DE1237667B - Elektromagnetisch betaetigtes Schaltgeraet, insbesondere Schuetz, bei dem die Zugkraft des Magneten ueber eine Kurvenbahn uebertagen wird - Google Patents

Description

• Elektromagnetisch betätigtes Schaltgerät, insbesondere Schütz, bei dem die Zugkraft des Magneten über eine Kurvenbahn übertragen wird Die Lebensdauer eines elektromagnetisch betätigten Schaltgerätes hängt in hohem Maße von seiner Einschaltgeschwindigkeit und den bei Kontakt-und Magnetberührung auftretenden Beschleunigungen ab. Desgleichen wird das Prellen der beweglichen Schaltstücke stark von deren Auftreffgeschwindigkeit auf die festen Schaltstücke beeinflußt. Allgemein wird deshalb angestrebt, die Geschwindigkeit des bewegten Systems eines Schaltgerätes während des Einschaltvorganges klein zu halten. Hierzu ist es notwendig, daß, die Fläche zwischen der Kraftbedarfskurve des Kontaktsysterns und derZugkraftkurve desMagneten, z. B. bei Schaltgeräten, bei denen Magnet- und Kontaktsystem unmittelbar miteinander gekuppelt sind, die Fläche zwischen der gestrichelt gezeichneten Zugkraftkurve und der ausgezogenen Kraftbedarfskurve in B i 1 d 1 - möglichst klein ist, da diese Fläche ein Maß für die zur Verfügung stehende Beschleunigungsarbeit ist. Erwünscht ist also, vor allem um das Prellen der Kontakte zu vermeiden, eine möglichst enge Anpassung der Zugkraftkurve an die Knicke der Kraftbedarfskurve. Derart angepaßte Zugkraftkurven sind in B i 1 d 1 a für ein normales Schütz und in B i 1 d 1 b für ein Schütz mit Vor- und Hauptkontakten mit strichpunktierten Linien eingezeichnet.
• Es ist bekannt, bei elektromagnetisch betätigter) Schaltgeräten die Zug"kraftkurve des Magneten dadurch an die Kraftbedarfskurve des Kontaktsysterns anzupassen, daß die Bewegung am Kontaktsystern durch eine Kurvenbahn gesteuert wird. Auf diese Weise läßt sich eine gute Anpassung der Zugkraftkurve des Magneten an die Kraftbedarfskurve des Kontaktsystems erreichen und das lästige Prellen der Kontakte weitgehend beseitigen. Aufgabe der Erfindung ist es jedoch, gewisse Mängel derart arbeitender Geräte zu beheben und deragegenüber ein noch wesentlich verbessertes Gerät zu erhalten.
• Bei dem bekannten Gerät treibt der Anker des Betätigungsmagneten einen Schleber an, der einer] Kurvenschlitz aufweist, in welchem das Ende einer mit den beweglichen Schaltkontakten direkt verbundenen Antriebsstange geführt wird. Allein die Kurvenform des Schlitzes ist für Bewegungsablauf und Kraftübertragung maßgebend. Wegen der direkten übertragung ist ein verhältnismäßig großer Magnet erforderlich, damit der hemmende Widerstand an den steilen Stellen der Kurvenbahn sicher überwunden wird.
• Abweichend vom Bekannten ist nun bei einem elektromagnetisch betätigten Schaltgerät, insbesondere einem Schütz, bei dem die Zugkraftkurve des Magneten dadurch an die Kraftbedarfskurve des Kontaktsystems angepaßt ist, daß die Bewegung des Ankers durch eine Kurvenbahn auf das Kontaktsystem Übertragen wird, gemäß der vorliegenden Erfindung die Kurvenbahn längs dem Betätigungsende eines die Magnetkraft auf das Kontaktsystem übertragenden und diese verstärkenden Übersetzungshebels analeordnet, auf das der Magnetanker einwirkt.
