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Magnetbetätigte Vorrichtung
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine magnetbetätigte Vorrichtung, die in einer Schaltanlage verwendet wird, beispielsweise einen Unterbrecher eines Unterdruckschalters.
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Stand der Technik
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In 8 ist eine magnetbetätigte Vorrichtung gezeigt, die in einer Schaltanlage zum Einsatz kommt, um einen darin enthaltenen Schalter zu öffnen oder zu schließen, wobei die magnetbetätigte Vorrichtung z. B. ein Unterbrecher eines Unterdruckschalters ist.
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Bei der magnetbetätigten Vorrichtung im benachbarten Gebiet der Technik, wie sie in 8 gezeigt ist, sind eine Schließspule 6 und eine Auslösespule 7 fest mit einem Joch (einem ortsfesten Eisenkern) 9 mittels eines Spulenkörpers 8 verbunden. Ein Bremseisen 2 ist ebenfalls fest mit dem Joch (dem ortsfesten Eisenkern) 9 verbunden.
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Ein Kolben (beweglicher Eisenkern) 10 ist auf und entlang den Mittelachsen der Schließspule 6 und der Auslösespule 7 angeordnet, und der Kolben bildet zusammen mit dem Joch (dem ortsfesten Eisenkern) 9 und dem Bremseisen 2 einen magnetischen Kreis. Der Kolben (beweglicher Eisenkern) 10 ist mittels einer Magnetkraft bewegbar, die erzeugt wird, wenn ein Strom zum Fließen durch die Schließspule 6 und die Auslösespule 7 veranlasst wird, oder er ist mittels einer Auslösefeder 11 bewegbar.
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Eine Achse 1 ist fest mit einer Mittelachse des Kolbens (des beweglichen Eisenkerns) 10 verbunden und an den Schalter der Schaltanlage angeschlossen, indem sie durch das Bremseisen 2 hindurchgeht.
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Eine Auslösefeder 11 ist zwischen dem Joch (dem ortsfesten Eisenkern) 9 und dem Kolben (dem beweglichen Eisenkern) 10 angeordnet, und sie drückt den Kolben (den beweglichen Eisenkern) 10 ständig in die Öffnungsrichtung.
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Eine Anhalteeinrichtung 14 ist an dem Joch (dem ortsfesten Eisenkern) 9 mittels einer Halterung 15 der Anhalteeinrichtung befestigt. Des Weiteren ist ein Stoßdämpfer 13 an dem Kolben (dem beweglichen Eisenkern) 10 befestigt. Die Anhalteeinrichtung 14 stößt mit dem Stoßdämpfer 13 während eines Öffnungsvorganges zusammen, so dass ein Aufprall eines Zusammenstoßes vermindert wird.
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Ein Permanentmagnet 5 ist an dem Joch (dem ortsfesten Eisenkern) 9 montiert, und die Magnetkraft des Permanentmagneten 5 hält den Kolben (den beweglichen Eisenkern) 10 gegen die Auslösefeder 11 in einer Schließstellung.
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Als nächstes wird nun der Betrieb beschrieben. Wenn ein Strom dazu veranlasst wird, zu der Auslösespule 7 hin zu fließen, so wird eine Magnetkraft des Permanentmagneten 5 verringert, und eine Federkraft der Auslösefeder 11 erzwingt eine Bewegung des Kolbens (des beweglichen Eisenkerns) 10 in eine Richtung, in welcher der Schalter geöffnet wird. Der Kolben (der bewegliche Eisenkern) 10 hält schließlich infolge eines Zusammenstoßes mit der Anhalteeinrichtung 14 an, und folglich ist ein Öffnungsvorgang abgeschlossen.
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Wenn ein Strom dazu veranlasst wird, zu der Schließspule 6 hin zu fließen, zwingt eine Magnetkraft den Kolben (den beweglichen Eisenkern) 10 dazu, sich in eine Richtung zu bewegen, in welcher der Schalter geschlossen wird. Der Kolben (der bewegliche Eisenkern) 10 hält schließlich infolge eines Zusammenstoßes mit dem Bremseisen 2 an, und folglich ist ein Schließvorgang abgeschlossen.
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Liste der Entgegenhaltungen
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- Patentdokument 1: JP 2008-53387 A .
