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Magnetisches Auslösesystem für Schaltgeräte Elektrische Selbstschalter
besitzen für die Kurzschlußabschaltung ein magnetisches Auslösesystem, das auf einen
Verklinkungsmechanismus einwirkt und bei Erregung der Auslösespule durch die Bewegung
des Ankers die Verklinkung löst und damit die Unterbrechung der Schalterkontakte
herbeiführt. Es sind in der Praxis Klappanker- oder Tauchankerauslösesysteme üblich.
Je nach Art des verwendeten Mechanismus und des übrigen Schalteraufbaus wird das
eine oder das andere verwendet. Bei einem Auslösesystem mit Tauchanker, bei dem
der im Spuleninneren geführte Anker gegenüber den Wänden des Führungskanals Spiel
aufweist, treten leicht störende Brummgeräusche auf, da der sich in einem magnetischen
Wechselfeld befindende Anker durch die schwankenden Anziehungskräfte in Schwingungen
versetzt wird. Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, den Anker mit einem aus der
Spule herausragenden Ansatz, der als Schlagbolzen unmittelbar auf die beweglichen
Kontakte des Schalters einwirkt, am Schaltergehäuse abzustützen, jedoch hat dies
ebenfalls Nachteile, da die Toleranzabweichungen des Gehäuses die magnetische Einstellung
des Schalters verändern, denn der Anker wirkt mit seinem anderen Ende auf einen
Stößel ein, der unter Federspannung steht und die Auslösesysteme steuert. Eine Verkleinerung
des Ankerspiels in dem Führungskanal ist ebenfalls nicht möglich, da sonst zu leicht
Verklemmungen auftreten können.
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Die Erfindung bezweckt, die bei dem erwähnten magnetischen Auslösesystem
auftretenden Nachteile zu vermeiden und erreicht dies erfindungsgemäß dadurch, daß
an der einen Spulenstirnseite ein den Führungskanal für den Anker sekantenartig
übergreifendes, unmagnetisches Anschlagelement für den Anker vorgesehen ist. Durch
das Anschlagelement wird eine Verkantung des Ankers im Normalbetrieb bewirkt, so
daß er zumindest an zwei Punkten an den Rändern des Führungskanals anliegt, wodurch
die Schwingung stark gedämpft wird. Das Anschlagelement ist zweckmäßigerweise aus
elektrisch leitendem Material, vorzugsweise aus Kupfer, hergestellt. Der Anker besitzt
an dem aus dem Führungskanal herausragenden Ende einen stufenartigen Absatz, dessen
eine Fläche mit dem Anschlagelement zusammenwirkt. Um einen möglichst großen Hebelarm
zur Verkantung des Ankers zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Flächen des stufenförmigen
Absatzes in einem Winkel anzuordnen, der kleiner als 90° ist. An Stelle eines stufenförmigen
Absatzes kann der Anker an dem aus der Spule herausragenden Ende auch mit einer
Schrägfläche versehen sein, mit der er sich gegen das Anschlagelement abstützt,
so daß er in der Ruhelage mit der einen Seite gegen die Wand des Führungskanals
gedrückt wird.
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An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert. In F i g.
1 und 2 ist das magnetische Auslösesystem in zwei verschiedenen Ansichten teilweise
geschnitten :dargestellt, während F i g. 3 die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen
Anschlagelementes wiedergibt.