• Abgesehen davon, daß eine solche übersetzung natürlich an sich aestattet, mit kleineren Betätigungskräften auszukommen, kann hierbei die Kurvenbahn, mit deren Hilfe der übersetzungshebel lediglich zur Seite geschwenkt werden muß, verhältnismäßig flach ausgebildet sein, so daß die Bahnwiderstände nicht unerwünscht groß werden und der Betätigungsmagnet folglich um so kleiner bemessen werden darf. Ferner besteht bei der neuen Konstruktion die Möglichkeit, den Magnetanker bei eingeschaltetem Gerät ohne Anwendung, von besonderen Verklinkungen vollkommen von den Kontaktkräften zu entlasten, indem das letzte Stück der Kurvenbahn parallel zur Ankerbewegungsrichtung gelegt wird. Legt man dagegen den letzten Teil der Kurvenbahn in einen spitzen Winkel zur Ankerbewegungsrichtung, so kann, auch wenn der Magnet in horizontaler Richtung arbeitet, auf besondere Ankerrückdruckfedern verzichtet werden. Die Erfindung bietet also dem Bekannten gegenüber erheblich mehr Möglichkeiten zur Erzielung konel struktiver Vollkommenheit. An sich ist die Verwendung von Obersetzungshebeln bei elektromagnetisch betätigten Schaltgeräten bekannt. Eine bekannte Anordnung weist eine Übertragung mit Winkelhebeln zwischen einem Magnetanker und einer Schaltbrücke auf. Zur Kräfteanpassung sind dabei wegen der den Winkelhebeln eigentümlichen Wirkung jedoch noch an- und abschaltbare Widerstände in Reihe mit der Magnetspule vorgesehen. Solche Widerstände mit dazugehöriger Schaltvorrichtung benötigt der Gegenstand der Erfindung aber nicht. Durch die einfache Kombination der an sich bekannten Kurvenbahn mit einem an sich bekannten, die Magnetkraft verstärkenden übersetzungshebel läßt sich aber das Problem der weitgehenden Anpassung der Zugkraftkurve des Magneten an die Kraftbedarfskurve des Kontaktsystems von vornherein auf rein mechanischem Wege in besonders vorteilhafter Weise lösen, ohne daß zusätzlich noch elektrische Mittel zur Anwendun- -ebracht werden müßten.
• Zum Stand der Technik mag noch erwähnt werden, daß es für Schalter allgemein bekannt ist, einen Winkelhebel zur Betätigung der beweglichen Schaltkontakte mittels einer drehbaren Kurvenscheibe zu betätigen, die an den kleineren Arm des Winkelhebels angreift. Hierbei ist eine weitgehende Anpassung an den Kraftbedarf möglich. Der erforderliche Drehwinkel der Kurvenscheibe ist jedoch recht groß. Für Schalter mit Antrieb durch übliche Hubmagnete würde die Verwendung einer solchen Anordnung verhältnismäßig große konstruktive Schwierigkeiten bereiten.
• Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nach den Ansprüchen beschrieben. B i 1 d 2 a zeigt ein Schütz in der Ausschaltstellung, B i 1 d 2b in der Einschaltstellung.
• Das Schütz wird durch Rückstellfedern 1, die über eine Traverse 2 und bewegliche Schaltstücke 3 entgegen Kontaktdruckfedem 4 wirken, in der Ausschaltstellung gehalten. Die Traverse 2 ist über einen Übersetzungshebel 5, dessen Ende eine Kurvenbahn 10 aufweist, mit einem Magnetanker 6 kraftschlüssig gekuppelt. Die Kraftübertragung zwischen Magnetanker 6 und Übersetzungshebel 5 erfolgt durch Rollen 7, deren Lager mit dem Magnetanker 6 fest verbunden sind und deren Laufflächen sich auf einem festen Gegenlager 8 abstützen. Der übersetzungshebel 5 ist in einem festen Lager 9 drehbar gelagert. Beim Einschalten drückt der Magnetanker 6 mit einer der Rollen 7, die an der Kurvenbahn 10 des übersetzungshebels 5 entlanggleitet, den Übersetzungshebel 5 nach oben, so daß sich dieser im Uhrzeigersinn dreht und mit seinem freien Ende die Traverse 2 in die Einschaltstellung drückt. Die Kurvenbahn 10 ist so ausgebildet, daß sich aus der Zugkraftkurve des Magneten und den übersetzungsverhältnissen des übersetzungshebels 5 am freien Ende des übersetzungshebels 5 immer die Kräfte ergeben, die zur überwindunc, der Federkräfte gerade erforderlich sind. Im B i 1 d 1 a ist die an die Kraftbedarfskurve angepaßte Zugkraftkurve strichpunktiert eingezeichnet. Da infolge der Lüftung zwischen Traverse 2 und den beweglichen Schaltstücken 3 diese in der Einschaltstellung nicht mehr durch den Magnetanker 6 beeinflußt werden, ist der letzte Teil der Kurvenbahn 10 des übersetzungshebels 5 im spitzen Winkel zur Bewegungsrichtung des Magnetankers 6 ausgebildet, so daß die Rückstellfedern 1 beim Unterbrechen der Spulenspannung (die Magnetspule ist nicht eingezeichnet) den Magnetanker 6 über den übersetzungshebel 5 in die Ausschaltstellung drücken.