DE1438966C

DE1438966C - Direct acting electromagnetic release

Info

Publication number: DE1438966C
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. 6900 Heidelberg; Kohl Ludwig 6941 Buchklingen; Mayer Herbert 6800 Mannheim Drubig
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Publication date: 1971-12-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen direkt wirkenden elektromagnetischen Auslöser, insbesondere Schlagankerauslöser für elektrische Leistungsschalter, mit einem feststehenden, eine Erregerwicklung tragenden Kern und einem beweglichen Anker.The invention relates to a direct acting electromagnetic release, in particular Impact armature release for electrical circuit breakers, with a stationary one that carries an excitation winding Core and a movable anchor.

Werden derartige elektromagnetische Auslöser als Schlaganker, insbesondere für strombegrenzende Schalter eingesetzt, so steht die Fesselungskraft des Ankers dem Ziel, beim Ansprechen des Ankers einen äußerst schnellen Bewegungsablauf zu erhalten, entgegen. Das liegt daran, daß die durch eine Feder erzeugte Fesselungskraft auf der gesamten beim Ansprechen vom Anker zu durchlaufenden Wegstrecke wirksam ist und dabei entsprechend der Federcharakteristik noch ansteigt. Hierdurch wird die Schlagkraft des Ankers, der das Schaltschloß entklinken und gleichzeitig die Kontakte des Schalters schlagartig trennen soll, beträchtlich herabgesetzt. Dies trifft in hohem Maße bei Schaltern großer Nennstromstärken zu, da bei ihnen die Ansprechwerte für die elektromagnetischen Auslöser einige Tausend Ampere betragen, so daß sehr hohe Fesselungskräfte für die Anker erforderlich sind. Dementsprechend müssen hierfür Federn mit steiler Charakteristik verwendet werden, die dann aber auch eine sehr starke Beeinträchtigung der Schlagwirkung des Ankers zur Folge haben.Are such electromagnetic triggers as a drop anchor, especially for current-limiting Switch used, the restraint of the anchor is the goal, when the anchor responds to get extremely fast movement, contrary. This is because the one produced by a spring Restraint force on the entire distance to be covered when the anchor responds is effective and increases according to the spring characteristics. This creates the impact of the armature, which unlatch the switch lock and at the same time the contacts of the switch abruptly should separate, considerably reduced. This applies to a large extent to switches with large nominal currents because the response values for the electromagnetic releases are a few thousand amperes, so that very high restraint forces are required for the anchor. Must accordingly springs with steep characteristics are used for this purpose, which then also have a very strong impairment the impact of the anchor.

Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, für die Fesselung des Ankers von elektromagnetischen Auslösern zusätzlich zur Rückzugfeder einen elektromagnetischen Nebenschluß vorzusehen (deutsche Patentschrift 959 291), jedoch befriedigt eine derartige Lösung nicht, da der Nebenschluß für eine wirkungsvolle Fesselung des Ankers stark dimensioniert und somit aufwendig gebaut werden müßte und da die Funktion der Rückzugfeder im Prinzip erhalten bleibt. Auch die elektromagnetische Freigabe eines mit Schlaghebel versehenen federbelasteten Kraftspeichers (deutsche Patentschrift 604215) ist unbefriedigend, da der Kraftspeicher ein zusätzliches mechanisches Bauelement ist und mindestens einen zusätzlichen Bewegungsablauf mit einem entsprechenden Zeitverzug erfordert.Although it has already been proposed for the shackling of the armature from electromagnetic releases To provide an electromagnetic shunt in addition to the return spring (German Patent specification 959 291), however, such a solution is not satisfactory because the shunt for a effective restraint of the anchor strongly dimensioned and would therefore have to be built in a complex manner and because the function of the return spring is retained in principle. Also the electromagnetic release a spring-loaded energy store provided with a hammer (German patent specification 604215) unsatisfactory because the energy store is an additional mechanical component and at least one requires additional movement sequence with a corresponding time delay.

