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Die Erfindung betrifft ein wechselstromgesteuertes Tauchankerschütz
mit Schwerkraftrückstellung.
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Bei bekannten Tauchankerschützen der erwähnten Art, insbesondere bei
solchen nach der schweizerischen Patentschrift 318 308, lassen sich beim Einschalten
auftretende Kontaktprellungen bei tragbarem konstruktivem Aufwand (Verzicht auf
Präzisionsteile) nicht weitgehend genau unterdrücken.
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Sehr geringe Prelldauern von etwa 0,25 bis 0,4 ms lassen sich bereits
mit handelsüblichen Luftschützen erzielen. Es handelt sich indessen um aufwendig
gefertigte und dementsprechend teure Sicherheitsschaltschütze für starke Strombelastungen,
bei denen die Differenz zwischen dem Ansprechstrom und dem Abfallstrom sehr hoch
ist.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines
für Massenherstellung ge= eigneten Tauchankerschaltschützes mit sehr geringer Differenz
zwischen Ansprech- und Abfallstrom, bei welchem Kontaktprellungen fast vollständig
unterdrückt werden, ohne daß die Einzelteile besonderen Toleranzbedingungen genügen
müßten. Erreicht wird dies dadurch, daß auf dem die Schaltkraft erzeugenden Tauchanker
ein in derselben Weise wie der Tauchanker geführtes unmagnetisches Beschwerungsstück
aufliegt und daß das den Tauchanker und das Beschwerungsstück führende Gehäuse so
mit axialem Spiel ausgebildet ist, daß das Beschwerungsstück sich nach beendetem
Anziehen des Ankers von diesem abheben kann.
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Während einerseits eine Auslegung der Magnetspule auf hohe Erregung
günstig erscheinen könnte, weil dadurch auf den Anker eine große Kraft ausgeübt
wird, welche die Kontaktbrücke gegen die ortsfest angeordneten Kontakte drückt,
ist andererseits zu l berücksichtigen, daß der hierbei auf die beweglichen Teile
(Anker, Kontaktbrücke) übertragene Impuls (Produkt aus Masse und Geschwindigkeit)
entsprechend hoch wird und bei einem zumindest teilweise elastischen Stoß der Kontaktbrücke
gegen die ortsfest angeordneten Kontakte zu Prellungen führt. Durch den erläuterten
Aufbau wird erreicht, daß die Magnetspule wegen der nach unten wirkenden Schwerkraft
des Beschwerungsgliedes auf verhältnismäßig hohe Erregung ausgelegt werden kann
und muß, während andererseits das Beschwerungsstück im Augenblick der Abbremsung
des Ankers beim Anschlagen der Kontaktbrücke gegen die ortsfesten Kontakte zum Impuls
der beiden letzteren Teile nichts mehr beiträgt und vermöge seiner trägen Masse
allein gegen die Anschlagfläche der Magnetspule anstößt. Auf diese Weise ist der
von der Kontaktbrücke und den ortsfest angeordneten Kontakten im teilelastischen
Stoß zu vernichtende Impuls im Verhältnis zu der Erregung der Magnetspule bzw. der
durch das Magnetfeld ausgeübten Kraft sehr gering, so daß Kontaktprellungen wesentlich
reduziert bzw. fast unterdrückt werden können. Das Beschwerungsglied wird nach Anstoßen
gegen die Anschlagfläche von der letzteren im teilelastischen Stoß wieder gegen
den Anker zurückgeworfen. Durch geeignete Wahl der Abmessungen und Massen läßt sich
indessen erreichen, daß der auf den Anker einwirkende Rückstoß des Beschwerungsstückes
gegenphasig zu einer zweiten gegen die ortsfest angeordneten Kontakte hin gerichteten
Schwingungshalbwelle der Kontaktbrücke bzw. des Ankers erfolgt, so daß durch das
Zurückwerfen des Beschwerungs-Stückes eine zusätzliche Schwingungsdämpfung erzielt
wird. Darüber hinaus trägt beim Abfallen des Schaltschützes die zusammenwirkende
Masse des Ankers sowie des Beschwerungsstückes dazu bei, die i Kontaktbrücke von
den ortsfest angeordneten Kontakten schnell und sauber abzuheben, was ein leichtes
Aufbrechen von gegebenenfalls vorliegenden Verschweißungen an den Elektroden bewirkt.
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Gegenüber den bekannten Schützen mit geringer Prellneigung hat das
mit einem Beschwerungsstück versehene Schütz den Vorteil, daß die Zahl der aufeinander
abzustimmenden Komponenten geringer ist, weil hier nur das unmagnetische Beschwerungsstück
16 in seiner Größe abgestimmt zu werden braucht, während bei den bekannten Schützen
der Kern, der Anker und vor allem die Federn aufeinander abzustimmen sind, was fertigungstechnisch
schwieriger ist. Demgegenüber fällt der Nachteil, daß das Schütz nach der Erfindung
lageabhängig ist, nicht ins Gewicht, da die Lageunabhängigkeit eines Schützes in
vielen Montagefällen nicht ausgenutzt werden kann.