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei der oben beschriebenen magnetbetätigten Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik ist eine große, aus der Halterung 15 der Anhalteeinrichtung und der Anhalteeinrichtung 14 selbst gebildete Konstruktion der Anhalteeinrichtung in einem äußeren oberen Bereich einer Konstruktion vorgesehen, die aus der Schließspule 6, der Auslösespule 7 und dem Joch (dem ortsfesten Eisenkern) 9 gebildet ist. Durch diesen Aufbau ergibt sich ein Problem dahingehend, dass nicht nur die Größe, sondern auch die Kosten der magnetbetätigten Vorrichtung in die Höhe getrieben werden.
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Die oben beschriebene herkömmliche magnetbetätigte Vorrichtung berücksichtigt keine Führungseinrichtung für eine Linearbewegung der Achse 1 oder des Kolbens (des beweglichen Eisenkerns) 10. Es ergibt sich jedoch ein Problem dahingehend, dass ein Führungsmechanismus mit hoher Genauigkeit und geringer Reibung benötigt wird, um einen zuverlässigen Betrieb zu erreichen.
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Die Erfindung wurde entwickelt, um die oben erläuterten Probleme zu lösen, und es ist die Aufgabe der Erfindung, eine magnetbetätigte Vorrichtung anzugeben, die kompakter ausgebildet sein kann.
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Lösung des Problems
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Eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß der Erfindung weist folgendes auf:
einen ortsfesten Eisenkern, der aus einem waagerechten Bereich des Eisenkerns mit einer ortsfesten Fläche und einem Paar vertikaler Eisenkernbereiche gebildet ist, die sich in einer Axialrichtung von beiden Seiten des waagerechten Bereichs des Eisenkerns aus erstrecken;
einen beweglichen Eisenkern, der in Bezug auf den ortsfesten Eisenkern axial verlagerbar ausgebildet ist und mit einer beweglichen Fläche versehen ist, die der ortsfesten Fläche des waagerechten Bereichs des ortsfesten Eisenkerns gegenüberliegt;
eine Magnetspule, die zwischen dem beweglichen Eisenkern und den vertikalen Eisenkernbereichen des ortsfesten Eisenkerns angeordnet ist, und die bei Erregung ein Verlagern des beweglichen Eisenkerns in Axialrichtung erzwingt; und
eine Antriebsachse, die an einem axialen Mittelbereich des beweglichen Eisenkerns montiert ist, so dass sie durch den waagerechten Bereich des ortsfesten Eisenkerns in axial verlagerbarer Weise in Verbindung mit dem beweglichen Eisenkern hindurchtritt und eine Schaltanlage dazu veranlasst, einen ihr zugeordneten Schalter zu öffnen bzw. zu schließen, wobei die magnetbetätigte Vorrichtung mit einer Anhalteeinrichtung versehen ist, die an der Antriebsachse montiert ist, und zwar in einem Schaftbereich, der durch den waagerechten Bereich des ortsfesten Eisenkerns hindurchtritt, und die eine Position der Öffnungsrichtung des ortsfesten Eisenkerns reguliert, indem sie während eines Öffnungsvorganges der Schaltanlage an den waagerechten Bereich des ortsfesten Eisenkerns anstößt.
