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Elektromagnetisches Gerät Die Erfindung betrifft elektromagnetische
Geräte und insbesondere elektromagnetische Geräte mit zumindest zwei magnetischen
Kreisen.
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Jedes der elektromagnetischen Geräte nach der Erfindung wird in einer
Ausführungsform als magnetische Verriegelung verwendet, die lösbar ist, um das öffnen
eines verbesserten Stromunterbrechers zu bewirken.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten elektromagnetischen
Gerätes, und zwar insbesondere eines verbesserten elektromagnetischen Verriegelungsgerätes.
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. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines
Stromkreisunterbrechers, enthaltend ein verbessertes elektromagnetisches Gerät,
das für die Öffnung des Stromkreisunterbrechers betätigt werden kann.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist auch die Schaffung eines Stromkreisunterbrechers
mit einem verbesserten elektromagnetischen Verriegelungsgerät, das entsperrt werden
kann, um ein selbsttätiges öff-
nen des Stromkreisunterbrechers zu bewirken.
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DieErfindungbetrifft demnach ein elektromagnetisches Gerät mit einem
Kern mit zwei parallelen Schenkeln und einem an den Enden der Schenkel lösbar anliegendenAnker.
Gemäß derErfindung sind die beiden Schenkel des Gerätes durch einen Permanentmagneten
verbunden, durch den zwei getrennte magnetische Kreise in dem Gerät gebildet werden,
und auf einem der Schenkel ist zu beiden Seiten des Permanentmagneten
je eine Erregerspule angeordnet, die abwechselnd oder gemeinsam so erregt
werden, daß der magnetische Fluß wechselweise durch einen der magnetischen Kreise
getrieben wird.
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In einer Ausführung eines magnetischen Gerätes gemäß der Erfindung
besteht dieses aus einem U-förmigen Kein aus magnetischem Werkstoff, wie beispielsweise
weichem Eisen, mit einem zwischen seinen Schenkeln angeordneten Permanentmagneten.
Ein Anker ist lösbar an den Polflächen des U-förmigen Kerns gehalten und wird von
diesem Kern abgedrückt. Zwei getrennte magnetische Kreise sind in diesem elektromagnetischen
Gerät vorhanden. Einer dieser magnetischen Kreise geht durch den Permanentmagneten
und den Anker. Der Magnetfluß in diesem Kreis bewirkt das Halten des Ankers an dem
U-förmigen Kern. Der andere magnetische Kreis geht durch den Perinanentmagneten
und den Querteil oder den Basisteil des U-förmigen Kerns. Zwei Spulen sind um den
einen Schenkel des U-förmigen Kerns auf entgegengesetzten Seiten des Permanentmagneten
angeordnet. Diese Spulen werden mit Gleichstrom erregt, um abwechselnd einen Magnetfluß
zwischen den, beiden magnetischen Kreisen zu erzeugen und zu bewirken, daß der Anker
abwechselnd von dem U-förmigen Kern gelöst und an dem U-förmigen Kern festgehalten
wird.
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In einer anderen Ausführung der Erfindung wird ein elektromagnetisches
Gerät geschaffen, das einen im wesentlichen H-förmigen Kern mit zwei Schenkeln aus
magnetischem Werkstoff, wie beispielsweise weichem Eisen, und einen die beiden Schenkel
verbindenden Permanentmagneten hat. Eine Ankeranordnung mit zwei an entgegengesetzten
Enden des H-förmigen Magnetkerns angeordneten Ankern, ist vorgesehen. Die Anker
sind in gegenseitigem Ab-
stand durch zwei Seitenteile verbunden, um sich
als Einheit zu bewegen. Die Anker haben einen derartigen Abstand, daß jeweils nur
ein Anker den Magnetkern, berühren kann. Dieses elektromagnetische Gerät enthält
zwei abwechselnd erregte Magnetkreise. Einer dieser magnetischen Kreise geht durch
den Permanentmagneten und einen der Anker und der andere Kreis geht durch den Permanentmagneten
und den anderen Anker. Zwei Spulen sind um einen der Schenkel des Magnetkerns zu
entgegengesetzten Seiten des Permanetmagneten gelegt. Die Spulen werden derart erregt,
daß sie einen zwischen den Magnetkreisen wechselnden magnetischen Fluß hervorrufen,
um dabei ein Schwingen der Ankeranordnung zu bewirken.
Wie im einzelnen
beschrieben werden soll, sind beide elektromagnetischen Geräte nach der Erfindung
besonders als magnetische Verriegelungseinrichtungen anwendbar, die lösbar sind,
um ein selbsttätiges öffnen von Stromkreisunterbrechern zu bewirken.
