DE102017123202B4 - Switchgear with a hinged armature magnet system - Google Patents

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Abstract

Schaltgerät mit einem Klappanker-Magnetsystem (10), mit einem eine Jochbasis (35) und einen Jochschenkel (36) umfassenden Magnetjoch (31), einem mit der Jochbasis (35) verbundenen Magnetkern (32) und einer auf dem Magnetkern (32) angeordneten Spule (33), mit einem über eine im Bereich eines freien Endes des Jochschenkels (36) gebildete Lagerstelle kippbaren Klappanker (34), wobei die Lagerstelle eine Jochpolfläche und eine erste Kippkante (41) an der dem Magnetkern (32) abgewandten Seite des Jochschenkels (36) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle einen zwischen der Jochpolfläche und dem Klappanker (34) gebildeten Zusatzluftspalt (38) umfasst, der sich bei geöffnetem Klappanker (34) zwischen der ersten Kippkante (41) und der dem Magnetkern (32) zugewandten Seite des Jochschenkels (36) befindet, dass eine zweite Kippkante (42) an der dem Magnetkern (32) zugewandten Seite des Jochschenkels (36) gebildet ist, so dass die Jochpolfläche zwischen der ersten und der zweiten Kippkante (41, 42) gelegen ist, und dass die Kippachse (D1) des Klappankers (34) sich während dessen Kippbewegung von einer ersten Achsposition, die sich im Bereich der ersten Kippkante (41) befindet, auf eine zweite Achsposition verlagert, die sich im Bereich der zweiten Kippkante (42) befindet.

Figure DE102017123202B4_0000
A switching device comprising a hinged armature magnet system (10), a magnetic yoke (31) comprising a yoke base (35) and a yoke leg (36), a magnetic core (32) connected to the yoke base (35), and a magnet core (32) Spool (33), with a tiltable about an in the region of a free end of the yoke leg (36) tiltable hinged armature (34), wherein the bearing a Jochpolfläche and a first tilting edge (41) on the magnetic core (32) facing away from the yoke leg (36), characterized in that the bearing point comprises an additional air gap (38) formed between the Jochpolfläche and the hinged armature (34), with the hinged armature (34) between the first tilting edge (41) and the magnetic core (32) facing side of the yoke leg (36) is that a second tilting edge (42) on the magnetic core (32) facing side of the yoke leg (36) is formed, so that the Jochpolfläche between the first and the two tipping edge (41, 42) is located, and that the tilting axis (D1) of the hinged armature (34) moves during its tilting movement from a first axis position, which is located in the region of the first tilting edge (41) to a second axis position, the is in the region of the second tilting edge (42).
Figure DE102017123202B4_0000

Description

Die Erfindung geht aus von einem Schaltgerät mit einem Klappanker-Magnetsystem, mit einem eine Jochbasis und einen Jochschenkel umfassenden Magnetjoch, einem mit der Jochbasis verbundenen Magnetkern und einer auf dem Magnetkern angeordneten Spule, mit einem über eine im Bereich eines freien Endes des Jochschenkels gebildete Lagerstelle kippbaren Klappanker, wobei die Lagerstelle eine Jochpolfläche und eine erste Kippkante an der dem Magnetkern abgewandten Seite des Jochschenkels umfasst, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1The invention relates to a switching device with a hinged armature magnet system, comprising a yoke base and a yoke leg magnetic yoke, connected to the yoke base magnetic core and arranged on the magnetic core coil, with a formed in the region of a free end of the yoke leg bearing tiltable hinged armature, wherein the bearing point comprises a Jochpolfläche and a first tilting edge on the side remote from the magnetic core of the yoke leg, according to the preamble of claim 1

Ein solches Schaltgerät ist beispielsweise ein Leitungsschutzschalter, ein Motorschutzschalter, ein Schütz oder dergleichen. Die DE 10 2013 017 381 A1 zeigt einen Leitungsschutzschalter, bei dem eine Kontaktdruckfeder den beweglichen Kontakthebel gegen das feststehende Kontaktstück drückt, der Angriffspunkt der Kontaktdruckfeder an dem beweglichen Kontakthebel ist festgelegt. Zum Öffnen der Kontaktstelle muss mittels einer Betätigungskraft die Kontaktdruckkraft überwunden werden. So zeigt auch die DE 37 37 539 C2 einen Motorschutzschalter mit einer Kontaktbrücke, auf die eine Kontaktfeder zum Schließen der Kontaktstellen wirkt, wobei auch hier zum Öffnen der Kontaktstellen von einer Betätigungseinrichtung eine Kraft aufgebracht werden muss, die größer als die Kontaktdruckkraft ist.Such a switching device is for example a circuit breaker, a motor protection switch, a contactor or the like. The DE 10 2013 017 381 A1 shows a circuit breaker in which a contact pressure spring presses the movable contact lever against the fixed contact piece, the point of application of the contact pressure spring on the movable contact lever is fixed. To open the contact point, the contact pressure force must be overcome by means of an actuating force. So shows the DE 37 37 539 C2 a motor protection switch with a contact bridge, on which a contact spring acts to close the contact points, wherein also here to open the contact points of an actuating device, a force must be applied, which is greater than the contact pressure force.

Bei bekannten Schaltgeräten wird generell über eine Betätigungseinrichtung während der Betätigung eine Kontaktkraft aufgebaut, die von einem Wert 0 bei offenen Kontakten auf einen durch die Auslegung der Kontaktdruckfeder vorgebbaren Wert X bei geschlossener Kontaktstelle ansteigt. Dazu wird in der Regel eine Betätigungskraft benötigt, die größer ist als die erzeugte Kontaktkraft. Insbesondere bei Schaltgeräten mit elektrischer Betätigung wie z.B. bei einem Schütz oder Relais wird durch die Höhe der Betätigungskraft die Auslegung und Dimensionierung des Magnetantriebes bestimmt.In known switching devices, a contact force is generally built up via an actuating device during actuation, which from a value 0 in open contacts to a predetermined by the design of the contact pressure spring value X rises when the contact point is closed. For this purpose, an actuating force is generally required, which is greater than the contact force generated. In particular, in switching devices with electrical actuation such as a contactor or relay, the design and dimensioning of the magnetic drive is determined by the amount of actuation force.

