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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktbrückenanordnung für mit
Öffnern und Schließern ausgestattetes elektrisches Schaltgerät, dessen Kraft-Weg-Schaltkraftkurve
vorgegeben ist, insbesondere für ein elektromagnetisches Schütz.
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Bei Schaltgeräten dieser Gattung sind im allgemeinen eine größere
Anzahl von Kontakten zu einem Schaltkontaktblock zusammengeschlossen. In diesem
Block sind je nach den gewünschten Schaltbedingungen ein Teil der Kontakte als Schließer,
ein anderer Teil dagegen als Öffner eingesetzt. Die Kontakte werden von einem Schaltstößel
betätigt, der seinerseits unter Wirkung einer Abdruckfeder sowie eines Elektromagneten
steht. Wenn der Elektromagnet nicht eingeschaltet ist, sorgt die Abdruckfeder dafür,
daß jeder Schaltstößel und damit sämtliche Kontakte in ihre Ruhestellung gebracht
werden.
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Bei Schaltgeräten der oben erläuterten Art wird in der Praxis häufig
gefordert, daß einzelne Öffner in Schließer oder umgekehrt verwandelt werden müssen,
und zwar dann, wenn das Schaltprogramm für das betreffende Schaltgerät geändert
wird. Dadurch wird die Kraftbedarfskurve geändert und die Einschalt-und Ausschaltunsicherheit
in Frage gestellt. Bei Unterspannung zieht das Gerät nicht einwandfrei durch, oder
bei eingeschaltetem Gerät geht die Schaltbrücke beim Absinken der Spannung nicht
zügig in den Ruhestand. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieser Schwierigkeiten
Herr zu werden.
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Es wurde als Ursache der Schaltunsicherheit erkannt, daß einerseits
die Magnetkraft sowie die Kraft der gemeinsamen Abdruckfeder unverändert bleibt,
bei der Umwandlung der Kontakte von Öffner in Schließer oder umgekehrt die Gesamtkraft
der Kontaktdruckfedern sich jedoch ändert, so daß es zur Erzielung einer Schaltsicherheit
im wesentlichen darauf ankommt, die Kraftbedarfskurve gleichzuhalten.
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Die gestellte Aufgabe, Vermeiden der durch Umsetzen der Kontaktbrücken
bewirkten Schaltunsicherheit, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die durch
ein Umsetzen der Kontaktbrücken von Öffnern in Schließer und umgekehrt sich bei
gleichbleibender Vorspannung der Kontaktbrückenfedern ergebende Änderung der Kraftbedarfskurve
durch Mittel ausgleichbar ist, welche die Vorspannung der infolge der Umstellung
eine Ungleichheit der Kraftbedarfskurven hervorrufenden Brückenkontaktfedern ausgleichen.
Hierdurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß ein Auswechseln der Feder nicht erforderlich
ist.
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Eine konstruktiv einfache Ausgestaltung der Erfindung wird dadurch
erzielt, daß als Mittel zum Ausgleich der Vorspannung der Brückenkontaktfedern Federbeilagen
dienen.
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Eine weitere Verbesserung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß
die Federbeilagen als Federteller ausgeführt sind. Ein solcher Federteller läßt
sich leicht und nur mit geringstem Aufwand herstellen, leicht einsetzen und ergibt
gleichzeitig eine Führung bzw. Halterung der betreffenden Feder.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nach
den Ansprüchen im Vergleich mit einer zum Stand der Technik gehörenden Anordnung
im Schema dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 ein Diagramm, welches die Kraftkurve
eines Elektromagneten und Kraftbedarfskurve gemäß dem Stande der Technik (F i g.
3 und d.) darstellt, F i g. 2 die Kraftkurve des Elektromagneten im Vergleich mit
der verbesserten Kraftbedarfskurve, F i g. 3 ein zum Stande der Technik gehöriges
Schaltgerät mit drei Kontakten bzw. Doppelkontakten, wobei ein Kontakt als Öffner
und die anderen beiden Kontakte als Schließer ausgebildet sind, F i g. 4 das zum
Stande der Technik gehörige Schaltgerät gemäß F i g. 3, wobei jedoch ein Kontakt
von einem Schließer in einen Öffner umgewandelt worden ist, F i g. 5 ein Schaltgerät
nach den Ansprüchen mit der vergleichsweisen Anordnung der Kontakte gemäß F i g.
3 und F i g. 6 das Schaltgerät gemäß F i g. 5, wobei entsprechend F i g. 4 der eine
Kontakt von einem Schließer in einen Öffner umgewandelt worden ist.
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In F i g. 1 ist die zur Verfügung stehende Kraftkurve des Elektromagneten
mit dem Bezugszeichen 15 versehen. Zu Anfang des Schaltweges steht also eine Magnetkraft
15a zur Überwindung der Federkräfte des gesamten Schaltgerätes zur Verfügung.
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Hierauf wird die Größe des Magneten abgestimmt. Es wird in bekannter
Weise ferner darauf geachtet, daß die Kraftkurve 15 .des Magneten stets über der
Kraftbedarfskurve 16 liegt, die üblicherweise eine etwa treppenstufenförmige Gestalt
aufweist. Wie F i g. 1 zeigt, sind die Kraftkurven 15 des Magneten und die Kraftbedarfskurven
16 so aufeinander abgestimmt, daß der Schaltvorgang ordnungsgemäß vonstatten geht.
Wenn nun aber schon ein Tastschalter des Schaltgerätes von einem Schließer in einen
Öffner oder umgekehrt umgewandelt wird, ,so ergibt sich die gesamte Kraftbedarfskurve
16 a gemäß der gestrichelten Linie in F i g. 1. Ordnungsgemäßes Schalten ohne zu
große Beanspruchung der Tastschalter bzw. ohne Vermeidung von zu starken Stößen
ist hier nicht mehr gegeben, da, wie das Diagramm deutlich zeigt, in diesem Falle
nicht mehr die gleichen Anfangsbedingungen gegeben sind und ein erheblicher Kraftüberschuß
des Elektromagneten vorliegt.
