DE1264581B - Durch einen Hubmagneten elektromagnetisch steuerbarer und elektromagnetisch entriegelbarer bistabiler elektrischer Schalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIh

Deutsche Kl.: 21c-45/01

Nummer: 1264 581

Aktenzeichen: J 26216 VHI d/21 c

Anmeldetag: 16. Mi 1964

Auslegetag: 28. März 1968

Die Erfindung betrifft einen durch einen Hubankermagneten elektromagnetisch steuerbaren und elektromagnetisch entriegelbaren bistabilen elektrischen Schalter.

Es sind bistabile elektrische Schalter 'bekannt, deren Kontakte über einen beweglichen Kontaktträger von einem Solenoid geöffnet und geschlossen werden. Eine dieser Ausführungen betrifft ein Schaltschütz, bei dem eine Hauptspule das Schließen der Hauptkontakte übernimmt, die auf einem doppelarmigen Hebel sitzen, dessen anderes Ende im eingeschalteten Zustand hinter einer Sperrklinke verrastet. Diese Sperrklinke wird von einem Hilfsmagneten gehalten, der vor der Hauptspule erregt wird. Nachteilig an dieser Ausführung ist, daß der Hilfsmagnet so lange erregt bleiben muß, bis der Hauptkontakt geöffnet werden soll, d. h., die Anwendung ist nur dort zweckmäßig, wo bei Spannungsschwankungen beim Unterschreiten eines bestimmten Wertes der Hauptkontakt selbsttätig geöffnet werden soll. Ferner erfordert diese Hebelkonstruktion einen relativ großen Raum und läßt sich nicht beliebig verkleinern.

Bei einer anderen Ausführung wird die Sperrklinke eines Schaltschützes ebenfalls durch einen Hilfsmagneten ausgelöst, der jedoch zu diesem Zweck erregt werden muß. Darauf wird der Kontakt mittels Federkraft geöffnet, während der Haupt- oder Haltemagnet dieser Schaltbewegung mit Verzögerung folgt. Nachteilig ist einmal die Dauererregung des Haltemagneten und zum zweiten der Umstand, daß der Schalter nach dem Öffnen nicht wieder elektromagnetisch geschlossen werden kann, ohne vorher durch einen Handhebel die Verklinkung durchzuführen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine bistabile Schaltvorrichtung zu schaffen, die bei raumsparender, kompakter Konstruktion unter Verwendung zweier nur kurzzeitig erregter Elektromagneten sowohl elektromagnetisch geöffnet als auch geschlossen werden kann und bei der diese Schaltbewegungen z.B. bei Stromausfall auch von Hand ausführbar sind. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß der Mittelschenkel eines Topfmagneten von einem zylinderförmigen, durch einen Drehmagneten drehbaren Riegel durchsetzt ist, der im Anker des Schaltmagneten derart angebracht ist, daß er nach Aufhören der durch den Anker gegebenen Führung diesen mittels einer Schneckenfeder in einer der beiden Stellungen mittels eines an seinem kontaktbrückenseitigen Ende angebrachten Bolzens sperrt und den Anker des Drehmagneten bildet, der den Riegel bei Erregung in eine die Bewegung des Ankers freigebende Stellung bringt.

Durch einen Hubmagneten elektromagnetisch
steuerbarer und elektromagnetisch entriegelbarer bistabiler elektrischer Schalter

Anmelder:

Jennings Radio Manufacturing Corporation,

San Jose, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,

7000 Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:

Glenn Eldon Griggs, San Jose, Calif. (V. St. A.)

Nach einer Ausbildung ist die Bewegung sowohl des Ankers als auch des Riegels mittels mechanischer Betätigungsglieder von Hand bewirkbar.

Durch die Ausbildung nach der Erfindung werden verschiedene Vorteile erreicht. Die gesamte Schaltvorrichtung ist in einem relativ kleinen Gehäuse als geschlossene Baueinheit untergebracht und erlaubt vielseitige Anwendung, z. B. bei Vakuumschaltern, Ventilen, Verriegelungen usw. Beide Schaltbewegungen (Öffnen bzw. Schließen der Kontakte) werden elektromagnetisch durchgeführt, wobei nur ein kurzzeitiges Erregen jeweils eines der beiden Magneten erforderlich ist. Vorteilhaft ist ferner, daß diese Schaltbewegungen im Störungsfall von Hand vorgenommen werden können.