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Eine weitere magnetbetätigte Vorrichtung gemäß der Erfindung weist folgendes auf:
einen ortsfesten Eisenkern, der an einer Rahmenbasis eines Rahmenkörpers befestigt ist und aus einem waagerechten Bereich des Eisenkerns mit einer ortsfesten Fläche und einem Paar vertikaler Eisenkernbereiche gebildet ist, die sich in einer Axialrichtung von beiden Seiten des waagerechten Bereichs des Eisenkerns aus erstrecken;
einen beweglichen Eisenkern, der in Bezug auf den ortsfesten Eisenkern axial verlagerbar ausgebildet ist und mit einer beweglichen Fläche versehen ist, die der ortsfesten Fläche des waagerechten Bereichs des ortsfesten Eisenkerns gegenüberliegt;
eine Magnetspule, die zwischen dem beweglichen Eisenkern und den vertikalen Eisenkernbereichen des ortsfesten Eisenkerns angeordnet ist, und die bei Erregung ein Verlagern des beweglichen Eisenkerns in Axialrichtung erzwingt; und
eine Antriebsachse, die an einem axialen Mittelbereich des beweglichen Eisenkerns montiert ist, so dass sie durch den waagerechten Bereich des ortsfesten Eisenkerns und der Rahmenbasis in axial verlagerbarer Weise in Verbindung mit dem beweglichen Eisenkern hindurchtritt und eine Schaltanlage dazu veranlasst, einen ihr zugeordneten Schalter zu öffnen bzw. zu schließen, wobei die magnetbetätigte Vorrichtung mit einer Anhalteeinrichtung versehen ist, die an der Antriebsachse montiert ist, und zwar in einem Schaftbereich, der durch den waagerechten Bereich des ortsfesten Eisenkerns und durch die Rahmenbasis hindurchtritt, und die eine Position der Öffnungsrichtung des ortsfesten Eisenkerns reguliert, indem sie während eines Öffnungsvorganges der Schaltanlage an der Rahmenbasis des Rahmenkörpers anliegt.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der magnetbetätigten Vorrichtung der Erfindung wird es möglich, eine magnetbetätigte Vorrichtung zu erhalten, die kompakter ausgebildet sein kann.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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2 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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3 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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4 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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5 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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6 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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7 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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8 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik zeigt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Erste Ausführungsform
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Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der Erfindung gemäß 1 und 2 beschrieben. In der Beschreibung sind gleiche oder äquivalente Teile und Bereiche in den jeweiligen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 1 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei eine Schaltanlage in einem geöffneten Zustand gezeigt ist. 2 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei die Schaltanlage in einem geschlossenen Zustand gezeigt ist.
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Die jeweiligen Zeichnungen zeigen einen Fall, bei welchem eine Schaltanlage 101 zum Beispiel aus einem Unterdruckschalter 102 aufgebaut ist. Der Unterdruckschalter 102 besitzt eine Elektrode 104 der ortsfesten Seite und eine Elektrode 107 der beweglichen Seite, die in einem Unterdruckgefäß untergebracht sind, wobei die Elektrode 104 der ortsfesten Seite fest mit einer Stange 103 der ortsfesten Seite verbunden ist, und wobei die Elektrode 107 der beweglichen Seite fest mit einer Stange 106 der beweglichen Seite verbunden ist, die in dem Unterdruckgefäß des Unterdruckschalters 102 entlang einer Axialrichtung angeordnet ist, indem sie in das Unterdruckgefäß über einen Balg 105 hineintritt.
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In 1 sind die Elektrode 104 der ortsfesten Seite und die Elektrode 107 der beweglichen Seite voneinander beabstandet, und sie verbleiben stationär in einer Öffnungsstellung. In 2 sind die Elektrode 104 der ortsfesten Seite und die Elektrode 107 der beweglichen Seite miteinander in Kontakt, und sie verbleiben stationär in einer Schließstellung. Kurz gesagt: Der Unterdruckschalter 102 befindet sich in einer Schließstellung.
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Ein Rahmenkörper 108 wird verwendet, um die magnetbetätigte Vorrichtung an der Rahmenbasis 108a zu befestigen. Die Rahmenbasis 108a ist zum Beispiel mit einer Durchgangsöffnung 108b versehen, durch welche eine unten beschriebene Antriebsachse eingeführt ist, und sie ist mit einer Durchgangsöffnung 108c versehen, durch welche eine unten beschriebene Betätigungsachse 121 eines Betätigungsmechanismus 120 eingeführt ist.
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Ein ortsfester Eisenkern 109 besitzt einen waagerechten Bereich 109b des Eisenkerns mit einer ortsfesten Fläche 109a und ein Paar vertikaler Eisenkernbereiche 109c, die sich in der Axialrichtung von beiden Endbereichen des waagerechten Bereichs 109b des Eisenkerns aus erstrecken.
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Das Material des ortsfesten Eisenkerns 109 kann jedes magnetische Material hoher Permeabilität sein. Ohne Beschränkung umfassen Beispiel davon: Stahlmaterial, elektromagnetisches Weicheisen, Siliziumstahl, Ferrit und Permalloy. Alternativ kann der ortsfeste Eisenkern 109 ein Magnetpulverkern sein, der beispielsweise durch Kompression von Eisenpulver gebildet ist. Des Weiteren kann der ortsfeste Eisenkern 109 hergestellt werden, indem eine Vielzahl von dünnen Platten geschichtet werden, die in einem Stück aus einem magnetischen Material gebildet sind, oder er kann hergestellt werden, indem eine Vielzahl von geteilten Körpern zusammengefügt werden.