Die DE 10 2015 117 324 A1 zeigt ein Schaltgerät, bei dem das Kontaktsystem mit einer Betätigungskraft angetrieben werden kann, die kleiner ist als die zu erzeugende Kontaktkraft. Das Schaltgerät hat hier einen mittels einer Betätigungskraft zu betätigenden und mit der Kontaktstelle gekoppelten Schaltmechanismus, der die Kontaktkraft generiert. Bereits während der Montage des Gerätes wird dabei eine eingeprägte Kraft, nämlich die auf den Kontakthebel wirkende, bewegende Kraft, erzeugt, die dann während der Betätigung lediglich verschoben oder verdreht wird. Die Betätigungskraft muss nun nur noch die zum Verschieben des Angriffspunktes der eingeprägten Kraft erforderliche Kraft aufbringen, und diese ist wesentlich geringer als die Kontaktkraft.The DE 10 2015 117 324 A1 shows a switching device in which the contact system can be driven with an actuating force that is smaller than the contact force to be generated. The switching device here has an actuatable by means of an actuating force and coupled to the contact point switching mechanism which generates the contact force. Already during assembly of the device while an impressed force, namely acting on the contact lever, the moving force generated, which is then merely moved or rotated during actuation. The actuating force now only has to apply the force required to displace the point of application of the impressed force, and this force is substantially lower than the contact force.

Als elektromagnetischer Aktor werden Magnetsysteme eingesetzt mit einem feststehenden Kern, einem Joch, einem beweglichen Anker und einer Magnetspule. Ein Schaltgerät der genannten Art hat ein sogenanntes Klappanker-Magnetsystem mit einem über eine im Bereich eines freien Endes des Jochschenkels gebildete Lagerstelle kippbaren Klappanker, wobei die Lagerstelle eine Jochpolfläche und eine erste Kippkante an der dem Magnetkern abgewandten Seite des Jochschenkels umfasst. Beim Einschalten fließt der Einschaltstrom durch die Spule, wodurch diese ein Magnetfeld erzeugt, welches den Kern und Anker aufmagnetisiert, so dass der Anker gegen den Kern angezogen wird und dabei um die Kippkante an der Lagerstelle klappt. Dieses Magnetsystem muss nach bekanntem Stand der Technik bezüglich seiner maximal zu erzeugenden Magnetkraft überdimensioniert werden, da die Kraft des Magnetsystems während des Anzugsvorgangs näherungsweise exponentiell ansteigt und bei geöffneter Ankerstellung ausreichend groß sein muss, um die Mechanik hinreichend gut beschleunigen und bewegen zu können. Diese Überdimensionierung benötigt Bauraum innerhalb des Gerätes und erfordert eine nicht benötigte überdimensioniert große elektrische Halteleistung, die dem Schaltgerät beim Einschalten zugeführt werden muss.As electromagnetic actuator magnet systems are used with a fixed core, a yoke, a movable armature and a magnetic coil. A switching device of the type mentioned has a so-called hinged armature magnet system with a tiltable about a formed in the region of a free end of the yoke leg bearing hinged armature, wherein the bearing comprises a Jochpolfläche and a first tilting edge on the side facing away from the magnetic core of the yoke leg. When switched on, the inrush current flows through the coil, causing it to generate a magnetic field that magnetizes the core and armature, so that the armature is attracted to the core, thereby folding around the tipping edge at the bearing point. According to the known state of the art, this magnet system must be oversized with respect to its maximum magnetic force to be generated, since the force of the magnet system increases approximately exponentially during the tightening process and must be sufficiently large when the armature position is open in order to accelerate and move the mechanism sufficiently well. This oversizing requires installation space within the device and requires an unnecessary oversized large electrical holding power that must be supplied to the switching device when switching.

Die WO 94/13003 A1 zeigt ein Schaltgerät mit einem Klappanker-Magnetsystem, mit einem eine Jochbasis und einen Jochschenkel umfassenden Magnetjoch, einem mit der Jochbasis verbundenen Magnetkern und einer auf dem Magnetkern angeordneten Spule, mit einem über eine im Bereich eines freien Endes des Jochschenkels gebildete Lagerstelle kippbaren Klappanker, wobei die Lagerstelle eine Jochpolfläche und eine Kippkante gegenüber dem Jochschenkel umfasst, und wobei die Lagerstelle einen zwischen der Jochpolfläche und dem Klappanker gebildeten Luftspalt umfasst. The WO 94/13003 A1 shows a switching device with a hinged armature magnet system, with a yoke base and a yoke leg comprising magnetic yoke, connected to the yoke base magnetic core and arranged on the magnetic core coil, with a tiltable over a formed in the region of a free end of the yoke leg bearing hinged armature the bearing comprises a Jochpolfläche and a tilting edge with respect to the yoke leg, and wherein the bearing comprises an air gap formed between the Jochpolfläche and the hinged armature.

Die DE 27 10 869 A1 zeigt ein einstellbares elektrisches Haftrelais, bestehend aus einem permanentmagnetischen Kreis mit weichmagnetischem Nebenschluss und Polschuhen, Erregerspulen und einem unter Federkraft stehenden, magnetisch an den Polschuhen anliegenden Anker als schaltende Abhebevorrichtung, sowie einem Betätigungsglied. Die Feder ist mit ihrem einen Ende in der Nähe der Schneidkante des Ankers und mit ihrem anderen Ende an einem aus dem Anker gebildeten Hebelarm derart angeordnet, dass Federachse und Ankerachse im Ruhezustand des Relais einen kleinen Winkel und im Arbeitszustand des Relais einen großen Winkel bilden und dass die auf den Anker durch diese Feder als Drehkraft bewirkte Kraftkomponente im vorgespannten Ruhezustand klein und im teilweise entspannten Arbeitszustand groß ist.The DE 27 10 869 A1 shows an adjustable electrical relay, consisting of a permanent magnetic circuit with soft magnetic shunt and pole pieces, excitation coils and a spring force, magnetically applied to the pole pieces anchor as a switching lifting device, and an actuator. The spring is arranged with its one end near the cutting edge of the armature and with its other end to a lever arm formed from the armature such that spring axis and armature axis in the idle state of the relay a small angle and in the working state of the relay form a large angle and the force component caused on the armature as a torque by this spring is small in the pretensioned rest state and large in the partially relaxed working state.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaltgerät der genannten Art zu schaffen, dessen Klappanker-Magnetsystem kleiner gestaltet werden kann und das weniger elektrische Halteleistung benötigt. It is therefore an object of the present invention to provide a switching device of the type mentioned, the hinged armature magnet system can be made smaller and requires less electrical holding power.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Schaltgerät der genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen formuliert.The object is achieved with a switching device of the type mentioned with the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments and modifications of the invention are formulated in the dependent claims.