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Zum besseren Verständnis des Wesens und der Einzelheiten der Erfindung
wird auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden
Zeichnungen verwiesen, in denen F i g. 1 eine zum Teil schematische Ansicht
eines elektrischen Gerätes gemäß der Erfindung,' F i g. 2 eine Ansicht zum
Teil im Schnitt eines Teiles eines Stromkreisunterbrechers mit einem elektromagnetischen
Gerät nach F i g. 1,
F i g. 3 eine Ansicht einer Abwandlung des elektromagnetischen
Gerätes nach F i g. 1 sind; F i g. 4 zeigt teils in Ansicht, teils
im Schnitt die Anwendung eines elektrischen Gerätes nach F i g. 3
in einem
Stromkreisunterbrecher nach F i g. 2, und F i g. 5 A und
5 B sind Kurvenbilder, die das Wesen der Erfindung erläutern.
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Unter Hin-weis auf die Zeichnung und insbesondere F i g. 1
enthält ein elektromagnetisches Gerät 1
eine Basis 2, auf der ein im wesentlichen
U-förmiger Kein 3 befestigt ist, einen Anker 5, der den Mörmigen Kein
berührt, zwei Federn 7, die den Anker von dem U-förmigen Kein 3 abziehen,
und Anschlagglieder für die Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Ankers. Ein Hebel
9, der schwenkbar an einem an dem Anker 5 befestigten Arm 11 angelenkt
ist und der schwenkbar durch einen Bügel 13 gehalten wird, ist für die Rückführung
des Ankers nach einem öffnungsvorgang vorgesehen.
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Der U-förmige Kern hat zwei Schenkel 15 aus magnetischem Werkstoff,
wie z. B. weichem Eisen, die Polflächen an ihren freien Enden haben. Die Schenkel
sind durch ein Grund- oder Querteil 19 aus magnetischem Werkstoff, wie weichem
Eisen, verbunden. Ein Permanentmagnetteil 21 ist mit Hilfe von Bügeln
23 zwischen den beiden Schenkeln 15
gehalteii. Zwei Spulen
25 und 27 sind um einen der Schenkel 15 zu beiden Seiten des
Permanentmagnetteiles 21 herumgelegt.
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Das elektromagnetische Gerät 1 ist in Fi g. 1 in geschlossener
Lage dargestellt. Zwei getrennte Kreise von Magnetflüssen werden durch den Permanentmagnetteil
21 in dem elektromagnetischen Gerät 1
erzeugt. Der erste magnetische Kreis
erstreckt sich von dem Pol N des Permanentmagneten 21 durch den oberen
Teil des einen Schenkels 15, den Anker 5,
den oberen Teil des zweiten
Schenkels 15 und zurück zu dem Pol S des Permanentmagneten
21. Der zweite magnetische Kreis geht von dem Pol N des Permanentmagneten
durch den unteren Teil das einen Schenkels 15, den Grund- oder Querteil
19,
den unteren Teil des zweiten Schenkels und zurück zu dem Pol
S des Permanentmagneten 21.
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Wie aus F i g. 1 zu ersehen, sind die Spulen 25
und
27 an eine geeignete Gleichstromquelle, angeschlossen und werden durch Betätigung
von Schaltem S, und S, wechselweise geschaltet; jeder dieser Schalter kann
ein üblicher Druckknopfschalter mit Federrückführung sein.
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Wie nachstehend im einzelnen beschrieben, nimmt, wenn die Teile in
der in F i g. 1 dargestellten Lage sich befinden, etwa 90 1/0 des
von dem Permanentmagnetteil ausgehenden magnetischen Flusses den Weg über
den -ersten Kreis durch den Anker 5 und bewirkt das Halten des Ankers an
dem Kern 3. Die restlichen 101/o des magnetischen Flusses gehen durch den
zweiten Kreis durch den Querteil 19.
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Wenn die Spule 25 durch Betätigung des Schalters
S, plötzlich erregt wird, um den Magnetfluß in dem ersten oberen Kreis zu
hemmen, wird dieser dann auf einen Weg mit geringerer Reluktanz durch den zweiten
oder unteren Kreis überwechseln. Diese Verlagerung des magnetischen Flusses bewirkt
ein Loslassen des Ankers 5 von dem U-förmigen Kein 3, und der Anker
5 wird sich unter der Wirkung der Federn 7 bis zu einem nicht dargestellten
Anschlag aufwärtsbewegen. Der Anker 5 bleibt dann in dieser Cleöffneten Stellung,
bis eine (nicht dargestellte) aufwärts wirkende Kraft auf das freie Ende des Hebels
9
zur Wirkung kommt, um den Anker zurück in die geschlossene, in F i
g. 1 dargestellte Stellung zu bringen. Wenn der Anker 5 sich in geschlossener
Stellung bei geöffnetem Schalter S, befindet, kann die untere Spule durch Betätigung
des Schalters S, kurzzeitig erregt werden, um den Fluß in dem zweiten unteren
magnetischen Kreis zu hemmen, in welchem Fall der Fluß auf den Pfad mit geringerer
Reluktanz durch den ersten oberen Magnetkreis umgewechselt wird, um wieder das Halten
des Ankers 5 an dem U-förmigen Magnetkern 3 zu bewirken.