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Ein beweglicher Eisenkern 110 ist auf axial bezüglich des ortsfesten Eisenkerns 109 verlagerbare Weise angeordnet. Der bewegliche Eisenkern 110 besitzt einen Basisbereich 110b, der entlang der Axialrichtung angeordnet ist und mit einer beweglichen Fläche 110a versehen ist, die der ortsfesten Fläche 109a des waagerechten Bereichs 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 gegenüberliegt, und der mit einem Paar von Verzweigungsbereichen 110c versehen ist, die von einer Seitenfläche des Basisbereichs 110b in einander entgegengesetzten Richtungen hervorstehen.
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Das Material des beweglichen Eisenkerns 110 kann jedes magnetische Material hoher Permeabilität sein. Ohne Beschränkung umfassen Beispiel davon: Stahlmaterial, elektromagnetisches Weicheisen, Siliziumstahl, Ferrit und Permalloy. Alternativ kann der bewegliche Eisenkern 110 ein Magnetpulverkern sein, der beispielsweise durch Kompression von Eisenpulver gebildet ist.
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Eine Magnetspule 111 ist zwischen dem Basisbereich 110b des beweglichen Eisenkerns 110 und den vertikalen Eisenkernbereichen 109c des ortsfesten Eisenkerns 109 angeordnet, und sie erzwingt bei Erregung eine Verlagerung des beweglichen Eisenkerns 110 in Axialrichtung.
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Eine Antriebsachse 112 treibt die Schaltanlage dazu an, den ihr zugeordneten Schalter zu öffnen bzw. zu schließen. Die Antriebsachse 112 ist an einem axialen Mittelbereich des Basisbereichs 110b des beweglichen Eisenkerns 110 montiert und durchdringt nicht nur den waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 auf axial verlagerbare Weise in Verbindung mit dem beweglichen Eisenkern 110, sondern auch die Durchgangsöffnung 108b, die in der Rahmenbasis 108a vorgesehen ist.
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Ein Endbereich des Schaftbereichs 112a der Antriebsachse 112, der den waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 durchdringt, ist an die Stange 106 der beweglichen Seite des Unterdruckschalters 102 angekoppelt, der die Schaltanlage 1 bildet. Die Antriebsachse 112 ist aus einem magnetischen Material niedriger Permeabilität (niedrig-magnetisches Material) gebildet (zum Beispiel aus Edelstahl).
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Des Weiteren ist eine Anhalteeinrichtung 113 vorgesehen, wobei die Anhalteeinrichtung 113 an der Antriebsachse 112 in dem Schaftbereich 112a befestigt ist, der den waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 durchdringt, und wobei die Anhalteeinrichtung 113 eine Position der Öffnungsrichtung des beweglichen Eisenkerns 110 reguliert, indem sie während eines Öffnungsvorganges des die Schaltanlage 1 ausbildenden Unterdruckschalters 102 an den waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 anstößt.
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Eine Verbindungseinrichtung 114 weist folgendes auf: einen Mittelbereich 114a, der an den Endbereich der Antriebsachse 112, welche den waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 durchdringt, mittels eines Kupplungselements 115 angekoppelt ist und gelenkig an dem Endbereich mittels einer Drehachse 116 befestigt ist; ein Ende 114b, das gelenkig an einem Widerlager 117 befestigt ist, das mittels einer Drehachse 118 an die Rahmenbasis 108a gepasst ist; und ein anderes Ende 114c, das an eine Betätigungsachse 121 eines unten beschriebenen Betätigungsmechanismus 120 angekoppelt ist, und zwar mittels eines Kupplungselements 122, wobei das andere Ende gelenkig mittels einer Drehachse 119 an dem Kupplungselement 122 befestigt ist.
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Der Betätigungsmechanismus 120 ist in der Nähe einer Konstruktion vorgesehen, die aus dem ortsfesten Eisenkern 109 und dem beweglichen Eisenkern 110 gebildet ist und oberhalb des anderen Endes 114c der Verbindungseinrichtung 114 angeordnet ist.
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Die eine Seite 121a der Betätigungsachse 121 ist durch die Durchgangsöffnung 108c durchgeführt, die in der Rahmenbasis 108a vorgesehen ist, und an das Kupplungselement 122 angekoppelt. Das Kupplungselement 122 und das andere Ende 114c der Verbindungseinrichtung 114 sind gelenkig an der Drehachse 119 befestigt.