Es sind ferner diverse elektromagnetische Anordnungen bekannt, bei denen z. B. der Betätigungsanker in der Abfallstellung mittels einer elektromagnetisch zu betätigenden Klinke gehalten wird (französische Patentschriften 789 146 und 1010 353 mit Zusatz-Patentschrift 66 689) oder bei denen mittels besonderer Feder- und Hebelanordnungen eine Anpassung der Zugkraftkurve an die Kraftbedarfskurve erfolgt (deutsche Patentschrift 513 473, deutsche Auslegeschrift L 17981 VIII b/21 c, bekanntgemacht am 7. 6, 1956) oder bei der zur Zeitverzögerung während des Ansprechens im Ankerweg spezielle Hemmwerke vorgesehen sind (deutsche Patentschriften 261 551, 289 728, 454857). Derartige Anordnungen kommen jedoch für die in Rede stehenden elektromagnetischen Auslöser nicht in Betracht, da sie als Schlagankerauslöser von vornherein nicht geeignet sind und infolge der Klinkenvorrichtungen bzw. der besonderen Hebel- und Federanordnungen bzw. der Hemmwerke für eine äußerst schnelle Einleitung von Ausschaltvorgängen viel zu träge wären.There are also various electromagnetic arrangements are known in which, for. B. the operating armature is held in the waste position by means of an electromagnetically operated latch (French Patent documents 789 146 and 1010 353 with additional patent specification 66 689) or for those an adaptation by means of special spring and lever arrangements the tractive force curve to the force requirement curve takes place (German patent 513 473, German Auslegeschrift L 17981 VIII b / 21 c, published on June 7, 1956) or at the time delay during the response in the anchor way special inhibitors are provided (German patents 261 551, 289 728, 454857). However, such arrangements come for the electromagnetic in question Triggers not considered, as they are not suitable as a strike anchor release from the outset and as a result the ratchet devices or the special lever and spring arrangements or the escapement mechanisms would be much too sluggish for an extremely quick initiation of switch-off processes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei den direkt wirkenden elektromagnetischen Auslösern der eingangs genannten Art einen äußerst schnellen Bewegungsablauf, der nach dem Ansprechen des Ankers durch die Fesselungskraft nur noch unwesentlich beeinträchtigt wird, zu erreichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine über Ankernasen, Rollen oder Kugeln wirkende Klemm-Vorrichtung vorgesehen ist, die auf den beweglichen Anker nur auf eine kleine Wegstrecke über Haftreibungsschluß eine wirksame Fesselungskraft ausübt. Die kurzzeitige Einwirkung der Fesselungskraft auf den Anker kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt werden, daß die Klemmvorrichtung Polschuhe aufweist, durch die bei ihrem Anzug durch den Kern oder durch den Anker die Wirkung der Klemmvorrichtung aufgehoben ist.The invention is based on the object of the directly acting electromagnetic releases type mentioned at the beginning an extremely fast sequence of movements that occurs after the armature has responded is only marginally affected by the restraint. This task will solved according to the invention in that a clamping device acting via anchor lugs, rollers or balls is provided that on the movable armature only over a small distance via static friction exercises an effective restraint. The short-term effect of the restraint on the anchor can be achieved in a further embodiment of the invention that the clamping device Has pole pieces through which the effect when they are tightened through the core or through the armature the clamping device is canceled.

Das Rückholen des Ankers nach dem Abschalten wird dann in bekannter Weise mittels einer Rückholfeder bewirkt, die schwach bemessen sein kann, da die Haltewirkung der Klemmvorrichtung erst in der Ausgangsstellung des Ankers wieder voll wirksam wird. Es genügt dabei, die Federkraft dem Eigenao gewicht des Ankers anzupassen. Die Rückholfeder selbst kann nach dem Erfindungsgedanken zweckmäßig zwischen dem beweglichen Anker und dem ortsfesten Magnetkern angeordnet, oder sie kann beispielsweise an einem mit dem Magnetkern in starrer Verbindung stehenden Träger aufgehängt werden.The return of the armature after switching off is then carried out in a known manner by means of a return spring causes that can be weak, since the holding effect of the clamping device only in the The initial position of the armature is fully effective again. It is sufficient to apply the spring force to the Eigenao adjust the weight of the anchor. The return spring itself can be expedient according to the concept of the invention arranged between the movable armature and the stationary magnetic core, or it can for example can be suspended from a support that is rigidly connected to the magnetic core.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß die Klemmvorrichtung an zwei einander zugeordneten Seiten über Schwenkarme auf den Anker wirkt. Für einfachere Ausführungen kann es dabei vorteilhaft sein, wenn die Klemmvorrichtung nur einseitig auf den Anker wirkt. Die Schwenkarme der Klemmvorrichtung können zweckmäßig unter der Einwirkung einer einstellbaren Zug- oder Druckfeder stehen.Another embodiment of the invention is that the clamping device on two each other Associated pages acts on the armature via swivel arms. For simpler versions it can be advantageous if the clamping device acts on the armature only on one side. The swivel arms the clamping device can expediently under the action of an adjustable tension or compression spring stand.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei den in Rede stehenden elektromagnetischen Auslösern definierte und hohe Fesselungskräfte angewendet werden können, deren Wirkung nach dem Ansprechen des Ankers, also nach einer ersten Bewegungsphase, praktisch auf vernachlässigbare Werte zurückgeht, so daß Schnelligkeit und Schlagkraft des Ankers dann durch die Fesselungskraft nicht mehr beeinflußt werden. Dies macht die erfindungsgemäßen Auslöser besonders gut für strombegrenzende Schalter geeignet, da hier die Anker im Falle ihres Ansprechens extrem schnell sein sollen und eine hohe Schlagkraft aufbringen sollen. In der Zeichnung sind in den Fig. 1 bis 6 mehrere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Auslösers in Vorderansicht schematisch dargestellt.The advantages achieved by the invention are in particular that in the case of the electromagnetic releases defined and high restraint forces can be applied, their Effect after the anchor has responded, i.e. after an initial movement phase, practically negligible Values decreases, so that the anchor's speed and striking power are then reduced by the Restraint can no longer be influenced. This is what makes the triggers of the invention particularly good suitable for current-limiting switches, since the armature is extremely fast in the event of their response should and should have a high impact force. In the drawing, FIGS. 1 to 6 are several Exemplary embodiments of the trigger according to the invention are shown schematically in a front view.

