Leistungen schalten zu können. Infolgedessen werden höhere Kontaktkräfte notwendig, um die dabei höher werdenden Schaltströme zu beherrschen. Der Schaltvorgang muss dabei über den gesamten, vorgegebenen Arbeitsbereich der Erregerspule, das heißt, bei einer vorgegebenen Spannung, erfolgen.
-
Um den erhöhten Kontaktkräften bei größerer Leistung Rechnung zu tragen, ist es erforderlich, den elektromagnetischen Antrieb stärker auszulegen. Dies macht sich in einer deutlich erhöhten Einschaltenergie und damit auch in einem erhöhten Schaltgeräusch bemerkbar. Wie in der Verwendung des Schaltgeräts kann das Schaltgeräusch störend sein.
-
Eine Reduzierung des Schaltgeräusches ist beispielsweise durch eine Reduktion der Einschaltspannung mittels einer elektronischen Schaltung möglich. Die elektronische Schaltung kann zwischen einer Steuerspeisespannung und einer Spule des elektromagnetischen Antriebs geschaltet werden. Zum Einschalten des Schaltgeräts wird nur die so genannte Unterspannung, das heißt, die unterste erlaubte Versorgungsspannung, an die Spule angelegt. Sobald die Kontakte des Schaltkontakts geschlossen sind, wird die Spannung erhöht, um die erforderliche hohe Kontaktkraft sicherzustellen. Ein Nachteil dieses Vorgehens besteht darin, dass die Einschaltzeit des Schaltgeräts in nachteiliger Weise vergrößert wird.
-
Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Schaltgerät mit verringertem Schaltgeräusch anzugeben, ohne die Einschaltgeschwindigkeit nachteilig zu beeinflussen.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Schaltgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder im Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Schaltgerät mit einem elektromagnetischen Antrieb gelöst, welcher eine Spule mit einem Spulenkörper, ein fest positioniertes Joch und ein relativ zum fest positionierten Joch beweglichen Anker aufweist, und mit einem Schaltkontakt, dessen Kontakte durch eine Bewegung des Ankers längs einer Achse schließbar und öffenbar sind. Die Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass am Spulenkörper Innenjoche schwimmend gelagert sind.
-
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die bisher starr fixierten Innenjoche, vorzugsweise mit den Dauermagneten, schwimmend in der Bewegungsrichtung des Magnetantriebs gelagert sind. Durch diese schwimmende Lagerung werden die Energien aus dem Schaltkontakt, welche von den Polplatten auf das Innenjoch übertragen werden, gedämpft. Da die Auftreffenergie über diese schwimmende Anordnung abgefangen wird, reduziert sich ebenso die dabei auftretende Geräuschentwicklung. Das Schaltgeräusch des Magnetsystems wird dabei gedämpft.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass an den Innenjochen Dauermagnete gelagert sind, die der Bewegung der Innenjoche folgen, um so die Energie der beweglichen Teile aufzufangen und dadurch das Schaltgeräusch zu reduzieren. Die Dauermagnete sind somit auch schwimmend gelagert. Bei einem Schaltvorgang, welcher von den Polplatten auf das Innenjoch übertragen wird, werden die Energien durch diese schwimmende Lagerung gedämpft. Durch die schwimmende Anordnung wird die Auftreffenergie absorbiert, so dass die dabei auftretende Geräuschentwicklung reduziert wird.
-
In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung kann ein weiteres Konzept darin bestehen, dass am Spulenkörper oberhalb der Innenjoche Ausnehmungen angeordnet sind, um den Bewegungsspielraum der Innenjoche zu vergrößern. Die Ausnehmung am Spulenkörper kann insbesondere durch eine Ausfräsung ausgebildet sein. Die Innenjoche sind dadurch nicht mehr starr zwischen dem Spulenkörper und der Polplatte fixiert, sondern haben einen gewissen Bewegungsspielraum.
-
Erfindungsgemäß kann es vorgesehen sein, dass das Schaltgerät ein Schütz ist.
-
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass das Schütz ein Gleichstrom-Magnetsystem aufweist.