Erfindungsgemäß umfasst die Lagerstelle einen zwischen der Jochpolfläche und dem Klappanker gebildeten Zusatzluftspalt, der sich bei geöffnetem Klappanker zwischen der ersten Kippkante und der dem Magnetkern zugewandten Seite des Jochschenkels befindet, und es ist eine zweite Kippkante an der dem Magnetkern zugewandten Seite des Jochschenkels gebildet, so dass die Jochpolfläche zwischen der ersten und der zweiten Kippkante gelegen ist, und die Kippachse des Klappankers verlagert sich während dessen Kippbewegung von einer ersten Achsposition, die sich im Bereich der ersten Kippkante befindet, auf eine zweite Achsposition, die sich im Bereich der zweiten Kippkante befindet.According to the invention, the bearing point comprises an additional air gap formed between the yoke pole surface and the hinged armature which, with the hinged armature open, is located between the first tilting edge and the side of the yoke leg facing the magnetic core, and a second tilting edge is formed on the side of the yoke leg facing the magnetic core the yoke pole surface is located between the first and the second tilting edge, and the tilting axis of the hinged armature shifts during a tilting movement from a first axis position, which is in the region of the first tilting edge, to a second axis position, which is in the region of the second tilting edge ,

Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung lässt sich das Problem der Überdimensionierung lösen, da der Wechsel der Kippachse zwei wesentliche Einflüsse auf die Magnetkraft hat. Zum einen verändert sich die Kraft des Magnetsystems durch den Wechsel der Hebelarme des Ankers. Zum anderen ist der Zusatzluftpalt zu Beginn der Ankerbewegung, bei geöffnetem Klappanker, kleiner, das Moment sowie die resultierende Kraft somit größer. Während des Schließvorganges des Klappankers verschiebt sich dessen Kippachse auf die andere Seite des Zusatzluftspaltes. Somit wirken die Momente des Hauptluftspaltes, der ja zwischen der Polfläche des Kerns und dem Klappanker gebildet ist, und des Zusatzluftspaltes ab diesem Punkt in entgegengesetzte Richtungen. Die resultierende Kraft auf den Klappanker wird dadurch kleiner. Neben dem positiven Effekt während des Einschaltvorganges des Schützes unterstützt die Reduktion der Kraft des Magnetsystems bei geringem Öffnungswinkel des Ankers die Rückstellfedern beim Ausschaltvorgang. Somit kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung sowohl der Anzugs- als auch der Abfallvorgang des Schützes gleichzeitig verbessert werden.By this design according to the invention, the problem of oversizing can be solved because the change of the tilt axis has two major influences on the magnetic force. On the one hand, the force of the magnet system changes due to the change of the lever arms of the armature. On the other hand, the additional air gap at the beginning of the armature movement, with the hinged armature open, smaller, the moment and the resulting force thus greater. During the closing operation of the hinged armature whose tilt axis shifts to the other side of the additional air gap. Thus, the moments of the main air gap, which is indeed formed between the pole face of the core and the hinged armature, and the additional air gap from this point in opposite directions. The resulting force on the hinged armature is thereby smaller. In addition to the positive effect during the switch-on of the contactor, the reduction of the force of the magnet system with low opening angle of the armature supports the return springs during the switch-off. Thus, both the tightening and the waste operation of the contactor can be improved simultaneously by the inventive design.

Durch die Verlagerung der Position der Kippachse des Klappankers wird die Magnetkraft-Weg-Kennlinie des Klappanker-Magnetsystems an die Federkraft-Weg-Kennlinie des Schaltgerätes angepasst. Eine zuvor überschüssige Kraft bei kleinerem Öffnungswinkel wird dem Klappanker-Magnetsystem bei größerem Öffnungswinkel wieder zur Verfügung gestellt. Dadurch kann die Dimensionierung des Klappanker-Magnetsystems verringert und somit Material sowie Bauraum reduziert werden.By shifting the position of the tilt axis of the hinged armature, the magnetic force-displacement characteristic of the hinged armature magnet system is adapted to the spring force-displacement characteristic of the switching device. A previously excessive force at a smaller opening angle is made available to the hinged armature magnet system at a larger opening angle again. As a result, the dimensioning of the hinged armature magnet system can be reduced and thus material and space can be reduced.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt die Polfläche des Magnetkerns in Kipprichtung des Klappankers gesehen tiefer als die Jochpolfläche.According to an advantageous embodiment of the invention, the pole face of the magnetic core seen in the tilting direction of the hinged armature is lower than the Jochpolfläche.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt die erste Kippkante bezogen auf die Jochbasis tiefer als die zweite Kippkante.According to an advantageous embodiment of the invention, the first tilting edge is lower with respect to the yoke base than the second tilting edge.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt die erste Kippkante bezogen auf die Jochbasis tiefer liegt als die Polfläche des Magnetkerns.According to an advantageous embodiment of the invention, the first tilting edge is located lower relative to the yoke base than the pole face of the magnetic core.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt die zweite Kippkante bezogen auf die Jochbasis höher als die Polfläche des Magnetkerns.According to an advantageous embodiment of the invention, the second tilting edge is higher relative to the yoke base than the pole face of the magnetic core.

Die Erfindung sowie weitere Ausführungsformen und weitere Vorteile sollen in den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden.The invention as well as further embodiments and further advantages will be described in more detail in the exemplary embodiments illustrated in the figures.

Es zeigen

  • 1 schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Schaltgerätes mit Klappankersystem
  • 2 exemplarisch die Kraft-Wege-Kennlinien bei einem erfindungsgemäßen Schaltgerät
  • 3 schematisch und exemplarisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Klappankersystems, mit geöffnetem Klappanker,
  • 4 schematisch und exemplarisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Klappankersystems, mit geschlossenem Klappanker,
  • 5 schematisch und exemplarisch den Aufbau einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Klappankersystems, mit geöffnetem Klappanker,
  • 6 schematisch und exemplarisch den Aufbau einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Klappankersystems, mit geschlossenem Klappanker,
  • 7 schematisch und exemplarisch den Aufbau einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Klappankersystems, mit geöffnetem Klappanker,
  • 8 schematisch und exemplarisch den Aufbau einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Klappankersystems, mit geschlossenem Klappanker,
Show it
  • 1 schematically the structure of a switching device according to the invention with hinged armature system
  • 2 an example of the force-displacement characteristics in a switching device according to the invention
  • 3 schematically and exemplarily the structure of a hinged armature system according to the invention, with an open hinged armature,
  • 4 schematically and by way of example the structure of a hinged armature system according to the invention, with a closed hinged armature,
  • 5 schematically and by way of example the structure of a second embodiment of a hinged armature system according to the invention, with an open hinged armature,
  • 6 schematically and by way of example the construction of a second embodiment of a hinged armature system according to the invention, with closed hinged armature,
  • 7 schematically and by way of example the construction of a third embodiment of a hinged armature system according to the invention, with an open hinged armature,
  • 8th schematically and by way of example the construction of a third embodiment of a hinged armature system according to the invention, with a closed hinged armature,