Mit 1 ist ein ortsfester Kern des elektromagnetischen Auslösers bezeichnet. Unterhalb dieses Kernes 1 ist ein Anker 2 sichtbar, der mit einem Stößel 3 durch eine Bohrung des Kernes 1 hindurchragt und auf eine nicht dargestellte Auslöseklinke und Schaltkontakte eines elektrischen Leistungsschalters wirkt. Der Anker 2 wird durch eine Klemmvorrichtung 4 gehalten, die aus Schwenkarmen 5, aus auf diesen befestigten Polschuhen 6 (Fig. 1 und 2), einer Feder7 und einer Einstellschraube8 besteht (Fig. 1 bis 4). Die Schwenkarme 5 tragen (Fig. 1) an ihrer dem Anker 2 zugekehrten Seite Ansätze 9, während bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 zwei in den Schwenkarmen 5 gelagerte Rollen IO vorgesehen sind. Die Ansätze 9 bzw. Rollen 10 rasten unter der Wirkung der Feder 7, die eine Zug- oder Druckfeder sein kann, an Vorsprüngen oder Ausnehmungen des Ankers 2 ein. Die beiden Schwenkarme 5 sind um1 with a stationary core of the electromagnetic release is referred to. Below this core 1 an armature 2 is visible, which protrudes with a plunger 3 through a hole in the core 1 and acts on a release pawl, not shown, and switching contacts of an electrical circuit breaker. The armature 2 is held by a clamping device 4, which consists of swivel arms 5 on these attached pole pieces 6 (Fig. 1 and 2), one There is a spring7 and an adjusting screw8 (Fig. 1 to 4). The pivot arms 5 carry (FIG. 1) on their side facing the armature 2 lugs 9, while in the embodiment according to FIG. 2 two in the Swivel arms 5 mounted rollers IO are provided. The approaches 9 or rollers 10 snap under the effect the spring 7, which can be a tension or compression spring, on projections or recesses of the Anchor 2 a. The two pivot arms 5 are around