Der Gegenstand nach den Ansprüchen wird an Hand einer Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Seitenansicht eines Vakuumschalters und seines Betätigungsgliedes als Anwendungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 2 die vergrößerte Ansicht eines Längsschnittes durch das Gerät nach F i g. 1,

Fig. 3 einen Auschnitt aus einem Längsschnitt durch das Gerät nach F i g. 1 in einer Schnittebene, die senkrecht zu der von F i g. 2 steht,

Fig.4 einen Querschnitt durch das Gerät nach F i g. 1 entlang der Linie 4-4 der F i g. 2 und

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Fig. 5 das eine Ende des Gerätes nach Fig. 1, Soll der Vakuumschalter 3 geschlossen werden, ist

bei dem Teile des Gehäuses entfernt-worden sind, es nur nötig, den verriegelten Tauchspulenanker 9

so daß die manuell bedienbaren Vorrichtungen zum durch Erregung des drehbaren Solenoids auszulösen,

Drehen des drehbaren Solenoids erkennbar sind. der dann den Anker 18 und damit den Schaft 22

In Fi g.l wird mit lein Vakuumschalter und mit 2 5 dreht, um den Querbolzen 24 so weit in der Hohlein Betätigungsglied bezeichnet. Er besteht aus einem kehle 28 zu drehen, bis er wieder mit den sich axial am Topf magneten !.angebrachten Gehäuse3, das fest- erstreckenden Nuten 26 im Eingriff steht, stehende Kontakte 4 (F i g. 2) enthält, die durch die Das Gehäuse 12 ist nach oben durch eine Plattenbeweglichen Kontakte 5 geschlossen werden können. anordnung 30 begrenzt, die im Preßsitz angebracht In dem dargestellten Beispiel wird eine Druckfeder 6 io ist. An ihrer Oberseite ist diese Plattenanordnung 30 verwendet, um die Kontakte 5 und 4 zu schließen, und 31 mit einem Anschlag für den Tauchanker 9 aber die Kontakte können auch durch eine Feder versehen. Dieser Anschlag 31 ist mit einer eingedrehgeöffnet und durch das noch zu beschreibende Be- ten Schulter 32 versehen, die die Bewegung des tätigungsglied geschlossen werden. Tauchankers 9 unter dem Druck der Feder 6 abstoppt,

Die beweglichen Kontakte 5 sind an dem einen 15 Auf der Platte 31 ist ein ringförmiger Flansch 35

Ende einer Stößelstange 8 befestigt, an deren anderem angeordnet, der mit der Platte 30 durch durchgehende

Ende ein Tauchanker 9 angebracht ist. Der Tauch- Schraubenbolzen 36 und Muttern 37 befestigt ist Vor

anker 9 ist mit einem in seitlichem Abstand von seiner der Montage des Flansches 35 auf der Platte 30 wird

Achse angeordneten Führungsbolzen 10 versehen. der Anschlag in der Platte 31 für den Tauchanker 9

Der Tauchanker 9 ist also gleitfähig, aber nicht dreh- 20 an der Platte 30 durch Schrauben 38 befestigt,

bar üi der Mittelöffnung eines Solenoids 11 ange- An dem Flansch 35 ist ein Gehäuse 40 befestigt,

ordnet, der seinerseits an einem zylindrischen Ge- das zwei Schalter enthält, die durch den Schalterann

häuse 12 angebracht ist In der Ruhestellung ist die 41 betätigt werden. Der Schalterarm 41 steht mit dem

Stößelstange 8 aufwärts gedrückt, so daß der Tauch- Tauchanker 9 im Eingriff, wenn dieser durch den

anker 9 in der durch die gestrichelten Linien ange- 25 Druck der Feder 6 in der kontaktschließenden Stel-

deuteten Stellung steht. Wenn der Solenoid 11 erregt lung (F i g. 3) gehalten wird. Dadurch kann bei beiden

wird, wird der Tauchanker 9 aus seiner gestrichelten Solenoiden, die über die Schalter im Gehäuse 40 mit

Stellung (Fig. 2) in die vollausgezogene Stellung einer Spannungsquelle verbunden sind, die Erregung

gezogen. Diese Bewegung wird durch einen als automatisch abgeschaltet werden, wenn die Bewe-

Mittelschenkel 15 ausgebildeten Anschlag aufgehal- 30 gung in jeder der beiden Richtungen ausgeführt

ten. Der Teilkern 15 ist in der Mitte eines runden worden ist.

Polstückes 16 des Solenoids 11 angebracht. Um eine manuelle Betätigung des Tauchspulen-

Das runde Polstück 16 ist durch einen Preßsitz im ankers 9 zu ermöglichen, ist ein Schaft45 (Fig. 4)

