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Elektrischer, fernsteuerbarer Schalter, insbesondere Schütz Die Erfindung
betrifft einen elektrischen, fernsteuerbaren Schalter, insbesondere ein Schütz,
dessen Antriebsteile und angetriebene Teile rotationssymmetrisch ausgebildet und
um einen mit dem Gehäuseboden fest verbundenen Führungsstab axialsymmetrisch angeordnet
sind.
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Es ist bereits bei elektrischen Schaltern wie z. B. Schützen bekannt,
deren Antriebsteile, also den Spulenkörper, die Spule selbst und den Anker des Magnetsystems,
als Rotationskörper auszubilden und diese Teile axialsymmetrisch anzuordnen. Es
ist auch bereits bekannt, bei einem elektrischen Schaltgerät in einem als Rotationskörper
ausgebildeten Gehäuse einen Führungsstab, auf dem der als Rotationskörper ausgebildete
Anker axial beweglich ist, axialsymmetrisch angeordnet an beiden Stimseiten des
Gehäuses zu befestigen.
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Der technische Aufwand zur Herstellung eines elektrischen Schalters
ist im wesentlichen bestimmt durch den Aufwand bei der Herstellung der Einzelteile,
die im allgemeinen z. B. in irgendwelchen Dreh-, Fräs-, Bohr-, Räum- oder Schweißverfahren
hergestellt werden. Darüber hinaus wird der technische Aufwand durch die nötige
Montagearbeit bestimmt.
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Von den genannten Bearbeitungsverfahren erfordem die Dreh- und Bohrverfahren
den geringsten technischen Aufwand, da diese Arbeiten bei der Serienherstellung
von modernen Drehautomaten wesentlich schneller ausgeführt werden und überdies geringere
Aufspann- und Richtzeiten erfordern als z. B. Bearbeitungsvorgänge mit hin- und
hergehenden Werkzeugen wie Fräsen, Hobeln usw.
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Zur Herstellung der Teile bekannter Schalter mußten bisher stets mehrere
der genannten Bearbeitungsverfahren angewandt werden. Es ist die Aufgabe der Erfindung,
die Kosten und den Arbeitsaufwand für die Herstellung von elektrischen femsteuerbaren
Schaltern, insbesondere von Schützen, durch die besondere Gestaltung der Form der
Einzelteile zu senken. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß das feste Kontaktstück,
als Rotationskörper ausgebildet, axialsymmetrisch zum Führungsstab und an diesem
befestigt ist.
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Es ist - wie gesagt - bereits bekannt, die Spulenkörper,
die Spule selbst und auch den Anker als Rotationskörper auszubilden und diese Teile
axialsymmetrisch anzuordnen. Es ist bisher jedoch noch nicht erkannt worden, daß
die konsequente Durchführung des Gedankens praktisch alle Teile eines elektrischen,
femsteuerbaren Schalters, insbesondere eines Schützes, also auch die Kontakteinrichtung,
das Gehäuse und den Führungsbolzen rotationssymmetrisch anzuordnen, erhebliche Vorteile
gegenüber den bekannten Ausführungen ergibt.
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Im Gegensatz zu den bekannten Kontaktanordnungen lassen sich z. B.
das erfindungsgemäße Kontakt" paar und damit praktisch auch alle anderen Teile des
erfindungsgemäßen Schalters allein im Dreh" und Bohrverfahren herstellen, wobei
die Teile des fertigen Schalters eine gemeinsame Symmetrieachse haben. Dadurch lassen
sich auch die Montagezeiten des Schalters senken. Darüber hinaus können auf einzelne
Bauteile mehrere Funktionen (mechanische und elektrische) vereinigt werden, wodurch
sich der Gesamtaufwand und die Größe und das Gewicht des fertigen Schalters wiederum
vermindern.
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Der Schalter gemäß der Erfindung weist nicht nur in bezug auf die
Fertigung Vorteile auf. Durch die verhältnismäßig große Oberfläche der Kontaktstücke
ist es nämlich möglich, -die an den meist linien- oder punktförmigen Kontaktstellen
durch den Übergangs-# widerstand hervorgerufene Verlustwärme gut abzuführen, so
daß der Schalter gemäß der Erfindung, der im wesentlichen als fembetätigter Trennschalter
oder Trennschütz dienen soll, bei kleineren äußeren Ab-
messungen große Stromstärken
zu führen in der Lage ist. Obwohl die zu bewegenden Massen bei dem Schalter gemäß
der Erfindung etwas größer sind als bei einem Schalter mit kleineren Kontaktflächen,
tritt bei jenem praktisch kein Prellen auf, was darauf zurückzuführen ist, daß bedingt
durch die Bearbeitungstoleranzen die Kontaktflächen nicht an allen Stellen gleichzeitig
zur Berührung kommen, so daß der Prellschlag der bewegten Kontaktstücke stark
abgedämpft wird und kein kurzzeitiges öffnen der Kontakte beim Einschaltvorgang
eintritt.