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Die andere Seite 121b der Betätigungsachse 121 ist fest mit einem Stützelement 123 verbunden, und eine Auslösefeder 124 ist zwischen dem Stützelement 123 und der Rahmenbasis 108a befestigt.
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Als nächstes wird nun der Betrieb beschrieben. In dem in 1 gezeigten Zustand sind die Elektrode 104 der ortsfesten Seite und die Elektrode 107 der beweglichen Seite voneinander beabstandet, und sie verbleiben unbewegt in der Öffnungsstellung. Mit anderen Worten: Ein Anziehungs-Erregungsvorgang der Magnetspule 111 wird unterbrochen, so dass eine Druckkraft durch die Auslösefeder 124 des Betätigungsmechanismus 120 ausgeübt wird, so dass die Betätigungsachse 121 in Aufwärtsrichtung gedrückt wird.
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Wenn die Betätigungsachse 121 in Aufwärtsrichtung gedrückt wird, dann wird das andere Ende 114c der Verbindungseinrichtung 114, das an die eine Seite 121a der Betätigungsachse 121 angekoppelt ist, aufwärts bewegt wird, und zwar um die Drehachse 118 an dem einen Ende 114b der Verbindungseinrichtung 114, das als Abstützpunkt dient.
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Wenn das andere Ende 114c nach oben um die Drehachse 118 gedreht wird, wobei das eine Ende 114b der Verbindungseinrichtung 114 als Abstützpunkt dient, dann beginnt die Antriebsachse 112, die an den Mittelbereich 114a der Verbindungseinrichtung 114 mittels des Kupplungselements 115 angekoppelt ist, sich zusammen mit dem beweglichen Eisenkern 110 in dem ortsfesten Eisenkern 109 zu bewegen, und zwar durch Verlagerung in Aufwärtsrichtung.
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Wenn sich die Antriebsachse 112 zusammen mit dem beweglichen Eisenkern 110 in dem ortsfesten Eisenkern 109 durch Verlagerung in Aufwärtsrichtung bewegt, dann bewegt sich die Stange 106 der beweglichen Seite des die Schaltanlage 1 bildenden Unterdruckschalters 102, die an den Endbereich des Schaftbereichs 112a der Antriebsachse 112 angekoppelt ist, nach oben, und zwar in eine Richtung, die durch einen Pfeil B angedeutet ist, und die in Verbindung mit der Antriebsachse 112 und dem beweglichen Eisenkern 110 steht. Die Elektrode 107 der beweglichen Seite bewegt sich folglich von der Elektrode 104 der ortsfesten Seite weg, und der Zustand wird schließlich in einen Öffnungszustand überführt.
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Der Hub beim Erreichen der Position der Öffnungsrichtung, um den die Antriebsachse 112 und der bewegliche Eisenkern 110 verlagert werden, wird durch eine Befestigungsposition der Anhalteeinrichtung 113 in Bezug auf den Schaftbereich 112a der Antriebsachse 112 reguliert. Wie es in 1 gezeigt ist, werden daher dann, wenn sich die Antriebsachse 112 zusammen mit dem beweglichen Eisenkern 110 in dem ortsfesten Eisenkern 109 durch Verlagerung in Aufwärtsrichtung bewegt und die Anhalteeinrichtung 113 an die Rückfläche des waagerechten Bereichs 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 anstößt, die Antriebsachse 112 und der bewegliche Eisenkern 110 in einem Öffnungszustand gehalten, und zwar durch einen vorgegebenen Hub bei der Position der Öffnungsrichtung.
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Wenn eine Schrauben-Befestigungskonstruktion als Befestigungsanordnung der Anhalteeinrichtung 113 zum Befestigen an dem Schaftbereich 112a der Antriebsachse 112 Anwendung findet, durch welches die Anhalteeinrichtung 113 an beliebiger Stelle an dem Schaftbereich 112a der Antriebsachse 112 befestigt wird, ist es möglich, den Hub für die Position in der Öffnungsrichtung, in welche die Antriebsachse 112 und der bewegliche Eisenkern 110 verschoben werden, einzustellen.