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in B i 1 d 3 dargestellt. B i 1 d 3 a zeigt wieder ein Schütz in Ausschaltstellung, B i 1 d 3 b in Einschaltstellung. Durch Rückstellfedern 11 wird über eine Traverse 12 und bewegliche Abbrennschaltstücke 13 das Schütz entgegen Vorkontaktdruckfedem 14 in der Ausschaltstellung gehalten. Die Kupplung der Traverse 12 erfolgt kraftschlüssig über einen übersetzungshebel 15, dessen Ende eine Kurvenbahn 21 aufweist, mit dem Magnetanker 16, dessen Kraft über Rollen 17, die sich an einem festen Gegenlager 18 abstützen, auf den übersetzungshebel 15 übertragen wird, der in einem festen Lager 19 drehbar gelagert ist. Beim Einschalten drückt der Magnetanker 16 über die Rollen 17 den Übersetzungshebel 15 nach links in die Einschaltstellung, wobei zuerst die beweglichen Abbrennschaltstücke 13 und dann die beweglichen Hauptschaltstücke 20 Kontakt geben. In B i 1 d 1 b ist die an die Kraftbedarfskurve angepaßte Zugkraftkurve strichpunktiert eingezeichnet. Da auch bei eingeschaltetem Schütz die beweglichen Hauptschaltstücke 20 mit dem Magnetanker kraftschlüssig verbunden sind, ist der letzte Teil der Kurvenbahn 21 so ausgebildet, daß er in der Einschaltstellung 1)arallel zu der Bewegungsrichtung des Magnetankers i6 verläuft. Dadurch können sich Vibrationen der> Magnetankers, die bei absinkender Spannung auftreten können, nicht auf das Kontaktsystem auswirken. Ferner wird der Magnetanker 16 in der Einschaltstellung von allen Federkräften entlastet, so daß allein durch die Ausbildung der Kurvenbahn eine verschleißarme mechanische Verklinkung des Magnetankers 16 in der Einschaltstellung möglich ist, wie sie B i 1 d 3 b zeigt.
• Esversteht sich,daß bei denAusführungsbeispielen die Rollen 7 bzw. 17 auch an den übersetzungshebeln 5 bzw. 15 und die Kurvenbahnen 10 bzw. 21 an den Magnetankern 6 bzw. 16 angeordnet sein können.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Elektromagnetisch betätigtes Schaltgerät, insbesondere Schütz, bei dem die Zugkraftkurve des Magneten dadurch an die Kraftbedarfskurve des Kontaktsystems angepaßt ist, daß die Bewegung des Ankers durch eine Kurvenbahn auf das Kontaktsystem Übertragen wird, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Kurvenbahn längs dem Betätigungsende eines die Magnetkraft auf das Kontaktsystem übertragenden und diese verstärkenden übersetzungshebels (5,15) angeordnet ist, auf das der Magnetanker einwirkt.
2. 2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenbahn am Magnetanker (6, 16) angeordnet ist. 3. Schaltgerät nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen übersetzungshebel (5), der zwischen den beiden Enden in einem festen Lager (9) drehbar gelagert ist, dessen eines Ende mit dem Kontaktsystem gekuppelt ist und an dessen anderes Ende der Magnetanker (6) angreift. 4. Schaltgerät nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Übersetzungshebel (15), der an dem einen Ende in einem festen Lager (19) gelagert ist, an dessen anderes Ende der Magnetanker (16) angreift und der zwischen den beiden Enden mit dem Kontaktsystem gekuppelt ist. 5. Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetankerbewegung wenigstens annähernd in der Bewegungsrichtung des Kontaktsystems (3) verläuft. 6. Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetankerbewegung quer zur Bewegungsrichtung des Kontaktsystems (13) verläuft. 7. Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der letzte Teil der Kurvenbahn (10) in der Einschaltstellung einen spitzen Winkel mit der Bewegungsrichtung des Magnetankers (6) bildet. 8. Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der letzte Teil der Kurvenbahn (21) in der Einschaltstellung parallel zur Bewegungsrichtung des Magnetankers (16) ver-läuft. 9. Schaltgerät nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung zwi sehen dem Magnetanker (6, 16) und dem übersetzungshebel (5, 15) über Rollen (7, 17) erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 674 914, 674 477; österreichische Patentschrift Nr. 206 042.