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Wenn beide Spulen 25 und 27 dann entregt sind, wird
der magnetische Kreis mit etwa 90 % des von dem Permanentmagneten 21 ausgehenden
Magnetflusses in den ersten magnetischen Kreis und den restlichen 101/o des magnetischen
Flusses in dem zweiten Magnetkreis stabilisiert. Diese so hergestellten Kreisverhältnisse
sind dann so lange beständig, bis die obere Spule25 von neuem erregt wird, um den
Fluß in dem oberen oder ersten Magnetkreis zu hemmen, um ein neuerliches öffnen
des elektro# magnetischen Gerätes 1 zu bewirken.
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Der Gedächtniseffekt, durch den der magnetische Fluß in dem Magnetkreis
verbleibt, in dem er kurz zuvor erzeugt wurde, kann mit den magnetischen Eigenschaften
der Teile erklärt werden, wie sie typisch in den Kurven der F i g. 5 A und
5 B dargestellt sind. Der Weicheisenkern hat eine Hysteresisschleife, und
der Permanentmagnet hat eine Kurve der magnetomotorischen Kraft (MMF), dargestellt
in Abhängigkeit von dem Fluß.
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Bei geeigneter Erregung einer oder beider Spulen der geschlossenen
Magnetanordnung gemäß F i g. 1
steigt der Fluß durch den Anker 5 entsprechend
der strichlierten Linie nach F i g. 5 A von 0 bis zu einem
Maximalwert B. Zur gleichen Zeit führt der Querteil des Magnetkerns nur einen geringen
Fluß, denn in bezug auf diesen Schenkel verringern die Spulen den Fluß des Permanentmagneten,
statt ihn zu verstärken. Wenn die Spulen entregt werden, folgt der Fluß in dem Anker
5 der X urve nach F i g. 5 A von Punkt B
zu einem Punkt
A, der der magnetomotorischen Kraft H entspricht; in diesem Punkt besteht
Gleichgewicht zwischen dem Permanentmagneten und der Weicheisenmagnetanordnung.
Dieser Gleichgewichtspunkt liegt für den Permanentmagneten bei A' der Fig.
5B.
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Es ist nun klar, daß die magnetomotorische KraftlT, die verfügbar
ist, um einen Fluß in dem zweiten magnetischen Kreis durch den Querteil
19
zu erzeugen, gering ist und -nur einen kleinen, Fluß erzeugen wird, denn
er wirkt in einem Kreis mit C
einer Magnetisierungskurve
wie 0-B entsprechend F i g. 5 A. Bei einem Wiederholungszyklus ist durch
die Spulenerregung eine Herabsetzung des Flusses in dem unwirksamen Kreis auf im
wesentlichen 0 zu erwarten, so daß jeweils ein neuer Start gegeben wird.
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Obzwar der vorstehend beschriebene Schließvorgang mit Hilfe einer
Krafteinwirkung auf das freie Ende des Hebels9 durchgeführt wird, ist es doch verständlich,
daß es, falls die Feder 7 schwach genug ist in gewissen Anwendungsfällen
der elektromagnetischen Anordnung 1 möglich sein kann, auf eine Rückführkraft
und die Hebelanordnung 9, 11, 13 zu verzichten, in welchem Fall bei Erregung
der Spule 27 zwecks Unterdrückung des magnetischen Flusses in dem zweiten
unteren magnetischen Kreis der Fluß den Weg der geringsten Reluktanz über
die Luftspalte und den Anker 5 nehmen wird, um den Anker 5 an den
U-förmigen Kern heranzuziehen und den Anker ohne die Unterstützung durch irgendeine
äußere mechanische Rückführkraft in die geschlossene Stellung zu bringen.