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Es wird nun der Betrieb zum Wechseln aus dem in 1 gezeigten geöffneten Zustand in den in 2 gezeigten geschlossenen Zustand beschrieben. In dem in 2 gezeigten Zustand sind die Elektrode 104 der ortsfesten Seite und die Elektrode 107 der beweglichen Seite miteinander in Kontakt, und sie verbleiben unbewegt in einer Schließstellung. Anders gesagt: Die Magnetspule 111 wird zum Zwecke eines Anziehungsvorganges erregt, so dass der bewegliche Eisenkern 110 in Richtung auf den waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 hin angezogen wird und sich durch Verlagerung in Abwärtsrichtung bewegt.
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Wenn der bewegliche Eisenkern 110 zu dem waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 hin angezogen wird und sich durch Verlagerung bewegt, dann bewegt sich die mit dem Basisbereich 110b des beweglichen Eisenkerns 110 fest verbundene Antriebsachse 112 ebenfalls zusammen mit dem beweglichen Eisenkern 110 durch Verlagerung in Abwärtsrichtung.
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Wenn sich die Antriebsachse 112 zusammen mit dem beweglichen Eisenkern 110 durch Verlagerung in Abwärtsrichtung bewegt, dann wird der Mittelbereich 114a der Verbindungseinrichtung 114, der mit dem Endbereich des Schaftbereichs 112a der Antriebsachse 112 mittels des Kupplungselements 115 verbunden ist, abwärts gedrückt.
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Wenn der Mittelbereich 114a der Verbindungseinrichtung 114 abwärts gedrückt wird, dann wird das andere Ende 114c der Verbindungseinrichtung 114 abwärts gedreht, und zwar um die Drehachse 118 an dem einen Ende 114b der Verbindungseinrichtung 114, das als Abstützpunkt dient.
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Wenn das andere Ende 114c um die Drehachse 118 an dem einen Ende 114b der Verbindungseinrichtung 114, das als Abstützpunkt dient, abwärts gedreht wird, dann drückt die eine Seite 121a der Betätigungsachse 121, die an das andere Ende 114c der Verbindungseinrichtung 114 mittels des Kupplungselements 122 angekoppelt ist, die Betätigungsachse 121 abwärts, und zwar gegen eine Druckkraft der Auslösefeder 124 des Betätigungsmechanismus 120. Die Auslösefeder 124 wird also zusammengedrückt, und die Druckkraft wird gespeichert.
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Wenn der bewegliche Eisenkern 110 an den ortsfesten Eisenkern 109 auf Seiten des waagerechten Bereichs 109b des Eisenkerns stößt, dann bewegt sich die Stange 106 der beweglichen Seite des die Schaltanlage 1 bildenden Unterdruckschalters 102, die an den Endbereich des Schaftbereichs 112a der Antriebsachse 112 angekoppelt ist, ebenfalls abwärts, und zwar in eine Richtung, die durch einen Pfeil A angedeutet ist, und die in Verbindung mit der Antriebsachse 112 und dem beweglichen Eisenkern 110 steht.
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Die Elektrode 104 der ortsfesten Seite und die Elektrode 107 der beweglichen Seite kommen schließlich miteinander in Kontakt und werden in einem geöffneten Zustand gehalten. Obwohl es nicht in der Zeichnung gezeigt ist, wird der geschlossene Zustand der Elektrode 104 der ortsfesten Seite und der Elektrode 107 der beweglichen Seite mittels eines Permanentmagneten aufrechterhalten.
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Wie oben beschrieben, ist gemäß der ersten Ausführungsform die Anhalteeinrichtung 113 an dem Schaftbereich 112a der Antriebsachse 112 vorgesehen, der in der axialen Mitte des Basisbereichs 110b des beweglichen Eisenkerns 110 angebracht ist und den waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 derart durchdringt, dass die Anhalteeinrichtung 113 die Position in der Öffnungsrichtung des beweglichen Eisenkerns 110 reguliert, indem sie gegen den waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 während eines Öffnungsvorgangs des die Schaltanlage 1 bildenden Unterdruckschalters 102 anstößt.
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Dieser Aufbau vermeidet eine große Konstruktion der Anhalteeinrichtung, die aus der Halterung 15 der Anhalteeinrichtung und der Anhalteeinrichtung 14 gebildet ist und im äußeren oberen Bereich der Konstruktion vorgesehen ist, die aus der Schließspule 6, der Auslösespule 7 und dem Joch (dem ortsfesten Eisenkern) 9 gebildet ist, wie es bei der magnetbetätigten Vorrichtung in dem oben beschriebenen Gebiet der Technik der Fall ist. Folglich wird es möglich, die Größe und die Kosten zu verringern.