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F i g. 2 zeigt dagegen die Kraftkurve bzw. die Kraftbedarfskurven,
wie sie erfindungsgemäß entstehen, und zwar ist hier ersichtlich, daß die Kraftbedarfskurven
17 bzw. 18 auch nach Umwandlung eines Tastschalters von einem Schließer in einen
Öffner oder umgekehrt unverändert bleiben und damit stets eine Abstimmung gegenüber
der Kraftkurven 19 des Elektromagneten gegeben ist.
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Die beiden F i g. 1 und 2 sind auf die nachfolgenden erläuterten und
zum Vergleich gebrauchten Ausführungsbeispiele gemäß F i g. 3 und 4 (Stand der Technik)
und F i g. 5 und 6 (Erfindung) ausgerichtet worden.
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Die F i g. 3 und 4 zeigen deutlich, wie das Kräfteverhältnis der einzelnen
und damit auch der resultierenden Federkraft sich ändert, wenn ein Kontakt von einem
Schließer in einen Öffner verwandelt wird.
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Für alle nachfolgenden erläuterten Ausführungsbeispiele werden für
die gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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In dem gemeinsamen Kontakbrückenträger 1 sind Kontaktbrücken 2, 3,
4 gelagert, die unter dem Druck der Kontaktdruckfedern 10, 11, 12 stehen. Die Kontakte
der Kontaktbrücken 2 bis 4 wirken mit feststehenden Kontakten 5 a, 5 b bzw.
6 a, 6 b bzw. 7 a,
7 b zusammen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist
der Kontakt 4, 5 a, 5 b als Öffner, die beiden anderen dagegen als Schließer
ausgebildet, was einleuchtend ist, wenn man sich den Kontaktbrückenträger 1 in Richtung
des Pfeiles 9 gegen die Kraft der Abdruckfeder
8 verschoben denkt,
öffnet der erstgenannte Kontakt, während die beiden unteren schließen. An dem gemeinsamen
Kontaktbrückenträger 1 greift oben der Elektromagnet in Richtung des Pfeiles 9 an,
während auf der anderen Seite schematisch dargestellt die Abdruckfeder 8 dem Elektromagneten
entgegengesetzt wirkt. Bei den bekannten Schaltgeräten sind die Kontäktdruckfedern
mit gleicher Federkraft ausgelegt, beispielsweise mit einer Kraft von je 100g. Wenn
die Abdruckfeder beispielsweise eine Kraft von 300 g aufweist, so ergibt sich, wie
F i g. 3 zeigt, zu Beginn der Verschiebung des Schaltstößels eine resultierende
Kraft (Kraftbedarf) von 200 g (linke Bildseite), während nach Abheben des Öffners
und nach Schließen der beiden Schließer ein Kraftbedarf von 500 g vorliegt (rechte
Bildseite der F i g. 3). Wenn man nun nach F i g. 4 den mittleren Kontakt von einem
Schließer in einen Öffner verwandelt, so ergibt sich eine resultierende Kraft zu
Anfang der Bewegung von nur 100 g, also halb so groß wie in dem Beispiel gemäß F
i g. 3, und nach Öffnen der beiden Öffner und Schließen des Schließers eine resultierende
Kraft von 400 g. Diese vergleichsweise GegeAüberstellung zeigt, daß sich die Federkraftverhältnisse
bei den bekannten Schaltgeräten schon bei Änderung eines einzigen Kontaktes, z.
B. Umwandlung von einem Schließer in einen Öffner, erheblich ändern und damit eine
für die Praxis sehr schädliche Schaltunsicherheit hervorgerufen wird.
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Die F i g. 5 und 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel. Für die gleichen
Teile sind die gleichen Bezugszeichen wie bei den F i g. 3 und 4 verwendet worden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel .ist ein Einsatzstück 13 vorgesehen, wodurch der
Federraum der Feder 10 bzw. 12 so verringert wird, daß die Federkraft in dem wirksamen
Bereich etwa 200 g beträgt. Durch Einfügen dieses Einsatzstückes ergibt sich die
aus den F i g. 5 und 6 ersichtliche Kräftebilanz, und zwar ist der Kraftbedarf zunächst
bei Einschalten des Elektromagneten und bei Beginn der Bewegung des Schaltstößels
1 100 g, während der Kraftbedarf nach Umschalten, d. h. nach Öffnen des Kontaktes
4, 5 a, 5 b
und Schließen der beiden Kontakte 2, 7 a, 7 b bzw. 3,
6a, 6 b 500g beträgt. Wenn man nun, ebenso wie in F i g. 4, den mittleren
Kontakt zu einem Öffner macht, so ergibt sich bei Einsatz des Einsatzstückes im
Federraum der Feder 12 genau die gleiche Kräftebilanz. Es sind also die gleichen
Anfangsbedingungen vorhanden, so daß jegliche Schaltunsicherheit beseitigt ist.
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Das oben erläuterte Einsatzstück 13 ist besonders für große Geräte
sehr gut geeignet. Das Einsatzstück ist aber nur als besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
anzusehen. Es können auch die Einsatzstücke unmittelbar in Verbindung mit dem betreffenden
geänderten Kontakt vorgesehen werden. Wesentlich ist, daß durch die Maßnahmen jeweils
die gleichen Anfangsbedingungen erreicht werden und damit stets Schaltsicherheit
gewährleistet ist.
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Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Gesamtheit der Merkmale
eine jeden Anspruches, also einschließlich seiner Rückbeziehung.