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Wie insbesondere erläutert wurde, werden die Spulen 25 und
27 abwechselnd erregt, um den magnetischen Fluß in ihren wechselseitigen
Kreisen zu unterdrücken und damit eine überführung des magnetischen Flusses zwischen
den zwei magnetischen Kreisen zu bewirken. Es ist zu beachten, daß diese Spulen
ebenso mit einer derartigen Polarität gewikke,It werden können, daß sie ihre unmittelbar
benachbarten Kreise magnetisieren, in welchem Fall die Spule 27 erregt wird,
um den zweiten oder unteren magnetischen Kreis zu erregen, und damit den magnetischen
Fluß von dem oberen magnetischen Kreis zu dem unteren magnetischen Kreis zu ziehen,
um eine Lösung des Ankers 5 zu bewirken, und die Spule 25 erregt wird,
um den ersten oberen Kreis zu magnetisieren und damit den magnetischen Fluß von
dera unteren Magnetkreis nach dem oberen magnetischen Kreis zu ziehen, um den Anzug
des Ankers 5
an den U-förinigen Kern 3 herbeizuführen.
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Eine andere Betriebsart kann darin bestehen, die Spulen
25 und 27 in Reihe oder parallel zu schalten und sie in der Weise
zu erregen, daß, falls eine derselben den ihr benachbarten Kreis magnetisiert, die
andere den magnetischen Fluß in den anderen Kreis unterdrückt, um hierbei eine raschere
überführung des Flusses von beispielsweise dem ersten zu dem zweiten Magnetkreis
zu bewirken. Die Rückführung des magnetischen Flusses zurück von dem zweiten zu
dem ersten Magnetkreis kann dann einfach durch Umkehrung des Stromflusses in den
Spulen 25/27
bewirkt werden.
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Die Magnetanordnung 1 ist in F i g. 2 eingebaut in einen
Schalter 31 dargestellt, der eine Betätigungsvoi-richtung 33 und eine
Kontaktanordnung 35 besitzt. Der Schalter 31 entspricht der in der
USA.-Patentschrift 2 647 182 des Erfinders beschriebenen Ausführung. Die
Kontaktanordnung 35, die schematisch dargestellt ist, kann jeder üblichen
Ausführung sein, entweder als ölschalter, Luftschalter oder Gasstromschalter, und
ist so ausgeführt, daß sie durch Beschleunigungsfedern 37 in die offene Stellung
gebracht wird. Der Schalter 31 wird mit Hilfe der Antriebsvorrichtung
33 in die Schließstellung gebracht, die in der dargestellten Ausführung ein
Druckmittelantrieb ist.
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Die Antriebsvorrichtung 33 umfaßt einen Antriebszylinder
39, der an seinem oberen Ende durch eine Platte 41 verschlossen ist, die
an dem Zylinder 39
durch nicht dargestellte Bolzen befestigt wird. Starr befestigt
an dem oberen Ende der Kolbenstange 45' ist eine Kupplung 47, die lösbar nüt einer
Kupplung 49 mit Hilfe eines gekröpften oder überlappenden Gelenkes verbunden ist,
das durch Gelenkhebel 53
und 55 gebildet wird. Die Kupplung 49 ist
an einer Schaltstange 56 in geeigneter Weise befestigt. Die Schaltstange
56 ist betriebsmäßig durch eine geeignete Hebelanordnung mit der Kontaktanordnung
35
verbunden.
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Der Gelenkhebel 53 besteht aus einem Paar paralleler, schwenkbar
mit Hilfe eines Schwenkzapfens 57 mit der Kupplung 47 verbundener Hebel.
Der Gelenkhebel 55 umfaßt einen einfachen Hebel, der zwischen den Hebeln
53 angeordnet ist und der schwenkbar mit Hilfe eines Drehzapfens
59 mit der Kupplung 49 verbunden ist. Die Gelenkhebel 53 und
55 sind drehbar miteinander durch einen Kniegelenkzapfen 61 verbunden.
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Um eine geradlinige Bewegung der Kobenstange 45 und der Schaltstange
56 zu bewirken und das Freiauslösegelenk 53155 in der Schließhaltung
des Schalters zu unterstützen, sind die Drehzapfen 57/59 mit Rollen
63 ausgerüstet, wobei je eine Rolle 63 auf jedem Ende jedes
der Zapfen 57 und 59 angeordnet ist. Diese Rollen arbeiten mit entsprechenden
vertikalen Schlitzen 65 zusammen, die in einem Paar im gegenseitigen Abstand
angeordneter Rahmenteile 67
geformt sind, die fest an der Platte 41 angebracht
sind und sich parallel aufwärts in einem gegenseitigen Abstand erstrecken. Um geeignete
Gleitflächen für die Rollen 63 vorzusehen, sind Platten 69 mit mit
den Schlitzen 65 zusammenfallenden Schlitzen versehen und an der Außenseite
jedes der Rahmenteile 67 in geeigneter Weise, beispielsweise durch Schweißen,
befestigt.