Ausführungsformen der in den Ansprüchen gekennzeichneten
Anordnungen werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert.
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Fig. 1 zeigt ein schematisch dargestelltes Schütz. An der inneren
Stirnseite 1 eines im wesentlichen zylindrisch geformten Hohlkörpers 2 ist
ein senkrecht zur Stirnseite 1 bzw. axial zum Hohlkörper 2 liegender Profilvoll-
oder -hohlstab 3 angebracht. Das Innere des Hohlkörpers 2 dient für die Aufnahme
eines elektromotorischen, elektromagnetischen, pneumatischen oder hydraulischen
Antriebes 4. Dieser Antrieb 4 gruppiert sich, sofern keine kräfteübersetzenden Glieder
erforderlich sind, symmetrisch um die gemeinsame Achse des Profilvoll- oder -hohlstabes
3. Durch den Antrieb 4 wird ein auf dem Profilstab 3 drehbar oder
verschiebbar gelagerter Betätigungs- bzw. Schaltkörper 5 bewegt. Dieser Betätigungs-
bzw. Schaltkörper 5 bewegt sich unter dem Einfluß der vom Antrieb 4 herrührenden
Kräfte aus dem Hohlkörper 2 drehend oder schiebend heraus und geht durch eine umgekehrt
wirkende Kraft, beispielsweise eine Federkraft, in seine Anfangslage zurück. Das
aus dem Hohlkörper 2 herausragende Ende des Betätigungs-bzw. Schaltkörpers
5 trägt die der jeweiligen Funktion des Gerätes entsprechenden
zu bewegenden Betätigungs- bzw. Schaltglieder 6 mit einem oder mehreren beweglichen
Kontaktstücken. Das freie Ende des aus dem Hohlkörper 2 herausragenden vollen oder
hohlen Profflstabes 3 trägt die feststehenden Schaltglieder 7
mit einem
oder mehreren festen Kontaktstücken.
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- Ersichtlich sind alle in der F i g. 1 dargestellten
Teile im Drehverfahren herzustellen. Der Stab 3 übernimmt dabei mehrere Funktionen:
Halterung und Zentrierung des Antriebes 4, des den festen Kontakt tragenden Gliedes
7 und einer Isolierung 8 (der Stab 3
darf selbstverständlich
nicht mit beidm kontakttragenden Gliedern 6, 7 stromleitend verbunden sein
und ist daher an geeigneter Stelle zu isolieren), übertragung des strichpunktiert
angeordneten Kraftflusses 9, ausgehend vom Antrieb 4 über den beweglichen
Körper 5, das Kontaktpaar, das feste Glied 7 und den Stab
3 zurück zum Antrieb, Führung des beweglichen Körpers 5 mit dem beweglichen
Kontakt und gegebenenfalls Stromleitung zu einem der Kontakte bzw. zum Antrieb.
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In F i g. 2 ist ein über eine Druckluftleitung 23 erregbares
Druckluftschütz; dargestellt, bei welchem sämtliche Teile symmetrisch um die Achse
des Profflstabes 3 angeordnet sind. Dieser Stab ist in der Stirnseite
1 des Hohlkörpers 2 befestigt. Er dient, wie bereits erwähnt, zur Stromführung,
zur übertragung des Kraftschlusses und zur Führung der beweglichen Teile. Letztere
sind ein Schaltkolben 10, zwei oder mehrere um den Profflstab 3 von
einer Feder 11 angepreßte Kontaktsegmente 12 sowie eine Führungs-und Federdruckmutter
13. Die keilförmigen Kontaktsegmente dienen zur htzenlosen Strornübertragung
vom beweglichen Schaltkolben 10 zum feststehenden Stab 3 und liegen
einerseits am Stab 3 und andererseits auf einer entsprechenden schrägen stromleitenden
Gegenfläche auf dem Schaltkolben 10 auf. Der obere Teil des Schaltkolbens
10 ist hier als glockenförmiger Kontakt mit ringförrniger Kontaktgabe ausgebildet.