1 zeigt schematisch und exemplarisch eine Ansicht eines Schaltgerätes 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Exemplarisch ist das Schaltgerät 1 beispielsweise ein Installationsschütz. Wesentliche Bestandteile eines Schützes 1 sind ein magnetischer Aktor 10, ein Kontaktsystem 2 mit wenigstens einer, hier im Beispiel mit zwei Kontaktstellen 6, 6', eine Kontaktbahn 13, die zwischen zwei Anschlussstellen 14, 14' über das Kontaktsystem 2, also die Kontaktstellen 6, 6' verläuft und mit dem Kontaktsystem 2, also an den Kontaktstellen 6, 6', geschlossen und geöffnet werden kann, und ein Schaltmechanismus 11, auch als Schaltmechanik 11 bezeichnet, der mittels einer Betätigungskraft B betätigt wird und der die Kontaktkraft K generiert, die auf das Kontaktsystem 2, also die Kontaktstelle, 6, 6',zum Schließen und geschlossen halten derselben ausgeübt wird. 1 shows schematically and exemplarily a view of a switching device 1 according to the present invention. An example is the switching device 1 for example, an installation contactor. Essential components of a contactor 1 are a magnetic actuator 10 , a contact system 2 with at least one, here in the example with two contact points 6 . 6 ' , a contact track 13 that between two connection points 14 . 14 ' via the contact system 2 So the contact points 6 . 6 ' runs and with the contact system 2 So at the contact points 6 . 6 ' , can be closed and opened, and a switching mechanism 11 , also as a switching mechanism 11 referred to by means of an actuating force B is pressed and the contact force K generated on the contact system 2 that is the contact point, 6 . 6 ' , to close and keep closed it is exercised.

Der Magnetaktor 10 ist ausgebildet als ein Klappankersystem 30. Dieses umfasst ein Joch 31 mit einem Jochboden 35 und einem Joch-Schenkel 36, einen Kern 32 aus ferroelektrischem Material, meistens ein Eisenkern, einen Klappanker 34, und eine Spulenwicklung 33 mit Spulenschlüssen 12, 12'. Im Bereich des freien Endes des Jochschenkels 36 ist eine Lagerstelle für den kippbaren Klappanker 34 gebildet. In der 1 ist der Klappanker in der geöffneten Position gezeigt. Weitere Einzelheiten zum Aufbau und der Funktion des Klappankersystems 30 sind weiter unten im Zusammenhang mit 3 und 4 beschrieben. Zwischen dem Klappanker 34 und der Polfläche 39 des Kerns 32 ist der Hauptluftspalt, auch als Arbeitsluftspalt 37 bezeichnet, gebildet.The magnetic actuator 10 is designed as a hinged anchor system 30 , This includes a yoke 31 with a yoke bottom 35 and a yoke-thigh 36 , a core 32 made of ferroelectric material, usually an iron core, a hinged armature 34 , and a coil winding 33 with coil ends 12 . 12 ' , In the area of the free end of the yoke leg 36 is a storage location for the tiltable hinged anchor 34 educated. In the 1 the hinged armature is shown in the open position. Further details on the structure and function of the hinged armature system 30 are related below 3 and 4 described. Between the hinged anchor 34 and the pole surface 39 of the core 32 is the main air gap, also called working air gap 37 designated formed.

In einem Schütz 1 wird zwischen einem Laststromkreis, welcher von dem Schütz geschaltet wird, und einem Steuerstromkreis, welcher die Spule 33 beinhaltet und somit den Schaltvorgang verursacht, unterschieden. Der Laststromkreis führt hier also zwischen den beiden Anschlussstellen 14, 14' über die Kontaktbahn 13. Der Steuerstromkreis führt über die beiden Spulenanschlüsse 12, 12' und die Spule 33. Der Steuerstromkreis ist für geringere Spannungen konzipiert als der Laststromkreis. So kann beispielsweise mit einer Steuerspannung von 24V ein Laststromkreis geschaltet werden, der für 400 V dimensioniert ist.In a contactor 1 is connected between a load circuit, which is switched by the contactor, and a control circuit, which the coil 33 includes and thus causes the switching process, a distinction. The load circuit thus leads here between the two connection points 14 . 14 ' over the contact track 13 , The control circuit leads through the two coil connections 12 . 12 ' and the coil 33 , The control circuit is designed for lower voltages than the load circuit. For example, with a control voltage of 24V a load circuit can be switched, which is dimensioned for 400V.

Der Schaltvorgang des Schützes 1 erfolgt monostabil. Daher ist ein Rückstellelement 16 vorgesehen, hier in Form einer Rückstellfeder 16, angeordnet zwischen dem Kern 32 und dem Klappanker 34 vorgesehen, dargestellt. Die Rückstellfeder 16 übt zwischen dem Kern 32 und dem Klappanker 34 eine entgegen der Schließrichtung wirkende Rückstellkraft R aus und sorgt dafür, dass der Klappanker 34 nach Abfall der Steuerspannung wieder in seine Ausgangslage vor dem Anlegen der Steuerspannung zurückgeführt wird.The switching process of the contactor 1 is monostable. Therefore, a reset element 16 provided here in the form of a return spring 16 , arranged between the core 32 and the hinged anchor 34 provided, shown. The return spring 16 practices between the core 32 and the hinged anchor 34 a restoring force acting counter to the closing direction R out and ensures that the hinged anchor 34 is returned to its initial position after application of the control voltage after dropping the control voltage.

Jede der beiden Kontaktstellen 6, 6' ist mit einem feststehenden Kontaktstück 3, 3' und einem beweglichen Kontaktstück 4, 4' gebildet. Die feststehenden Kontaktstücke 3, 3' befinden sich auf einem Festkontaktträger 5. Die beweglichen Kontaktstücke 4, 4' befinden sich auf einem beweglichen Kontaktträger 15, hier im Zusammenhang mit einer exemplarisch dargestellten Doppelkontaktstelle auch als Kontaktbrücke 15 bezeichnet. In gestrichelter Darstellung ist die Kontaktbrücke 15 in der Öffnungsstellung dargestellt, die beiden Kontaktstellen 6, 6' sind geöffnet. In ausgezogener Linie ist die Kontaktbrücke 15 in der Schließstellung dargestellt, die beiden Kontaktstellen 6, 6' sind geschlossen. Um den elektrischen Übergangswiderstand an einer geschlossenen Kontaktstelle niedrig zu halten, ist es erforderlich, dass die beiden die Kontaktstelle bildenden Kontaktstücke mit ausreichend hoher Kontaktkraft K gegeneinander gedrückt werden.Each of the two contact points 6 . 6 ' is with a fixed contact piece 3 . 3 ' and a movable contact piece 4 . 4 ' educated. The fixed contact pieces 3 . 3 ' are on a fixed contact carrier 5 , The moving contact pieces 4 . 4 ' are located on a movable contact carrier 15 , here in connection with a double contact point shown as an example also as a contact bridge 15 designated. In dashed line is the contact bridge 15 shown in the open position, the two contact points 6 . 6 ' are opened. In solid line is the contact bridge 15 shown in the closed position, the two contact points 6 . 6 ' are closed. In order to keep the electrical contact resistance at a closed contact point low, it is necessary that the two contacts forming the contact point with sufficiently high contact force K pressed against each other.