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Der Schalter wird in geschlossener Stellung mit Hilfe einer Hauptklinke
71 und einem allgemein mit 73 bezeichneten leichten Lastklinkenmechanismus
gehalten. Die Hauptklinke 71 ist schwenkbar auf einem Zapfen 75 angeordnet,
der in den Rahmenteilen 67 gehalten ist. Die Hauptklinke 71 wird mit
Hilfe eines federbelasteten Kolbens 77 in die verklinkte Stellung gedrückt,
in der sie eine Klinkenfläche 79 an der Kupplung 47 erfaßt. Der Kolben
77
ist verschieblich in einer öffnung einer Querleiste 81
angeordnet,
die starr zwischen den Rahmenteilen 67
getragen wird, und steht unter der
Wirkung einer Druckfeder 83, die zwischen der Querleiste 81 und einem
Federring 85 an dem Kolben eingespannt ist. Der Haupthebel 71 ist
mit einer Klinkenfläche 87
zwecks Zusammenarbeit mit der Klinkenfläche
79
der Kupplung 47 versehen und hat weiter eine nach unten sich erstreckende
Verlängerung 89, deren Aufgabe später erläutert werden soll.
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Der leichte Lastklinkenmechanismus enthält ein untersetztes Auslösegelenk,
enthaltend die Gelenkhebel 91 und 93, und eine Auslöseklinke
95, die bewirkt, das Auslösegelenk lösbar in übertotpunktlage zu halten.
Der Gelenkhebel 91 besteht aus einem Paar von fest miteinander durch einen
Querteil 97 verbundener Hebel, die schwenkbar an einem festen Drehzapfen
99 befestigt sind, der von den Rahmenteilen 67 getragen wird. An ihrem
freien Ende tragen die Gelenkhebel 91 zwischen sich eine Klinkenrolle
101,
mit der der Auslösehebel 95 zusammenarbeitet, um das Auslösegelenk
91/93 in übertotpunktlage halten
zu können. Der Gelenkhebel
93 besteht aus einem Paar paralleler Hebel, von denen jeder an einer Seite
des Hebels 91 angeordnet ist und die auf dem Kniegelenkzapfen 61 des
Auslösegelenks 53155 auf der äußeren Seite 3 der Gelenkhebel
53 befestigt ist. Die Gelenkhebel 93 sind schwenkbar an dem Gelenkhebel
91 mit Hilfe eines Kniegelenkzapfens 103 befestigt.
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Die Auslöseklinke 95 ist schwenkbar auf einem Zapfen
105 befestigt, der in einem -Paar von Hebelzinken 107, von
denen nur eine dargestellt ist, getragen wird, die ihrerseits fest an einer Querplatte
109
befestigt sind, die auf dem Rahmenteil 67 angebracht ist. Die Auslöseklinke
95 wird in die verklinkte Stellung durch eine Feder 111 gedrückt,
die zwischen der Querplatte 109 und einer Anformung 113 der Klinke
95 angeordnet ist, wobei die verklinkte Stellung durch Eingriff eines Ansatzes
115 der Klinke 95 mit der Querplatte 109 bestimmt wird. Der
Anker 5 der elektromagnetischen Anordnung 1 ist mit der Auslöseklinke
95 durch einen Drehzapfen 117 verbunden. Das elektromagnetische Gerät
1 wird von einem Arm 119 getragen, der fest- an den Seitenplatten
67 befestigt ist.
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Die Hauptklinke 71 hält den Kolben 43 in der in F i
g. 2 dargestellten geschlossenen Lage gegen die Kraft von zwei ineinandergeschachtelten
Federn 121, die zwischen dem Boden des Kolbens 43 und dem Boden eines sich nach
unten erstreckenden zylindrischeu Teiles 123 des Zylinders 39 eingespannt
sind. Die Beschleunigungsfeder 37 erteilt der Schaltstange 56 eine
nach aufwärts gerichtete Kraft. Da die Drehzapfen 57 und 59 durch
die Schlitze 65 gezwungen werden, sich geradlinig zu bewegen, wird eine kleine
Komponente dieser aufwärts gerichteten Kraft durch den Hebel 55 auf das Auslösegelenk
91/93 übertragen. Da das Auslösegelenk nur geringfügig durchgedrückt ist,
wirkt eine ganz geringe Komponente der Kraft der Beschleunigungsfeder
37 über das, Auslösegelenk, 91/93, um den Hebel 91 entgegen
dem Uhrzeigersinn um den Zapfen 99 zu verschwenken. Diese Bewegung wird verhindert
durch die Abrollverbindung der Klinkenrolle 101 mit der Auslöseklinke,
95. Der magnetische Fluß in dem ersten oberen Kreis des magnetischen Gerätes
wirkt mit einer Feder 111 zusammen, um den Anker 5 und die Auslöseklinke
95, mit der der Anker verbunden ist, in der dargestellten geschlossenen verklinkten
Lage zu halten.