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Der Gegenstand nach den Ansprüchen ist nachstehend an Hand'-der Zeichnung-näher
erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tauchankerschützes
im. Vertikalschnitt sowie in Abfallstellung, F i g. 2 das Schütz nach F i g. 1 in
angezogener Stellung, wobei lediglich die erfindungswesentlichen Teile ausgezogen,
die übrigen gestrichelt dargestellt sind.
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Das in - der Zeichnung dargestellte Tauchankerschütz umfaßt eine gleichzeitig.als
Gehäuse 1 a ausgebildete, eine Wicklung 2 aufnehmende Magnetspule 1, welche an ihrem
oberen Ende durch eine Anschlagfläche 3 abgeschlossen ist. In der Magnetspule 1
ist axial beweglich ein zylindrischer Tauchanker 4 geführt,-welcher an seinem unteren
Ende in Form einer Stange 5 mit einer Anschlagschulter 6 für eine Schraubendruckfeder
7 versehen ist. Auf der Stange 5 ist eine einen (nicht gezeigten) zentralen Durchtritt
aufweisende Kontaktbrücke 8 gleitend geführt, welche durch die Feder 7 gegen den
Anker 4 vorgespannt wird. Die Feder 7 weist eine progressive Kennlinie auf. Die
Kontaktbrücke. 8 ist als im wesentlichen U-förmiger Bügel mit nach außen abgebogenen,
Kontakte 9, 10 tragenden Schenkelenden 11, 12 ausgebildet. Gegenüber der Kontaktbrücke
8 sind zwei Kontakte 13,14 orstfest angeordnet.
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Ein im Ruhezustand gegen den Anker 4 anliegendes, mit diesem zusammen
vertikal gegen die Anschlagfläche 3 oder von dieser weg bewegliches, jedoch von
dem Anker getrenntes- nichtmagnetisches Beschwerungsstück 16 ist vorgesehen, welches
auch nach Anschlag der Kontaktbrücke 8 gegen die ortsfesten Kontakte 13, 14 einen
axialen Bewegungsspielraum zwischen dem Anker 4 und der Anschlagfläche 3 besitzt.
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Der den Anker 4 nebst Beschwerungsstück 16 aufnehmende Innenquerschnitt
der Magnetspule 1 weist ein Profil mit kurzen, radial nach innen verlaufenden Vorsprüngen
bzw. sich im wesentlichen über den gesamten Bewegungsbereich des Ankers nebst Beschwerungsstück
verlaufende Längsrippen 17 auf. Beim Anziehen des Ankers 4 nebst Beschwerungsstück
16 nach oben kann durch die zwischen den Rippen 17 gebildeten Vertiefungen ein Luftausgleich
erzielt werden.
Wird bei abgefallenem Schaltschütz (F i g. 1) die
Wicklung 2 erregt, so wird der Anker 4 in Richtung des vertikalen Pfeiles von F
i g. 2 nach oben gezogen, bis die Kontakte 9, 10 der Kontaktbrücke 8 gegen die ortsfesten
Kontakte 13, 14 anschlagen. Der Anker 4 bewegt sich infolge seiner trägen Masse
entgegen der Kraft der Feder 7 noch etwas weiter nach oben und hebt von der Kontaktbrücke
8 ab. Hat der Anker 4 seine in F i g. 2 dargestellte höchste Lage erreicht, so wird
er durch die Feder 7 weiter nach unten gegen die Brücke 8 gezogen, während das Beschwerungsstück
16 seine Bewegung beibehält und von dem Anker 4 abhebt (strichpunktierte Lage des
Beschwerungsstückes in F i g. 2). Schließlich stößt das Beschwerungsstück 16 gegen
die Anschlagsfläche 3 an und wird danach im teilelastischen Stoß gegen den Anker
4 zurückgeworfen, wobei durch geeignete Abstimmung der Abmessungen erreicht werden
kann, daß dieses Zurückfallen des Beschwerungsstückes 16 gegenphasig zu einer neuen
Schwingungshalbwelle des Ankers 4 erfolgt. Schließlich ruht das Beschwerungsstück
16 auf dem Anker 4 und trägt bei Abschaltung der Erregung der Wicklung 2 nebst dadurch
hervorgerufenem Abfallen des Schaltschützes dazu bei, gegebenenfalls zwischen den
Kontakten 9, 13 bzw. 10, 14 vorliegende Verschweißungen aufzubrechen.
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Um die erfindungsgemäß angestrebten geringen Prelldauern sicher zu
erreichen, ist für den Erregerstrom eine Toleranz von ungefähr ± 33 % einzuhalten.
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Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Gesamtheit der Merkmale
eines jeden Anspruches, also einschließlich seiner Rückbeziehung.