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Elektromagnetisches Schaltgerät, insbesondere Schütz Bei Schaltgeräten
wird der Abstand zwischen beweglichen und feststehenden Kontaktstücken im ausgeschalteten
Zustande durch die Abschaltleistung bestimmt, d. h., der Abstand wird so
groß gewählt, daß mit Sicherheit bei der höchstzulässigen Belastung der Lichtbogen
gelöscht wird. Der ausgeschaltete Zustand entspricht dabei dem Ruhezustand des Gerätes.
Handelt es sich um elektromagnetische -Sc-haltgeräte, insbesondere Schütze, dann
ist der Luftabstand zwischen den Polflächen des Magnetkerns und des Magnetankers
im ausgeschalteten Zustande des Gerätes bei unmittelbarer Verbindung zwischen dem
Magnetanker und der Schaltbrücke gleich dem Ab-
stand zwischen den feststehenden
und den beweglichen Kontaktstücken zuzüglich des Kontaktdurchhubes, d. h.
der Kontaktabbrandhöhe einschließlich eines Sicherheitszuschlages.
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Handelt es sich um ein Gerät mit Hebelübersetzung, dann liegt der
Abstand zwischen den Magnetflächen des Magnetkerns und des Magnetankers im ausgeschalteten
Zustande unter Berücksichtigung des Hebelverhältnisses vor.
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Erfolgt die Einschaltung des Gerätes aus dem Ruhezustand, dann muß
ein verhältnismäßig langer Leerweg zurückgelegt werden, bis der bewegliche Kontakt
die feststehenden Kontakte berührt, um den Stromkreis zu schließen. Die Folge ist,
daß der bewegliche Kontakt beim Einschalten mit einer großen Geschwindigkeit auf
die feststehenden Kontakte aufschlägt und dadurch einen Prellschlag hervorruft.
Auch der Magnetschlag zwischen Magnetanker und Magnetkern ist dann sehr kräftig
und geräuschvoll und kann auch einen Prellschlag aufweisen, bevor der endgültige
Einschaltzustand erreicht ist. Dazu kommt, daß der Magnet, um den Anzug der beweglichen
Kontaktbrücke bei dem verhältnismäßig großen Abstand zwischen den Polflächen des
Magnetankers und Magnetkerns zu ermöglichen, oft unnötig groß gehalten werden muß.
Auch erfordert ein Wechselstrommagnet mit großem Luftspalt einen hohen Einschaltstrom,
und ein Gleichstrommagnet muß eine bedeutend höhere Ampere-Windungszahl beim Einschalten
erhalten als im eingeschalteten Zustand, so daß man nicht umhinkommt, einen Vorwiderstand
vor die Spule im eingeschalteten Zustand zu legen, um die Stromaufnahme herabzusetzen.
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Um die angeführten Nachteile zu umgehen, ist ein elektromagnetisches
Schaltgerät, insbesondere Schütz, erfindungsgemäß so aufgebaut, daß im Ausschaltzustand
des Schützes der Luftabstand zwischen dem festen und beweglichen Kontakt nur so
gering gehalten ist, wie es die Spannungssicherheit der angelegten Spannung erfordert,
und daß der Anker im geöffneten Zustand an einen elastischen Anschlag von so großer
Elastizität liegt, daß der Kontaktabstand während des Ausschaltvorganges ausreichend
groß gehalten wird. Beim Einschalten des Gerätes aus dem Ruhezustand muß dann nur
ein kurzer Leerweg zurückgelegt werden, dadurch wird der mechanische Schlag sowohl
zwischen den beweglichen Kontakten und den feststehenden Kontakten als auch zwischen
dem Magnetanker und dem Magnetkern sanfter, der Prellschlag an den Kontakten und
an den Magneten verringert und auch das Schlaggeräusch geringer. Darüber hinaus
wird der Einschaltstrom der Magnetspule niedriger.
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Die Zeichnung soll nun den Erfindungsgedanken näher erläutern:
Ab b. 1 zeigt schematisch ein Klappankerschütz mit Brückenkontakt.
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Es ist verständlich, daß der Erfindungsgedanke auch auf mehrpolige Geräte
mit und ohne Hilfskontakte, die nicht gezeichnet sind, angewandt werden kann. Die
Abbildungen sind für ein Gerät mit Klappanker dargestellt, der Erfindungsgedanke
gilt jedoch auch für Hubschütze. Das Gerät ist im Ruhezustand gezeichnet. Da der
Abstand zwischen Drehpunkt 1
des Hebels 2 und der Kontaktaufhängung
3 sowie zwischen Drehpunkt 1 und dem Magnetanker 4 gleich ist, liegt
also ein Hebelverhältnis 1 : 1 vor.