Gehäuse 12 befestigt und dient gleichzeitig als Be- drehbar durch den Flansch 35 geführt* Um den Schaft

grenzungsplatte für das Gehäuse 12 und auch, um 35 45 manuell zu betätigen, ist ein Bügel 46 so an ihm

daran die Spule 20 zu befestigen. Das Polstück 16 befestigt, daß er den Flansch 35 umgibt. An dem

dient auch zur Leitung des magnetischen Flusses für Schaft 45 sind zwei von ihm radial ausgehende BoI-

den Anker 18 eines mit 20 bezeichneten'Dreh- zen 47 befestigt, die mit dem Tauchanker 9 im Ein-

magneten. griff stehen (Fig. 3), um diesen in die kontakt-

Der drehbare Solenoid 20 ist von üblicher Bauart 40 öffnende Stellung zu drücken, wenn der Bügel 46

und ist mit einer zwischen seinem Gehäuse und dem abwärts gegen den drehbaren Solenoid 20 gedrückt

Anker 18 angeordneten Schneckenfeder 20 α als wird. Die Bolzen 47 werden durch eine Torsionsfeder

Rückstellfeder versehen. Der drehbare Solenoid 20 48 elastisch gegen den Tauchanker 9 gedrückt, so

ist mit Schrauben 21 am Polstück 16 befestigt. daß der Tauchanker 9 der Bewegung des Bügels 46

Der Riegel oder Schaft 22, der durch den Teilkern 45 folgt. Sollen die Kontakte manuell geöffnet werden, 15 in die axial in dem Tauchanker 9 ausgebildete so ist es nur notwendig, den Bügel 46 abwärts gegen Öffnung 23 hineinreicht, ist ein Teil des Ankers 18, den drehbaren Solenoid zu drücken, um dadurch des drehbaren Solenoids 20. An seinem freien Ende den Tauchanker 9 gegen den Druck der Feder 6 ist der Schaft 22 mit einem quer zur Achse gebohrten zurückzuziehen, bis der Querbolzen 24 dadurch in Loch versehen, das einen Bolzen 24 aufnimmt: Wäh- 50 die Hohlkehle 28 einrastet, da in diesem Augenblick rend einer axialen Bewegung des Ankers 9 laufen die Feder 20« den Schaft 22 verdreht, beide Seiten des Bolzens 24 in Nuten 26, die in Die Stellung des Bügels wird gleichzeitig als Anaxialer Richtung in dem Tauchanker 9 ausgebildet zeige benutzt, ob der Schalter geöffnet oder geschlossind. Dadurch wird eine Drehung des Schaftes 22 sen ist.

durch die Feder 20a verhindert. Wenn sich jedoch 55 Der Tauchanker 9 kann auch wieder manuell aus

der Tauchspulenanker 9 in der durch vollausgezogene seiner zurückgezogenen Stellung entriegelt werden..

Linien in Fig. 2 gezeigten Stellung befindet, kann Das wird durch einen am Anker 18 des drehbaren

die Feder20α im drehbaren Solenoid20 den Anker Solenoids angebrachten Arm50 (Fig. 1, 2 und 5)

18 und damit den Schaft 22 aus der Fluchtlinie der erreicht. Der Arm 50 führt durch eine geeignete

axial angeordneten-Nuten herausdrehen, so daß die 60 Öffnung51 (Fig. 5) des Gehäuses des drehbaren

beiden Enden des Querbolzens 24 in der in dem Solenoids 20 nach außen, so daß durch seine manu-

Tauchanker 9 ausgebildeten Hohlkehle 28 laufen, wie eile Betätigung der Anker 18 und damit der Schaft 22

es in F'ig. 2 dargestellt ist. Dadurch wird der Tauch- gegen den Druck der Feder 20 a so weit gedreht

anker 9 in dieser Stellung durch den Querbolzen 24 werden können, bis der Querbolzen 24 aus der Hohl-

gegen die Kraft der Feder 6, die bestrebt ist, die 65 kehle 28 herausschnappt.

Kontakte 4 und 5 zu schließen, niedergehalten, und . _ Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Ge-

die Erregung der Spule 11 des festen Solenoids kann . samtheit der Merkmale eines jeden Anspruches, also

abgeschaltet werden. einschließlich einer Rückbeziehung.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Durch einen Hubankennagneten elektromagnetisch steuerbarer und elektromagnetisch entriegelbarer bistabiler elektrischer Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelschenkel (15) eines Topfmagneten (2) von einem zylinderförmigen, durch einen Drehmagneten (20) drehbaren Riegel (22) durchsetzt ist, der im Anker (9) des Schaltmagneten (2) derart angebracht ist, daß er nach Aufhören der durch den Anker gegebenen Führung (26) diesen mittels einer Schneckenfeder (20 α) in einer der beiden Stellungen mittels eines an seinem kontaktbrückenseitigen Ende angebrachten Bolzens (24) sperrt und den Anker des Drehmagneten (20) bildet, der den Riegel (22) bei Erregung in eine die Bewegung des Ankers (9) freigebende Stellung bringt.

2. Schalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung sowohl des Ankers (9) als auch des Riegels (22) mittels mechanischer Betätigungsglieder (45 ... 48, 50) von Hand bewirkbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 457174, 626 643.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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