Selbstverständlich wäre die vorliegende Erfindung auch mit einer Einfachkontaktstelle oder anderen bekannten Ausführungsformen von Kontaktstellen ausführbar.Of course, the present invention would be practicable with a single contact point or other known embodiments of contact points.

Der Klappanker 34 ist wirkungsmäßig mit der Schaltmechanik 11 verbunden, exemplarisch dargestellt durch eine strichliert gezeichnete Wirkverbindungslinie 17. Die Schaltmechanik 11 ist wirkungsmäßig mit der Kontaktbrücke 15 verbunden, exemplarisch dargestellt durch eine strichliert gezeichnete Wirkverbindungslinie 18. Die Schaltmechanik sorgt dafür, dass ausgehend von der mittels der Magnetkraft M des Magnetaktors 10 erzeugten Betätigungskraft B die Kontaktkraft K entsteht. Die Schaltmechanik 11 ist dabei als Funktionsbaugruppe zu verstehen. Sie kann konstruktiv als eigene mechanische oder elektromechanische oder elektronische Baugruppe ausgebildet sein. Sie kann aber auch beispielsweise durch eine besondere Ausgestaltung der Magnetsystem-Geometrie realisiert sein und damit nicht als eigenständige mechanische oder elektromechanische Baugruppe.The hinged anchor 34 is effective with the switching mechanism 11 connected, exemplified by a dashed line drawn active connection line 17 , The switching mechanism 11 is effective with the contact bridge 15 connected, exemplified by a dashed line drawn active connection line 18 , The switching mechanism ensures that, starting from the means of magnetic force M of the magnetic actuator 10 generated operating force B the contact force K arises. The switching mechanism 11 is to be understood as a functional module. It can be structurally designed as a separate mechanical or electromechanical or electronic assembly. But it can also be realized for example by a special embodiment of the magnet system geometry and thus not as an independent mechanical or electromechanical assembly.

Sobald an die Spulenanschlüsse 12, 12' eine Steuerspannung angelegt wird, bildet sich ein Magnetfeld um die Spule 33, und die Eisenteile des Kerns 32 und des Klappankers 34 magnetisieren sich auf, es entsteht die Magnetkraft M, mit dem Ergebnis, dass Kern 32 und Klappanker 34 sich anziehen. Da der Kern 32 fest im Gehäuse des Schaltgeräts fixiert ist, und der Klappanker 34 an einer im Bereich des freien Endes des Jochschenkels 36 gebildeten Lagerstelle 40 kippbar gelagert ist, verschwenkt der Klappanker 34 aus der in der 1 gezeigten Öffnungsstellung entgegen dem Uhrzeigersinn auf die Polfläche 39 des Kerns 32 hin, der Wirklinie K1 der Anzugskraft folgend. Aufgrund der wirkmäßigen Kopplung mit dem Schaltmechanismus 11 setzt sich auch die Kontaktbrücke 15 in Bewegung, bis die beweglichen Kontaktstücke 4, 4' auf die feststehenden Kontaktstücke 3, 3' treffen und mit der Kontaktkraft K gegeneinander gedrückt werden. Das Kontaktsystem 2 ist hier als ein sogenannter Schließerkontakt ausgeführt, der mit dem Einschalten des Schützes, dem Anlegen der Steuerspannung an die Spulenanschlüsse 12, 12', den Laststromkreis schließt und ihn mit dem Ausschalten des Schützes wieder öffnet.Once to the coil terminals 12 . 12 ' a control voltage is applied, a magnetic field forms around the coil 33 , and the iron parts of the core 32 and the hinged anchor 34 Magnetize up, it creates the magnetic force M , with the result that core 32 and hinged anchor 34 to get dressed. Because the core 32 firmly fixed in the housing of the switching device, and the hinged armature 34 at one in the region of the free end of the yoke leg 36 formed storage site 40 tiltable, pivots the hinged armature 34 from the in the 1 shown opening position counterclockwise on the pole face 39 of the core 32 out, the line of action K1 following the tightening force. Due to the effective coupling with the switching mechanism 11 is also the contact bridge 15 in motion until the movable contact pieces 4 . 4 ' on the fixed contact pieces 3 . 3 ' meet and with the contact force K pressed against each other. The contact system 2 is here designed as a so-called normally-open contact, which with the switching on of the contactor, the application of the control voltage to the coil terminals 12 . 12 ' , closes the load circuit and reopens it with the contactor turning off.

Die Magnetkraft M muss zu jedem Zeitpunkt während des Schließvorgangs mindestens so groß sein wie die Betätigungskraft B. Um eine ausreichende Schockfestigkeit zu gewährleisten, das heißt, um zu gewährleisten, dass das Kontaktsystem 2 auch bei betriebsbedingter Erschütterung des Schaltgerätes 1 noch sicher geschlossen bleibt, ist kräftemäßig eine als sogenannte Schaltreserve S oder auch als Mindestreservekraft S bezeichnete Kraftkomponente vorzusehen. Die Magnetkraft M muss also betragsmäßig mindestens so groß sein wie die Summe aus der Betätigungskraft B und der Schaltreserve S.The magnetic force M must be at least as large as the actuating force at any time during the closing process B , To ensure sufficient shock resistance, that is, to ensure that the contact system 2 even with operational vibration of the switching device 1 is still securely closed, is a moderate in strength as a so-called switching reserve S or as reserve reserve power S designated force component to provide. The magnetic force M must therefore be at least as large as the sum of the operating force B and the shift reserve S ,

In der 2 sind Kraft-Wegekennlinien dargestellt, lediglich beispielhaft und exemplarisch, die angegebenen Zahlenwerte sind lediglich beispielhaft und exemplarisch zu verstehen und in keiner Weise abschließend oder beschränkend. In 2 sind die Kraft-Weg-Kennlinien eines Klappanker-Magnetsystems gemäß dem Stand der Technik (Bezugsziffer 20) und eines Klappanker-Magnetsystems gemäß der Erfindung (Bezugsziffer 21) der Kraft-Weg-Kennlinie der Kontaktkraft (Bezugsziffer 23) gegenübergestellt.In the 2 Force-travel curves are shown, merely by way of example and by way of example, the numerical values given are merely exemplary and to be understood as examples and in no way conclusive or restrictive. In 2 are the force-displacement characteristics of a hinged armature magnet system according to the prior art (reference numeral 20 ) and a hinged armature magnet system according to the invention (reference numeral 21 ) of the force-displacement characteristic of the contact force (reference numeral 23 ).