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Die Spulen 25 -und 27 (F i g. 2) sind an eine
geeignete Gleichstromquelle angeschlossen. Die Spule 25
wird durch Betätigung
des Schalters S, geschaltet, der ein handbetätigter Druckknopfschalter mit
Federrückführung sein kann. Der Schalter S , kann aber auch selbsttätig durch
an sich bekannte Mittel betätigt werden, um beim Auftreffen von überstrombedingungen
in dem durch den Schalter geschützten Stromkreis zu schließen. Der Schalter #4 ist
ein Grenzschalter, der durch den Zapfen 59 geschlossen wird, wenn dieser
Zapfen seine vollgeöffnete (nicht dargestellte) Lage am oberen Ende des Schlitzes
49 er-reicht.
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In der in F i g. 2 dargestellten geschlossenen Lage wirkt der
größere Teil des magnetischen Flusses in -
dem elektromagnetischen Gerät
1 im oberen Magnetkreis, um den Anker 5 in geschlossener Lage zu halten
und damit die Auslöseklinke 95 und den Schalter 31 in geschlossener
Lage zu halten. Wenn der Schalter S3 entweder von Hand oder selbsttätig kurzzeitig
geschlossen wird, wird die Spule 25 des elektromagnetischen Gerätes
1 erregt, um den Fluß in dem oberen magnetischen Kreis zu hemmen und damit
den Fluß nach dem unteren magnetischen Kreis zu überführen, um das Lösen des Ankers
5 zu bewirken. Nach dem Lösen des Ankers 5 zwingt die über den Hebel
55 und das Auslösegelenk 91/93 wirkende Kraft der Öffnungsfeder
37 die Rolle 101, die Klinke 95 entgegen dem Uhrseigersinn
aus der verldinkten Stellung zu bewegen, um das Auslösegelenk 91/93
freizugeben.
Die Kraft der Öffnungsfeder 37 bewirkt ein Zusammenfallen des Auslösegelenkes
91/93 durch Bewegung des Hebels 91 entgegen dem Uhrzeigersinn um den
Zapfen 99. Sobald das Auslösegelenk 91/93
einzuknicken beginnt, beginnt
die Schaltstange 56 sich nach aufwärts zu bewegen, um die Kontaktanordnung
35 zu öffnen. Die Aufwärtsbewegung der Schaltstan#e 56 und das Zusammenfallen
des Auslösegelenkes 91/93 bewirken eine Drehung des Freiauslösegelenkhebels
53 im Uhrzeigersinn. Wenn die Schaltstange 56 sich ein ganz kleines
Stück, etwa '/2 Zoll (12 mm), nach oben bewegt hat, kommt ein Ansatz 125
des Gelenkhebels 53 mit dem Ansatz 89
der Hauptklinke 71 zum
Eingriff und drückt die Hauptklinke 71 in die unverklinkte Stellung unter
,Freigabe der Kolbenstange 45, worauf die kräftigen, Federn 121 den Kolben 43 und
die Kolbenstange 45 mit einer Geschwindigkeit nach aufwärts stoßen, die größer ist
als die öffnungsgeschwindigkeit der Schaltstange 56. Die Kolbenstange 45
und die Schaltstange 56 werden durch die Kraft der Federn 121 nach aufwärts
bewegt, um den Schalter zu öffnen. Da die Drehzapfen 57 und 59 durch
den Schlitz 65 sich geradlinig zu bewegen gezwungen sind und die Geschwindigkeit
der Aufwärtsbewegung des Zapfens 57
größer als die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung
des Zapfens 59 ist, zwingt der Gelenkhebel 53
den Gelenkhebel
55, sich entgegen dem Uhrzeigersinn um den Drehzapfen 59 in Richtung
der umgestülpten Lage des Gelenkes 53155 zu drehen. Diese Bewegung des Zapfens
61 und des Hebels 93 dreht den Hebel 91 im Uhrzeigersinn um
seinen Zapfen 99,
weit genug, um ein Wiederergreifen der federbelasteten Auslöseklinke
95 unter die Klinkenrolle 101 zu gestatten. Diese Bewegung kuppelt
auch die Kolbenstange 45 wieder mit der Schaltstange 56, und diese Teile
bewegen sich dann gemeinsam in die vollständig offene Lage des Schalters, wobei
der Kolben 43 bis zu dem Deckel des Zylinders 39 geführt wird. Sobald der
Zapfen 59 seine vollgeöffnete Lage am oberen Ende des Schlitzes 49 erreicht,
bewirkt er das Schließen des Grenzschalters S4. Das erregt die Spule 27,
um eine Überführung des magnetischen Flusses nach dem oberen Magnetkreis in der
gleichen vorbeschriebenen Weise zu bewirken, worauf der Fluß wieder wirkt, den Anker
in der verklinkten Lage zu halten.