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Der mittlere Luftabstand zwischen den feststehenden Kontakten
5 und der Kontaktbrücke 6 ist zur sicheren Abschaltung des höchstzulässigen
Stromes erforderlich. Der mittlere Luftabstand 8 zwischen den Magnetflächen
des Magnetankers 4 und dem Magnetkern 7 ist gleich dem mittleren Luftabstand
der Kontakte zuzüglich dem Kontaktbrückenhub 9, der aus Ab b. III
hervorgeht. Der Kontaktdruck wird durch die Kontaktdruckfeder 10 beim endgültig
angezogeneu
Magnetanker an den Magnetkem hervorgerufen. Die Erregung
des Magnetkreises erfolgt-Idurch die Spule 11. Im gezeichneten Ruhezustand
legt sich der Hebel 2 mit der Nase 12 an den festen Anschlag 13.
Im Gegensatz
zu diesem üblichen Gerät zeigt nun die Ab b. II den Ruhezustand des Gerätes,
das nach den Ansprüchen aufgebaut ist.
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Der mittlere Luftabstand zwischen den feststehenden Kontakten
5 und der Kontaktbrücke 6 ist bedeutend geringer. Er ist so festgelegt,
wie es die Spannungssicherheit nach der Abschaltungdes Gerätes erfordert. Ebenfalls
ist der Luftabstand 8 zwischen den Magnetflächen des Magnetankers und Magnetkerns
entsprechend geringer. Die Druckfeder 14 drückt die Kontaktbrücke 2 in den gezeichneten
Zustand, wobei die Druckfeder 15 rastende Wirkung durch Gegendruck gegen
*die Feder 14 hervorruft.
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Wird die Spule 11 erregt, dann geht das Gerät in den Einheitszustand,
entsprechend Abb. III. Die Druckfeder 15 wird dadei gedrückt.
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Erfolgt nun die Abschaltung der Spule 11, dann wird dieKontaktbrücke
durch dieKontaktdruckfeder 10 einerseits, durch das Ankergewicht andererseits
in den ausgeschalteten Zustand, entsprechend Ab b. IV, bewegt. Dabei bewegt
sich die Kontaktbrücke so, daß der Abstand zwischen den feststehenden Kontakten
5 und der Kontaktbrücke 6 größer wird als im Ruhezustand
(Ab b. II), etwa so wie in A b b. I. Die Abschaltung erfolgt nun sicher,
und die Druckfeder 14, die in dieser Stellung gedrückt wird, bringt, sich entspannend,
die Kontaktbrücke wieder in den Ruhezustand, gemäß Ab b. 11. Wenn mit schneller
Schaltfolge gerechnet werden muß ' dann ist erfindungsgemäß ein Hilfskontakt
16 (A b b. IV) so vorgesehen, daß er zwischen dem Einschaltzustand und
- Ruhezustand des Schützes geschlossen bleibt, dagegen sofort geöffnet wird,
wenn die Kontaktbrücke aus dem Ruhezustand sich der äußersten Ausschaltposition,
entsprechend Ab b. IV, zu bewegt. Erst wenn sich die Kontaktbrücke wieder
im Ruhezustand befindet, wird der Hilfskontakt 16 geschlossen, entsprechend
A b b. II, und kann erst dann wieder eingeschaltet werden. Wenn der ausgeschaltete
Zustand nach Ab b. IV z. B. wegen Verriegelungsaufgaben, oder da besonders
schwierige Abschaltbedingungen vorliegen, länger gehalten werden muß, als dies durch
die gezeigte Anordnung möglich ist, so wird erfindungsgemäß der Hebel mit dem Klappanker
durch ein Federgelenk mit dem Kontaktstückträger verbunden und der Abstand zwischen
festem und beweglichem Kontaktstück durch einen besonderen Anschlag begrenzt
(Ab b.'V -Ünd VI). Dadurch wird erreicht, daß sich der Arm*'i-"f mit der
beweglichen Kontakteinrichtung 3 nicht, weiter bewegt als bis zum Anschlag
18, um denselben Luftabstand zu erreichen zwischen den feststehenden Kontakten
und dem beweglicheil Kontakt, wie gemäß Ab b. IV. Dadurch kann sich der Lichtbogen
nicht unnötig ausweiten, dagegen kann der Arm 19 der Kontaktbrücke mit dem
Magnetanker 4 weiter zurückfallen, gemäß A b b. VI. Die Druckfeder 20 stützt
sich mit ihrem einen Ende an den Anschlag 21 ab, und mit dem anderen Ende versucht
sie, den Arm 19 wieder in Einschalteinrichtung zu drehen. In der Ruhestenung
(A b b. V) ist zu sehen, wie die beiden Arme 17 und 19 zueinanderliegen.
Die Verharrungszeit der Kontakteinrichtung im ausgeschalteten Zustand, gemäß
Ab b. VI, kann durch Veränderung der Federkraft der Drehfeder 20 oder durch
Gewichtsveränderung des Armes 19 bei federnder Anordnung des Magnetankers
(nicht besonders gezeichnet) reguliert werden.
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Patentschutz wird nur begehrt für die Vereinigung der Merkmale der
einzelnen Ansprüche.