Der Schaltzustand „Ein“, in dem der Anker komplett angezogen ist, liegt bei 0 mm Luftspalt, rechts auf der Abszisse in 2. Der Schaltzustand „Aus“ liegt bei 2,1 mm Luftspalt, links auf der Abszisse in 2. Die Ordinate gibt die jeweilige Kraft in N an. Der steile Anstieg der Kontaktkraft bei etwa 0,6 mm kennzeichnet das Schließen der Kontaktstellen. Die der Magnetkraft entgegen wirkende Kontaktkraft ist hier negiert dargestellt, damit ein besserer Vergleich möglich wird.The switching state "on", in which the armature is fully tightened, is at 0 mm air gap, right on the abscissa in 2 , The switching state "off" is 2.1 mm air gap, left on the abscissa in 2 , The ordinate indicates the respective force N on. The steep increase in contact force at about 0.6 mm marks the closing of the contact points. The magnetic force counteracting contact force is shown negated here, so that a better comparison is possible.

Die Kraft-Weg-Kennlinie 20 eines Magnetsystems gemäß dem Stand der Technik steigt während des Anzugsvorgangs des Ankers näherungsweise exponentiell an. Im angezogenen Zustand, bei Luftspalt 0 mm, ist sie mit ungefähr 11,5 N deutlich größer, als erforderlich, um die Kontaktkraft aufzubringen.The force-displacement characteristic 20 of a prior art magnet system increases approximately exponentially during the attracting operation of the armature. In the tightened state, at air gap 0 mm, it is much larger at about 11.5 N, as required to apply the contact force.

3 zeigt in vergrößerter Darstellung schematisch die wesentlichen Bestandteile des erfindungsgemäßen Klappanker-Systems 30. Das Joch 31 hat einen Joch-Boden 35, mit dem der Kern 32 verbunden ist, und einen Joch-Schenkel 36, dessen freies Ende den Joch-Pol bildet und abgeschrägt ist, wobei die Schräge in Richtung auf den Kern 32 hin ansteigt. Die dem Kern zugewandte Kante der Schräge liegt damit bezogen auf den Joch-Boden höher als die dem Kern 32 abgewandte Kante der Schräge. 3 shows in an enlarged view schematically the essential components of the hinged armature system according to the invention 30 , The yoke 31 has a yoke floor 35 with which the core 32 connected, and a yoke-thigh 36 whose free end forms the yoke-pole and is bevelled, with the slope towards the core 32 goes up. The core facing the edge of the slope is thus higher with respect to the yoke bottom than the core 32 opposite edge of the slope.

3 zeigt das Klappanker-System im geöffneten Zustand. Der Klappanker 34 ist von dem Kern 32 weg geklappt. Die Kippachse D1 des Klappankers 34 befindet sich an der dem Kern 32 abgewandten Kante 41 der Schräge, die daher auch als erste Kippkante 41 bezeichnet ist. 3 shows the hinged armature system in the open state. The hinged anchor 34 is from the core 32 worked away. The tilt axis D1 of the hinged anchor 34 is located at the core 32 opposite edge 41 the slope, which therefore also as the first tilting edge 41 is designated.

An der dem Magnetkern 32 zugewandten Seite des Jochschenkels 36 befindet sich eine zweite Kippkante 42, siehe auch 4. Zwischen den beiden Kippkanten 41, 42 ist die Jochpolfläche ausgebildet als schräg verlaufende Fläche.At the magnetic core 32 facing side of the yoke leg 36 there is a second tilting edge 42 , see also 4 , Between the two tilting edges 41 . 42 the Jochpolfläche is formed as an inclined surface.

Die erste Kippkante 41 liegt bezogen auf die Jochbasis 35 tiefer als die zweite Kippkante 42. Die zweite Kippkante 42 liegt bezogen auf die Jochbasis 35 etwa in gleicher Höhe wie die Polfläche 35 des Kerns 32.The first tilting edge 41 is based on the yoke base 35 deeper than the second tilting edge 42 , The second tilting edge 42 is based on the yoke base 35 about the same height as the pole surface 35 of the core 32 ,

Zwischen dem Klappanker 34 und dem Kern 32 befindet sich der als Arbeitsluftspalt bezeichneter Luftspalt 37. Zwischen dem Klappanker 34 nahe der ersten Kippkante 41 und der Jochpolfläche an dem freien Ende des Joch-Schenkels 36 befindet sich ein zweiter, als Zusatzluftspalt 38 bezeichneter Luftspalt, dessen magnetisch wirksame Länge kleiner ist als die magnetisch wirksame Länge des Arbeitsluftspaltes 37, dessen Fläche allerdings kleiner ist als die Fläche des Arbeitsluftspalts 37.Between the hinged anchor 34 and the core 32 is located as the working air gap designated air gap 37 , Between the hinged anchor 34 near the first tilting edge 41 and the yoke pole face at the free end of the yoke leg 36 there is a second, as additional air gap 38 designated air gap whose magnetically effective length is smaller than the magnetically effective length of the working air gap 37 whose area is smaller than the area of the working air gap 37 ,

Wenn durch die Spule 33 ein Strom fließt, so entsteht im Arbeitsluftspalt 37 eine Anzugskraft K1 auf den Anker 34. Im Zusatzluftspalt 38 entsteht eine Zusatzkraft K2 auf den Anker 34. Aufgrund der Lage der Kippachse D1 an der ersten Kippkante 41 an der dem Kern 32 abgewandten Kante der Schräge wirkt die Zusatzkraft K2 verstärkend zu der Anzugskraft K1. Die Magnetkraft M bildet sich aus der Überlagerung der Zusatzkraft K2 und der Anzugskraft K1.If through the coil 33 a current flows, so arises in the working air gap 37 a tightening power K1 on the anchor 34 , In the additional air gap 38 creates an additional power K2 on the anchor 34 , Due to the position of the tilt axis D1 at the first tilting edge 41 at the core 32 opposite edge of the slope affects the additional power K2 reinforcing to the tightening force K1 , The magnetic force M Forms from the superimposition of additional power K2 and the tightening force K1 ,

In der 2 liegt daher in dem ersten Bereich des Ankeranzugs, bis ungefähr 0,8 mm, die schematisch dargestellte Magnetkraft-Weg-Kennlinie 21 des erfindungsgemäßen Klappanker-Magnetsystems ein wenig oberhalb der Magnetkraft-Weg-Kennlinie 20.In the 2 Therefore, in the first region of the anchor suit, up to approximately 0.8 mm, the magnetic force-displacement characteristic shown schematically 21 of the hinged armature magnet system according to the invention a little above the magnetic force-displacement curve 20 ,