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Der Schalter wird durch Zuführung von Druckgas in den Betätigungszylinder
39 oberhalb des Kolbens 43 durch nicht dargestellte Mittel geschlossen. Das
zwingt den Kolben 43 und die Kolbenstange 45 abwärts unter Mitnahme des Hebels
53 nach unten. Da der Gelenkhebel 91 des Auslösegelenkes
91/93 nun verklinkt ist, dreht sich der Hebel 93 um seinen Drehzapfen
103, der als fester Drehzapfen wirkt und dabei das Gelenk 53155 in
druckübertragender Lage während des Schließvorganges hält. Die auf den
Hebel
53 ausgeübte Schließkraft wird daher durch den Hebel 55 übertragen,
um die Schaltstange 56
nach unten zu bewegen, um den Schalter zu schließen.
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Eine Abwandlung der Erfindung ist in F i g. 3 dargestellt.
Ein allgemein mit 141 bezeichnetes elektromagnetisches Gerät enthält ein auf einer
Grundplatte 143 angeordnetes Führungsteil 145. Ein H-förmiger magnetischer Kein
147 umfaßt zwei Schenkel 149 und einen Permanentmagneten 151, der zwischen
den Schenkeln durch Bügel 153 gehalten wird, welche Bügel an einem aufwärts
gerichteten Teil 155 des Führungsteiles 145 befestigt sind, um damit den
Magnetkern 147 zu tragen. Eine allgemein mit 157 bezeichnete Ankeranordnung
enthält zwei Anker 159
und 161, die zu entgegengesetzten Seiten des
H-förmigen Magnetkernes 147 angeordnet und starr in gegenseitigem Abstand mit Hilfe
von zwei Seitenteilen 163 gehalten sind, Zwei Spulen 165 und
167
sind an einem Schenkel 149 des H-förmigen Magnetkerns 147 zu entgegengesetzten
Seiten des Permanentmagnetteiles 151 angeordnet. Die Seitenteile
163 der Ankeranordnung 157 sind von solcher Länge, daß nur ein Anker
159 oder 161 gleichzeitig den H-förmigen Magnetkern 147 berühren kann.
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In der in F i g. 3 ' dargestellten Lage wirken etwa
95 % des von dem Permanentmagnetteil 151 ausgehenden magnetischen
Flusses in einem ersten oder oberen magnetischen Kreis, der von dem Perma nentmagnet
151 ausgehend, durch den oberen Teil eines der Schenkel 149, den oberen Anker
159, den oberen Teil des anderen Schenkels 149 zurück durch den Permanentmagneten
151 geht, um den Anker 159 an dem Kein 147 zu halten. Die restlichen
etwa 5 % des von dem Permanentinagnetteil 151 ausgehenden magnetischen
Flusses gehen durch den Magnetteil 151,
durch das untere Ende eines der Schenkel
149, einen Luftspalt zwischen dem besagten unteren Schenkel und dem Anker
161, den Anker 161, einen Luftspalt zwischen dem Anker 161
und dem anderen Schenkel 149, das untere Ende des anderen Schenkels 149 und zurück
durch den Permanentmagnetteil 151.
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Wenn eine Betätigung des elektromagnetischen Gerätes 141 gewünscht
wird, wird die Spule 165 kurzzeitig erregt durch Betätigung eines federrückgeführten
Druckknopfschalters S.., um den magnetischen Fluß in dem ersten oder oberen Magnetkreis
zu hemmen, worauf dieser Fluß seinen Weg geringerer Reluktanz durch den zweiten
unteren Magnetkreis nimmt, wobei er den Anker 161 und damit die Ankeranordnung
157 aufwärts zieht, wie in F i g. 3
angedeutet, in eine Stellung, in
der der Anker 161
den H-förmigen magnetischen Kein 147 berührt. Nach Erregung
der Spule 165 wirken etwa 95 % des von dem Perinanentmagnetteil
151 ausgehenden magnetischen Flusses irn zweiten oder unteren Magnetkreis,
um die Ankeranordnung 157 in der oberen Lage zu halten, und die restlichen
5 % des Magnetflusses fließen durch den ersten oder oberen magnetischen Kreis,
der zu dieser Zeit zwei Luftspalte zwischen den oberen Enden der Schenkel 149 und
dem oberen Anker 159 enthält. Wenn eine Rückführung der Ankeranordnung
157 in die dargestellte Lage gewünscht wird, wird die untere Spule
167
durch Betätigung eines federrückgeführten Druckknopfschalters
S, erregt, um den Fluß in dem zweiten oder unteren Magnetkreis zu hemmen,
worauf der Magnetfluß nach dem oberen oder ersten Magnetkreis zurückgeht, um von
neuem den Anker 159 anzuziehen und damit die Ankeranordnung 157 zurück
in die dargestellte Lage zu bringen.