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Im Übrigen wurde bei der ersten Ausführungsform oben ein Fall beschrieben, bei welchem eine zylindrische Führungseinrichtung 125 aus einem nicht-magnetischen Material an dem waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 vorgesehen ist, und zwar in einem Bereich, in welchem die Antriebsachse hindurchtritt. Wenn die zylindrische Führungseinrichtung 125 vorgesehen wird, kann die Positioniergenauigkeit der Stange 106 der beweglichen Seite stabilisiert werden. Da die Gleitreibung mit der Antriebsachse 112 verringert werden kann, kann außerdem der Betrieb während der Axialbewegung des beweglichen Eisenkerns 110 stabilisiert werden, so dass es wiederum möglich wird, die Abnutzung im Gleitbereich der Antriebsachse 112 zu verhindern.
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Zweite Ausführungsform
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Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind gleiche oder äquivalente Teile und Bereiche in Bezug auf die oben beschriebenen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 3 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei eine Schaltanlage in einem geöffneten Zustand gezeigt ist.
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Bei der zweiten Ausführungsform ist ein – beispielsweise aus einer Tellerfeder gebildeter – elastischer Körper 126 an dem Rückflächenbereich des waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 vorgesehen und liegt der Anhalteeinrichtung 113 gegenüber. Während eines Öffnungsvorganges stößt die Anhalteeinrichtung 113 an den aus der Tellerfeder gebildeten elastischen Körper 126 an, und zwar unmittelbar, bevor der Öffnungsvorgang abgeschlossen ist. Folglich wird es möglich, die Aufprallkraft zu verringern, die erzeugt wird, wenn die Anhalteeinrichtung 113 gegen den waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 anstößt.
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Wenn der elastische Körper 126 unter Verwendung einer einfachen Struktur vorgesehen wird, dann wird es gemäß der zweiten Ausführungsform auf diese Weise möglich, eine Aufprallstoßdämpfer-Einrichtung für einen Öffnungsvorgang mit geringen Kosten anzugeben, ohne einen speziellen Mechanismus vorsehen zu müssen. Es ist zu berücksichtigen, dass der elastische Körper nicht auf eine Tellerfeder beschränkt ist und dass der gleiche Vorteil erreicht werden kann, wenn stattdessen eine Wendelfeder oder Gummi verwendet werden.
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Dritte Ausführungsform
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Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind gleiche oder äquivalente Teile und Bereiche in Bezug auf die oben beschriebenen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 4 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei eine Schaltanlage in einem geschlossenen Zustand gezeigt ist.
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Bei der dritten Ausführungsform ist ein Dämpfer 127 an dem Rückflächenbereich des waagerechten Bereichs 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 vorgesehen und liegt der Anhalteeinrichtung 113 gegenüber. Während eines Öffnungsvorganges stößt die Anhalteeinrichtung 113 gegen den Dämpfer 127 an, und zwar unmittelbar, bevor der Öffnungsvorgang abgeschlossen ist. Folglich wird es möglich, die Aufprallkraft zu verringern, die erzeugt wird, wenn die Anhalteeinrichtung 113 an dem waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 anstößt.
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Wenn der Dämpfer 127 unter Verwendung einer einfachen Struktur vorgesehen wird, dann wird es gemäß der dritten Ausführungsform auf diese Weise möglich, eine Aufprallstoßdämpfer-Einrichtung für einen Öffnungsvorgang mit geringen Kosten anzugeben, ohne einen speziellen Mechanismus vorsehen zu müssen. Es ist zu berücksichtigen, dass der gleiche Vorteil auch erreicht werden kann, wenn ein Stoßdämpfer anstelle des Dämpfers 127 verwendet wird. Des Weiteren kann der Dämpfer 127 in Kombination mit dem oben beschriebenen elastischen Körper 126 verwendet werden.
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Vierte Ausführungsform
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Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind gleiche oder äquivalente Teile und Bereiche in Bezug auf die oben beschriebenen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 5 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei eine Schaltanlage in einem geöffneten Zustand gezeigt ist.