Nachdem der Klappanker 34 beim Anzug einen kleinen Winkelbereich entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung auf den Kern 32 zu gedreht ist, liegt er kurzzeitig parallel auf der Schräge der Jochpolfläche auf. In der exemplarischen und schematischen Darstellung der Kraft-Weg-Kennlinien in 2 ist das ungefähr bei 0,8 mm der Fall. Beim weiteren Verschwenken entgegen dem Uhrzeigersinn auf den Kern 32 zu verlagert sich die Kippachse D2 des Klappankers 34 auf die zweite Kippkante 42 an der dem Kern zugewandten Kante der Schräge, siehe 4. Die Kippachse D2 verschiebt sich damit auf die andere Seite des Zusatzluftspaltes 38. Die Zusatzkraft K2 wirkt nun der Anzugskraft K1 entgegen. Daher sinkt die Magnetkraft-Weg Kennlinie 21 in der schematischen Darstellung nach 2 ab etwa 0,8 mm bis 0,7 mm zunächst ab. Die Magnetkraft ist hier deutlich reduziert gegenüber einem Klappankersystem gemäß dem Stand der Technik, Kurve 20 in 2.After the hinged anchor 34 when wearing a small angular range counterclockwise in the direction of the core 32 is turned on, it is briefly parallel to the slope of the Jochpolfläche. In the exemplary and schematic representation of the force-displacement curves in 2 this is the case at about 0.8 mm. Upon further pivoting counterclockwise on the core 32 to shift the tilt axis D2 of the hinged anchor 34 on the second tilting edge 42 at the Core facing edge of the slope, see 4 , The tilt axis D2 shifts to the other side of the additional air gap 38 , The additional force K2 now affects the tightening force K1 opposite. Therefore, the magnetic force-displacement characteristic curve decreases 21 in the schematic representation 2 from about 0.8 mm to 0.7 mm initially. The magnetic force is significantly reduced here compared to a hinged armature system according to the prior art, curve 20 in 2 ,

Bei weiterem Verschwenken entgegen dem Uhrzeigersinn in Schließrichtung wird der Zusatzluftspalt 38 größer, die Zusatzkraft K2 daher wieder kleiner. Gleichzeitig wird der Arbeitsluftspalt 37 immer kleiner und die Anzugskraft K1 immer größer. Die Magnetkraft M als Summe aus beiden steigt damit bei weiterem Verschwenken entgegen dem Uhrzeigersinn in Schließstellung weder leicht an, wie in der schematischen Darstellung der 2 im Bereich zwischen 0,7 mm und 0 mm angedeutet.Upon further pivoting in the counterclockwise direction in the closing direction of the additional air gap 38 greater, the additional power K2 therefore smaller again. At the same time the working air gap 37 getting smaller and tightening power K1 getting bigger. The magnetic force M as the sum of the two increases with further pivoting counterclockwise in the closed position neither easily, as in the schematic representation of 2 indicated in the range between 0.7 mm and 0 mm.

Durch die Verlagerung der Position der Kippachse des Klappankers 34 von der Position D1 an der ersten Kippkante 41 zur Position D2 an der zweiten Kippkante 42 wird die Magnetkraft-Weg-Kennlinie des Klappanker-Magnetsystems an die Federkraft-Weg-Kennlinie des Schaltgerätes angepasst. Eine zuvor überschüssige Kraft bei kleinerem Öffnungswinkel wird dem Klappanker-Magnetsystem bei größerem Öffnungswinkel wieder zur Verfügung gestellt. Dadurch kann die Dimensionierung des Klappanker-Magnetsystems verringert und somit Material sowie Bauraum reduziert werdenBy shifting the position of the tilting axis of the hinged armature 34 from the position D1 at the first tilting edge 41 to the position D2 at the second tilting edge 42 the magnetic force-displacement curve of the hinged armature magnet system is adapted to the spring force-displacement characteristic of the switching device. A previously excessive force at a smaller opening angle is made available to the hinged armature magnet system at a larger opening angle again. As a result, the dimensioning of the hinged armature magnet system can be reduced and thus material and space can be reduced

Eine Verlagerung der Kippachse des Klappankers kann bei einem Klappanker-Magnetsystem auf verschiedene Arten herbeigeführt werden. Bei der im Ausführungsbeispiel gemäß 3 und 4 gezeigten Art liegt die erste Kippkante 41 bezogen auf die Jochbasis 35 tiefer als die Polfläche 39 des Magnetkerns 32.A displacement of the tilt axis of the hinged armature can be brought about in a hinged armature magnet system in various ways. In the embodiment according to 3 and 4 The type shown is the first tilting edge 41 based on the yoke base 35 deeper than the pole surface 39 of the magnetic core 32 ,

Der gleiche Effekt kann beispielsweise auch erzielt werden, indem die vordere Kante des Jochschenkels nach oben gezogen wird, siehe 7 und 8. Die zweite Kippkante 42b liegt hierbei bezogen auf die Jochbasis 35 höher liegt als die Polfläche 39 des Magnetkerns 32.The same effect can be achieved, for example, by pulling the front edge of the yoke leg upwards, see 7 and 8th , The second tilting edge 42b is based on the yoke base 35 higher than the pole surface 39 of the magnetic core 32 ,