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Es ist verständlich, daß das elektromagnetische Gerät 141 ein Gedächtnisgerät
ist, insofern, als die Ankeranordnung 157 in der Lage verbleibt, in der sie
durch kurzzeitige, Erregung der entsprechenden Spulen 165 und 167
gebracht wurde. Das elektromagnetische Gerät 141 kann für verschiedene besondere
Aufgaben verwendet werden. Beispielsweise kann es verwendet werden als Zweilagenrelais,
das durch . kurzzeitige Spulenerregung mit positiver mechanischer Wirkung
in jeder Richtung betätigt werden kann. Eine andere Anwendung des elektrischen Gerätes
141 ist ein Vibrationsrelais oder -kontaktgeber, der durch Erregung der Spulen
165
und 167 mit einer Wechselstromspannung betätigt wird.
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Eine bevorzugte Anwendung des elektromagnetischen Gerätes 141 ist'
in F i g. 4 dargestellt, wobei das Gerät 141 als magnetische Verklinkungsanordnung
für einen Schalter der in F i g. 2 gezeigten Art verwendet ist. In diesem
Fall ist die Ankeranordnung 157 an der Auslöseklinke 95 mit Hilfe
des Drehzapfens 117 angelenkt. Das Gerät 141 ist in der verklinkten oder
geschlossenen Lage dargestellt. Um einen selbsttätigen öffnungsvorgang zu bewirken,
wird die obere Spule 165 durch Betätigung des Schalters S, erregt,
um den Magnetfluß in dem ersten oder oberen magnetischen Kreis zu hemmen
und damit eine Aufwärtsbewegung der Ankeranordnung 157 zu bewirken, um die
Auslöseklinke 95 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Drehzapfen 105
zu verschwenken, um einen öffnungsvorgang des Schalters in der gleichen vorbeschriebenen
Weise zu erreichen. Die Ankeranordnung 157 und die Auslöseklinke
105
werden zurückgeführt, wenn der Zapfen 59 seine völlig offene Lage
am oberen Ende des Schlitzes 65
erreicht, um den Endschalter S4 zu erreichen
und zu betätigen. Die Betätigung des Endschalters S, erregt die Spule
167, um die Ankeranordnung zurück in die verklinkte Stellung zu bringen.
Der Schalter kann dann in der gleichen vorstehend beschriebenen Weise geschlossen
werden.
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Wie in bezug auf die elektromagnetischen Geräte 1
beschrieben,
können die Spulen 165 und 167 des elektromagnetischen Gerätes 141
abwechselnd erregt werden, um entweder den magnetischen Fluß in ihren benachbarten
Kreisen zu hemmen oder ihre benachbarten Kreise zu magnetisieren; oder sie
können in Reihe oder parallel geschaltet und so erregt werden, daß, wenn eine der
Spulen ihren benachbarten Kreis erregt, die andere Spule den Fluß in ihrem benachbarten
Kreis hemmt, um damit die Überführung des Flusses zwischen den magnetischen Kreisen
zu unterstützen.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu ersehen, daß verbesserte
elektromagnetische Geräte geschaffen wurden, die in einer Vielzahl von Anwendungsfällen
günstig sind. Die Geräte können als magnetische Klinke verwendet werden, die eine
feste Verklinkung mit einem Minimum von Energiezufuhr für die Spulen verbinden.
Mit Rücksicht hierauf sind die magnetischen Klinken insbesondere geeignet als Klinken,
die lösbar sind, um eine rasche Öffnung verbesserter Schalter zu bewirken.
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Während die Erfindung vorstehend in Übereinstimmung mit den Vorschriften
des Patentgesetzes
beschrieben wurde, ist zu verstehen, daß verschiedene
Änderungen in den konstruktiven Einzelheiten und Anordnungen der Teile vorgenommen
werden können, ohne von den wesentlichen Merkmalen der Erfindung abzuweichen.