Der feststehende Gegenkontakt 14 hat ungefähr die gleiche Form. Er stützt sich auf
einen nichtleitenden, gegebenenfalls keramischen Isolator 15 ab und wird
durch weitere Isolatorteile 16 und 16 a
von dem unter der Spannung
des beweglichen Kontaktes stehenden Profilstab 3 isoliert. Das Schaltgerät
kann am Boden 1 einen Gewindeschaft 19 haben, so daß die Befestigung
an einer Isolierplatte 20, einer Leiste od. dgl. mittels einer Mutter
18 möglich ist. Der eine Stromanschluß erfolgt über die Mutter 22, der andere
Stromanschluß an einer Klemmschraube 21 am Festkontakt 14.
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In F i g. 3 ist ein elektromagnetisches Schütz dargestellt,
bei dem eine andere Kontaktanordnung gewählt wurde. Hier ist der Profilstab
3 nicht stromführender, sondern nur kraftschlußübertragender Teil. Dieser
Stab 3 führt ferner einen Magnetanker 17 und einen mit ihm verschraubten
Schaltkörper 18. An dem letzteren ist das bewegliche isolierende Schaltglied
19
befestigt, welches eine oder mehr Kontaktbrücken 20 trägt. Alle auf dem
Profilstab 3 befestigten Teile werden durch die Federn 21. nach Stromloswerden
einer Magnetspule 24 in ihre Ausgangslage zurückgestellt. Die Feder21 stützt sich
gegen den festen isolierenden Kontaktträger 22, an welchem zwei oder mehr kreissegmentförmige
Schaltstücke 23 angeordnet sein können. Die Magnetspule 24 befindet sich
im Gehäuse 2, dessen Boden 1 aus unmagnetischem Material herzustellen ist.
Die Befestigung dieses Gerätes kann, wie bei F i g. 2, mittels eines am Boden
1 vorhandenen Gewindeschaftes an einer Isolierplatte oder auch auf andere
Weise vorgenommen werden.
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Der obere feste Kontakt 14 nach F i g. 2 kann auf den Führungsstab
3 beweglich gegen eine rückstellende Federkraft gemacht werden. Ordnet man
nun auf dem Schaltstück 14 hiervon isolierte getrennte Kontaktstücke an, denen am
Ende des Stabes 3 befestigte Kontaktstücke gegenüberliegen, dann kann sich
aus dieser Kombination ein Hilfsschalter ergeben, dessen Teile ebenfalls axialsymmetrisch
um den Stab 3
gruppiert sind.
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Der Stab 3 kann, wenn er hohl ausgebildet wird, mechanisch
bewegte Glieder für zusätzliche Steuerungszwecke am Schaltgerät oder elektrische
Steuer-bzw. Starkstromleitungen führen. Im letzteren Fall ist, wenn z. B. vom oberen
Anschluß 21 in der F i g. 2 die Starkstromleitung durch das Rohr geführt
wird, die Zusammenfassung beider Stromanschlüsse auf einer Seite des Schaltgerätes
möglich. Schließlich kann der Stab 3 auch für die Führung von Druckluft von
einem elektromagnetischen Ventil zum Zylinderraum benutzt werden.
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Bei elektromagnetischen Schützen kann, abweichend von F i
g. 3, an Stelle des als Tauchanker ausgebildeten Schaltkörpers
17 ein von den Stimseiten des Topfmagneten 2 angezogener Telleranker verwendet
werden.
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Die Kontaktgabe zwischen den beweglichen und feststehenden Schaltstücken
kann entweder in geradliniger Bewegung vorgenommen werden oder mit gleichzeitiger
Drehung der beweglichen Schaltstücke, so daß beim Auftreffen der Kontakte eine Schiebung
der letzteren aufeinander erfolgt. Zu diesem Zweck muß dem beweglichen Schaltkörper
5 auf dem Profilvoll- oder -hohlstab eine schraubenförmige Bewegung erteilt
werden. Während eine Schiebung der Kontakte gegeneinander einem Verschweißen und
einem ungleichmäßigen Abbrand entgegenwirkt, kann die entsprechende Bewegung unter
sonst geeigneten Bedingungen beim öffnen des Schalters entsprechend der Bewegung
des Lichtbogenfußpunktes ein stärkeres Auseinanderziehen des Lichtbogens,
d. h. eine Lichtbogenlöschung, bewirken. Ein derart gestalteter Schalter
ist
also auch als Lastschalter zu verwenden. Darüber hinaus kann eine Führung des beweglichen
Kontaktes entlang einer Schraubenlinie als Mittel zum verzögerten Schalten dienen.