Daneben kann dies auch dadurch erreicht werden, indem der Kern 32 kürzer gefertigt wird als der Jochschenkel 36, bei horizontaler Jochpolfläche, siehe 5 und 6. Dadurch wird bei geringem Öffnungswinkel des Klappankers 34 die Kippachse von der hinteren Kippkante 41a auf die vordere Kippkante 42a des Jochs verschoben. Dadurch ist der Hebelarm des Ankers zum Angriffspunkt der Mechanik verkürzt.In addition, this can also be achieved by the core 32 shorter than the yoke leg 36 , with horizontal yoke pole surface, see 5 and 6 , This is at low opening angle of the hinged armature 34 the tilting axis of the rear tilting edge 41a on the front tilting edge 42a of the yoke. As a result, the lever arm of the armature is shortened to the point of action of the mechanism.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Schützcontactor
22
KontaktsystemContact system
3, 3'3, 3 '
Feststehendes KontaktstückFixed contact piece
4, 4'4, 4 '
Bewegliches KontaktstückMovable contact piece
55
FestkontaktträgerFixed contact carrier
6, 6'6, 6 '
Kontaktstellecontact point
1010
Magnetischer Aktor, MagnetaktorMagnetic actuator, magnetic actuator
1111
Schaltmechanismus, SchaltmechanikSwitching mechanism, switching mechanism
12, 12'12, 12 '
Spulenanschlusscoil terminal
1313
Kontaktbahncontact track
14, 14'14, 14 '
Anschlussstellejunction
1515
Beweglicher Kontaktträger, KontaktbrückeMobile contact carrier, contact bridge
1616
Rückstellelement, RückstellfederReturn element, return spring
1717
WirkverbindungslinieOperatively connected line
1818
WirkverbindungslinieOperatively connected line
2020
Kraft-Weg-Kennlinie eines Magnetsystems gemäß Std. d. TechnikForce-displacement characteristic of a magnet system according to Std. D. technology
2121
Kraft-Weg-Kennlinie eines Magnetsystems gemäß der ErfindungForce-displacement characteristic of a magnet system according to the invention
2323
Kraft-Weg-Kennlinie der KontaktkraftForce-displacement characteristic of the contact force
3030
KlappankersystemThe clapper armature system
3131
Jochyoke
3232
Kerncore
3333
SpuleKitchen sink
3434
Klappankerhinged armature
3535
Joch-BodenYoke floor
3636
Joch-SchenkelYoke-leg
3737
ArbeitsluftspaltWorking air gap
3838
ZusatzluftspaltAdditional air gap
3939
Polfläche des KernsPole face of the core
4040
Lagerstelledepository
41, 41 a, 41b41, 41a, 41b
Erste KippkanteFirst tilting edge
42, 42a, 42b42, 42a, 42b
Zweite KippkanteSecond tilting edge
K1K1
Anzugskraftattractive force
D1D1
Kippachse in erster PositionTilting axle in first position
D2D2
Kippachse in zweiter PositionTilting axle in second position
K2K2
Zusatzkraftadditional force
BB
Betätigungskraftoperating force
MM
Magnetkraftmagnetic force
RR
RückstellkraftRestoring force
KK
Kontaktkraftcontact force

Claims (5)

Schaltgerät mit einem Klappanker-Magnetsystem (10), mit einem eine Jochbasis (35) und einen Jochschenkel (36) umfassenden Magnetjoch (31), einem mit der Jochbasis (35) verbundenen Magnetkern (32) und einer auf dem Magnetkern (32) angeordneten Spule (33), mit einem über eine im Bereich eines freien Endes des Jochschenkels (36) gebildete Lagerstelle kippbaren Klappanker (34), wobei die Lagerstelle eine Jochpolfläche und eine erste Kippkante (41) an der dem Magnetkern (32) abgewandten Seite des Jochschenkels (36) umfasst, dadurch gekennzeichnet , dass die Lagerstelle einen zwischen der Jochpolfläche und dem Klappanker (34) gebildeten Zusatzluftspalt (38) umfasst, der sich bei geöffnetem Klappanker (34) zwischen der ersten Kippkante (41) und der dem Magnetkern (32) zugewandten Seite des Jochschenkels (36) befindet, dass eine zweite Kippkante (42) an der dem Magnetkern (32) zugewandten Seite des Jochschenkels (36) gebildet ist, so dass die Jochpolfläche zwischen der ersten und der zweiten Kippkante (41, 42) gelegen ist, und dass die Kippachse (D1) des Klappankers (34) sich während dessen Kippbewegung von einer ersten Achsposition, die sich im Bereich der ersten Kippkante (41) befindet, auf eine zweite Achsposition verlagert, die sich im Bereich der zweiten Kippkante (42) befindet.A switching device comprising a hinged armature magnet system (10), a magnetic yoke (31) comprising a yoke base (35) and a yoke leg (36), a magnetic core (32) connected to the yoke base (35), and a magnet core (32) Spool (33), with a tiltable about an in the region of a free end of the yoke leg (36) tiltable hinged armature (34), wherein the bearing a Jochpolfläche and a first tilting edge (41) on the magnetic core (32) facing away from the yoke leg (36), characterized in that the bearing point comprises an additional air gap (38) formed between the Jochpolfläche and the hinged armature (34), with the hinged armature (34) between the first tilting edge (41) and the magnetic core (32) facing side of the yoke leg (36) is that a second tilting edge (42) on the magnetic core (32) facing side of the yoke leg (36) is formed, so that the Jochpolfläche between the first and the two It is tilting edge (41, 42) is located, and that the tilting axis (D1) of the hinged armature (34) moves during its tilting movement from a first axis position, which is located in the region of the first tilting edge (41) to a second axis position, the is in the region of the second tilting edge (42). Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polfläche der Magnetkerns (32) in Kipprichtung des Klappankers (34) gesehen tiefer liegt als die Jochpolfläche.Switchgear after Claim 1 , characterized in that the pole face of the magnetic core (32) seen in the tilting direction of the hinged armature (34) is lower than the Jochpolfläche. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kippkante (41) bezogen auf die Jochbasis tiefer liegt als die zweite Kippkante (42).Switchgear after Claim 1 , characterized in that the first tilting edge (41) with respect to the yoke base is lower than the second tilting edge (42). Schaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass die erste Kippkante (41) bezogen auf die Jochbasis (35) tiefer liegt als die Polfläche (39) des Magnetkerns (32).Switchgear after Claim 3 , characterized in that the first tilting edge (41) relative to the yoke base (35) is lower than the pole face (39) of the magnetic core (32). Schaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass die zweite Kippkante (42c) bezogen auf die Jochbasis höher liegt als die Polfläche (39) des Magnetkerns (32).Switchgear after Claim 3 , characterized in that the second tilting edge (42c) relative to the yoke base is higher than the pole face (39) of the magnetic core (32).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2710869A1 (en) 1977-03-12 1978-09-14 Felten & Guilleaume Carlswerk HIGH-SENSITIVELY ADJUSTABLE ELECTRIC RELAY
DE3737539C2 (en) 1987-11-05 1990-09-27 Asea Brown Boveri Ag, 6800 Mannheim, De
WO1994013003A1 (en) 1992-11-28 1994-06-09 Felten & Guilleaume Energietechnik Aktiengesellschaft Magnetic trigger for fault current protection switch
DE102013017381A1 (en) 2013-10-21 2015-04-23 Abb Ag Installation switching device with a switching contact
DE102015117324A1 (en) 2015-10-12 2017-04-13 Abb Schweiz Ag Switching device with a contact system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2710869A1 (en) 1977-03-12 1978-09-14 Felten & Guilleaume Carlswerk HIGH-SENSITIVELY ADJUSTABLE ELECTRIC RELAY
DE3737539C2 (en) 1987-11-05 1990-09-27 Asea Brown Boveri Ag, 6800 Mannheim, De
WO1994013003A1 (en) 1992-11-28 1994-06-09 Felten & Guilleaume Energietechnik Aktiengesellschaft Magnetic trigger for fault current protection switch
DE102013017381A1 (en) 2013-10-21 2015-04-23 Abb Ag Installation switching device with a switching contact
DE102015117324A1 (en) 2015-10-12 2017-04-13 Abb Schweiz Ag Switching device with a contact system

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