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Das magnetische Auslösesystem besteht aus einer Spule 1, die auf ein
zylinderförmiges Teil 2 gewickelt ist, das seinerseits als Führungskanal für einen
Anker 3 dient. Der teilweise im Inneren des Führungskanals angeordnete Anker 3 wirkt
auf einen Stößel 4 ein, der in einem Kern 5 geführt ist. An den Stirnseiten der
Spule sind Polbleche 6, 7 vorgesehen, die in nicht dargestellter Weise zu einem
geschlossenen Eisenrückschluß verbunden sein können. Der Anker 3, der an dem aus
der Spule herausragenden Ende einen bolzenartigen Ansatz 3 a zur unmittelbaren Beeinflussung
eines nicht dargestellten Kontaktteiles besitzt, ist mit einem stufenförmigen Absatz
8 versehen, der sich an einem auf der Eisenplatte 7 befestigten Kupferanschlagelement
9 abstützt. An dem Stößel 4 greift eine Blattfeder 10 an, die diesen
in Richtung des eingezeichneten Pfeiles (F i g. 3) gegen den Anker 3 drückt.
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Der Anker, der bei Nennstrom noch nicht von der Spule angezogen wird,
nimmt infolge des Anschlagelementes 9 die in F i g. 3 dargestellte Lage ein, d.
h. er wird durch den über den Stößel 4 wirkenden Druck der Feder 10 mit der
einen Fläche seines Absatzes 8 gegen das Anschlagelement gedrückt. Er wird dabei
so verkantet, daß er mit dem einen Ende an der Oberseite des Führungskanals 2 anliegt.
Um den Hebelarm zwischen dem Stößel und der Abstützstelle am Anschlagelement 9 zu
vergrößern, ist es
zweckmäßig, den Winkel zwischen den Flächen des
Absatzes des Ankers kleiner als 90° zu machen. Durch das Verkanten kommt der Tauchanker
in eine exzentrische Lage, so daß der Luftspalt zwischen ihm und dem Polblech 7
unsymmetrisch, und zwar in der Nähe des Anschlages kleiner als an der gegenüberliegenden
Seite wird. Die Wirkung der Feder 10
wird somit noch durch eine magnetische
Wirkung unterstützt, denn durch die auf den Anker wirkende Magnetkraft wird er infolge
des an der Anschlagseite verkleinerten Luftspaltes zu dieser Seite hingezogen. Bei
vollkommen eisengeschlossenen Spulen ist dieser Effekt besonders stark. Die Verkantung
des Ankers dämpft seine Schwingung, so daß die störenden Brummgeräusche weitgehendst
vermieden werden. Die Verwendung eines Kupferplättchens als Anschlagelement ist
besonders vorteilhaft, da dieses (wie in F i g. 3 deutlich zu erkennen ist) von
dem Magnetfeld der Spule durchsetzt wird. Durch die infolge des Magnetfeldes im
Kupferplättchen entstehenden Wirbelströme wird ein weiteres Magnetfeld erzeugt,
das gegenüber dem Hauptfeld eine Phasenverschiebung aufweist. Jedesmal, wenn die
vom Hauptfeld auf den Anker ausgeübte Kraft durch Null geht, wird die durch das
Zusatzfeld hervorgerufene geringere Kraft einseitig auf den Tauchanker wirksam,
so daß hierdurch die ursprüngliche Tauchankerschwingung weiter gedämpft wird. Selbstverständlich
macht sich dieser Effekt besonders bei nicht eisengeschlossenen Spulen bemerkbar,
da in diesem Falle das Kupferplättchen dem Spulenfeld stärker ausgesetzt ist. Besonders
für magnetische Auslösesysteme mit niedriger magnetischer Ansprechgrenze ist diese
Erscheinung wichtig, weil sie im Verhältnis zu der hierbei benötigten geringen Ankerfedervorspannung
besonders stark in Erscheinung tritt.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ist auch insofern sehr vorteilhaft,
als es dadurch möglich ist, den Schaltmechanismus des Schalters mit der Spule zu
einer kompletten Einheit zusammenzubauen. Wegen der Abstützung des Ankers an dem
Kupferanschlagelement kann nämlich in bekannter Weise die Einstellung der Auslöseglieder
bereits vor dem Einbau vorgenommen werden. Der Anker stützt sich nicht mehr am Gehäuse
ab, so daß die Einstellung unabhängig von diesem ist.