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Bei der vierten Ausführungsform ist ein Dämpfer 128 an der ortsfesten Fläche 109a des waagerechten Bereichs 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 vorgesehen und liegt der beweglichen Fläche 110a des Basisbereichs 110b des beweglichen Eisenkerns 110 gegenüber. Während eines Schließvorganges stößt die bewegliche Fläche 110a des Basisbereichs 110b des beweglichen Eisenkerns 110 gegen den Dämpfer 128 an, und zwar unmittelbar, bevor der Schließvorgang abgeschlossen ist.
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Folglich wird die Aufprallkraft verringert, die erzeugt wird, wenn der Basisbereich 110b des beweglichen Eisenkerns 110 gegen den waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 anstößt. Da außerdem der Dämpfer 128 an dem waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 befestigt ist, muss der bewegliche Bereich nicht so schwer ausgebildet sein, wie es bei der magnetbetätigten Vorrichtung gemäß dem oben beschriebenen Stand der Technik der Fall ist.
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Dadurch, dass der Dämpfer 128 unter Verwendung einer einfachen Struktur vorgesehen ist, wird es gemäß der dritten Ausführungsform auf diese Weise möglich, eine Aufprallstoßdämpfer-Einrichtung für einen Schließvorgang mit geringen Kosten anzugeben, ohne einen speziellen Mechanismus vorsehen zu müssen. Es ist zu berücksichtigen, dass der gleiche Vorteil auch erreicht werden kann, wenn ein Stoßdämpfer anstelle des Dämpfers 128 verwendet wird.
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Fünfte Ausführungsform
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Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind gleiche oder äquivalente Teile und Bereiche in Bezug auf die oben beschriebenen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 6 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei eine Schaltanlage in einem geöffneten Zustand gezeigt ist.
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Bei der fünften Ausführungsform ist ein elastischer Körper 129 – der beispielsweise durch eine Tellerfeder gebildet ist – zwischen der zylindrischen Führungseinrichtung 125 und dem waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 vorgesehen. Der aus der Tellerfeder gebildetete elastische Körper 129 drückt die zylindrische Führungseinrichtung 125 in eine Richtung, die senkrecht zu der Achse der zylindrischen Führungseinrichtung 125 verläuft.
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Der ortsfeste Eisenkern 109 ist eine Laminatstruktur aus dünnen Platten, um die Effizienz der Magneterzeugungskraft zu verbessern. Es ist schwierig, eine Laminatstruktur mit einem Loch zu versehen, in welchem die zylindrische Führungseinrichtung 125 parallel zu der Schichtoberfläche mit Genauigkeit befestigt werden soll.
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Dadurch, dass der – beispielsweise aus einer Tellerfeder gebildete – elastische Körper 129 zwischen der zylindrischen Führungseinrichtung 125 und dem waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 vorgesehen ist, wird bei der fünften Ausführungsform sogar dann, wenn ein Spielraum zwischen einem Loch in dem waagerechten Bereich 109b des Eisenkerns 109 und einem Außendurchmesser der zylindrischen Führungseinrichtung 125 variiert, diese Größenabweichung durch den – beispielsweise aus einer Tellerfeder gebildeten – elastischen Körper 129 neutralisiert. Es wird folglich möglich, die Position der zylindrischen Führungseinrichtung 125 mit Genauigkeit auf stabile Weise festzulegen.
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Sechste Ausführungsform
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Eine sechste Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind gleiche oder äquivalente Teile und Bereiche in Bezug auf die oben beschriebenen Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 7 ist ein Querschnitt, der eine magnetbetätigte Vorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei eine Schaltanlage in einem geöffneten Zustand gezeigt ist.
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Die jeweiligen obenstehenden Ausführungsformen haben sich jeweils auf einen Fall bezogen, in welchem eine Anhalteeinrichtung 113 an den waagerechten Bereich 109b des ortsfesten Eisenkerns 109 anstößt. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass der gleiche Vorteil sogar dann erzielt werden kann, wenn der Aufbau derart gestaltet ist, dass, wie in 7 gezeigt, die Anhalteeinrichtung 113 an die Rahmenbasis 108a des Rahmenkörpers 108 an einer Fläche auf der dem ortsfesten Eisenkern 109 gegenüberliegenden Seite anstößt.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die Erfindung ist dazu geeignet, eine magnetbetätigte Vorrichtung zu erhalten, die kompakter ausgebildet sein kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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