-
Der elektromagnetische Antrieb des erfindungsgemäßen Schaltgeräts weist eine Spule mit einem Spulenkörper auf, ein fest positioniertes Joch, welches die Spule umgibt und vorzugsweise dämpfend im Gehäuse des Schaltgeräts gelagert sein kann, und einen relativ zum fest positionierten Joch beweglichen Anker, welcher durch die Spule geführt ist und oberhalb beziehungsweise unterhalb der Spule Polplatten aufweist. An der Spule sind schwimmend gelagerte Innenjoche angeordnet. Zwischen den Innenjochen und dem Joch sind Dauermagnete angeordnet, die vorzugsweise zusammen mit den Innenjochen schwimmend gelagert sind und einen gewissen Bewegungsspielraum aufweisen, welcher durch Ausnehmungen am Spulenkörper ausgebildet ist. Die Ausnehmungen am Spulenkörper sind dabei direkt über den Innenjochen ausgebildet.
-
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das erfindungsgemäße Schaltgerät eine werksseitige Lösung zur Schaltgeräuschminimierung aufweist, ohne dabei die Einschaltzeit des Schaltgerätes zu vergrößern. Dabei muss der Kunde durch die hier vorgestellte Werkslösung keine eigenen Maßnahmen ergreifen. Elemente, die das Schaltgeräusch reduzieren, sind geräteimmanent ausgebildet und können auf die komplette Baureihe mit Gleichstrom-Magnetantrieb übertragen werden.
-
Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung näher erläutert.
-
Dabei zeigen:
-
1 in einer schematischen Darstellung einen elektromagnetischen Antrieb eines Schaltgeräts aus dem Stand der Technik;
-
2 in einer schematischen Darstellung einen elektromagnetischen Antrieb eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts.
-
1 zeigt einen elektromagnetischen Antrieb eines Schaltgeräts aus dem Stand der Technik. Der elektromagnetische Antrieb weist eine Spule 1 mit einem Spulenkörper 2 auf, ein fest positioniertes Joch 3, welches die Spule 1 umgibt und vorzugsweise dämpfend im Gehäuse des Schaltgeräts gelagert sein kann und ein relativ zum fest positionierten Joch 3 beweglichen Anker 4, welcher durch die Spule 1 geführt ist und oberhalb beziehungsweise unterhalb der Spule 1 Polplatten 5, 6 aufweist. An der Spule 1 sind durch Rasthaken fest fixierte Innenjoche 7 angeordnet. Zwischen den Innenjochen 7 und dem Joch 3 sind ebenso fest fixierte Dauermagnete 8 angeordnet.
-
2 zeigt einen elektromagnetischen Antrieb eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts. Der elektromagnetische Antrieb des erfindungsgemäßen Schaltgeräts weist eine Spule 10 mit einem Spulenkörper 11 auf, ein fest positioniertes Joch 12, welches die Spule 10 umgibt und vorzugsweise dämpfend im Gehäuse des Schaltgeräts gelagert sein kann und ein relativ zum fest positionierten Joch 12 beweglichen Anker 13, welcher durch die Spule 10 geführt ist und oberhalb beziehungsweise unterhalb der Spule 10 Polplatten 14, 15 aufweist. An der Spule 10 sind schwimmend gelagerte Innenjoche 16 angeordnet. Zwischen den Innenjochen 16 und dem Joch 12 sind Dauermagnete 17 angeordnet, die vorzugsweise zusammen mit den Innenjochen 16 schwimmend gelagert sind und einen gewissen Bewegungsspielraum aufweisen, welcher durch Ausnehmungen 18 am Spulenkörper 11 ausgebildet ist. Die Ausnehmungen 18 am Spulenkörper 11 sind dabei direkt über den Innenjochen 16 ausgebildet.
-
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das erfindungsgemäße Schaltgerät eine werksseitige Lösung zur Schaltgeräuschminimierung aufweist, ohne dabei die Einschaltzeit des Schaltgerätes zu vergrößern. Dabei muss der Kunde durch die hier vorgestellte Werkslösung keine eigenen Maßnahmen ergreifen. Die Bauelemente, die das Schaltgeräusch reduzieren, sind geräteimmanent ausgebildet und können auf die komplette Baureihe mit Gleichstrom-Magnetantrieb übertragen werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Spule
- 2
- Spulenkörper
- 3
- Joch
- 4
- Anker
- 5
- Polplatte
- 6
- Polplatte
- 7
- Innenjoch
- 8
- Dauermagnete
- 10
- Spule
- 11
- Spulenkörper
- 12
- Joch
- 13
- Anker
- 14
- Polplatte
- 15
- Polplatte
- 16
- Innenjoch
- 17
- Dauermagnet
- 18
- Ausnehmung