ortsfeste Bolzen 11 schwenkbar und mittels der Einstellschraube 8 durch die Feder 7 in einen solchen Abstand voneinander gebracht, daß sie an schrägen Flächen von Ankernasen 12 anliegen und den Anker 2 in dieser Lage festhalten. Sobald eine über der betrieblich vorgesehenen Stromhöchstgrenze liegende Stromstärke im Schalter auftritt, spricht der elektromagnetische Auslöser an, wobei der Anker 2 von dem erregten Kern 1 angezogen wird. Gleichzeitig werden dabei auch (Fig. 1) die Schwenkarme 5 über ihre Polschuhe 6 angezogen. Die Schwenkarme 5 drehen sich dabei in Richtung auf den Anker 2 und geben dessen Ankernasen 12 frei.Fixed bolt 11 pivotable and by means of the adjusting screw 8 through the spring 7 in such a Brought a distance from each other that they rest against inclined surfaces of anchor lugs 12 and the anchor 2 hold on in this position. As soon as a current limit is above the operational maximum limit Current intensity occurs in the switch, the electromagnetic release responds, the armature 2 of the excited core 1 is attracted. At the same time (Fig. 1) the swivel arms 5 on their Pole shoes 6 tightened. The pivot arms 5 rotate in the direction of the armature 2 and give its anchor lugs 12 free.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung ist die Fesselungskraft der Klemmvorrichtung 4 nur auf einer kurzen Wegstrecke des Ankers 2 zu überwinden, nämlich bis die Ansätze 9 der Schwenkarme 5 an den kurzen Ankernasen 12 abrutschen. Der Anker 2 kann alsdann unbehindert als Schlaganker wirken. Entsprechend der F i g. 2 werden beim Ansprechen des Auslösers die Rollen 10 vom Anker 2 gelöst. Nach dem Auslösen wird der Anker 2 durch eine Rückholfeder 13, die im übrigen das Ansprechverhalten des Ankers nicht behindert, wieder in seine Ausgangsstellung gebracht. Zur Gewichtseinsparung ist der Anker 2 in Anpassung an den Kraftlinienverlauf schwalbenschwanzförmig ausgebildet.In this embodiment according to the invention, the restraint force of the clamping device 4 is only on to overcome a short distance of the armature 2, namely until the lugs 9 of the pivot arms 5 to the short anchor lugs 12 slip off. The anchor 2 can then act unimpeded as a drop anchor. Accordingly the F i g. 2, the rollers 10 are released from the armature 2 when the trigger is activated. To the triggering is the armature 2 by a return spring 13, which, moreover, the response of the anchor not obstructed, brought back to its starting position. To save weight is the armature 2 is dovetail-shaped in adaptation to the course of the force lines.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt die Klemmvorrichtung 4 ohne Polschuhe über je zwei Kugeln 14, die in den Anker 2 eingelassen sind und in warzenähnliche Vertiefungen der Schwenkarme 5 einrasten, auf den Anker 2. Als Feder 7 wird hierzu eine Druckfeder verwendet. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 sitzen die Kugeln 14 in den Schwenkarmen 5 und rasten in Vertiefungen des Ankers ein.In the case of the FIG. 3, the clamping device 4 acts without pole shoes about two balls 14, which are embedded in the armature 2 and in wart-like depressions the swivel arms 5 snap into place on the armature 2. A compression spring is used as the spring 7 for this purpose. at the embodiment according to FIG. 4, the balls 14 sit in the swivel arms 5 and snap into recesses of the anchor.

Die F i g. 5 zeigt eine Anordnung, bei der die Schwenkarme 5 der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele in einfachster Weise durch starre Laschen 16 ersetzt sind, während man die unter der Wirkung der Feder 7 stehenden Kugeln 14 in einer Querbohrung 18 des Ankers 2 gelagert hat. Bei Betätigung des Auslösers wird der Anker 2 angezogen. Dabei werden die Kugeln 14 für eine kurze Strecke in die Querbohrung 18 hineingedrückt. Danach kann der Anker 2 ungehindert seine Schlagwirkung ausüben. The F i g. 5 shows an arrangement in which the pivot arms 5 of the exemplary embodiments described above are replaced in the simplest way by rigid tabs 16, while the under the Effect of the spring 7 has mounted standing balls 14 in a transverse bore 18 of the armature 2. When actuated armature 2 is attracted to the trigger. In doing so, the balls 14 are for a short distance pressed into the transverse bore 18. The armature 2 can then exert its striking effect unhindered.

In F i g. 6 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auslösers dargestellt, der als eine Kombination der in den F i g. 1 und 4 gezeigten Beispiele anzusehen ist, d. h., bei ihr finden Schwenkarme 5 mit abgewandelten Polschuhen 20 zusammen mit Kugeln 14 Anwendung.In Fig. 6 is another embodiment of the invention Trigger shown as a combination of the in Figs. Examples shown in 1 and 4 is to be seen, d. In other words, swivel arms 5 with modified pole pieces 20 come together with her with balls 14 application.

Die gezeigten von zwei entgegengesetzten Seiten her wirkenden Klemmvorrichtungen können bei Bedarf auch derart gestaltet sein, daß sie nur von einer Seite her den Anker halten.The clamping devices shown, acting from two opposite sides, can if necessary also be designed in such a way that they only hold the anchor from one side.

Claims

Patent claims:

1. Direct-acting electromagnetic release, especially strike anchor releases for electrical ones Circuit breaker, with a stationary core and an excitation winding a movable armature, characterized that a clamping device acting via anchor lugs, rollers or balls (10, 12, 14) (4) is provided on the movable armature (2) only on a small distance exerts an effective restraint force via static friction.

2. Electromagnetic release according to claim 1, characterized in that the Clamping device (4) has pole shoes (6, 20) through which when they are tightened through the core (1) or by the anchor (2) the effect of the clamping device (4) is canceled.

3. Electromagnetic release according to claim 2, characterized in that the armature (2) is provided in a known manner with a return spring (13).

4. Electromagnetic release according to claim 3, characterized in that the return spring (13) is arranged between the movable armature (2) and the stationary core (1).

5. Electromagnetic release according to claim 1 to 4, characterized in that the Clamping device (4) on two mutually associated sides via pivot arms (S) on the Armature (2) acts.

6. Electromagnetic release according to claim 1 to 4, characterized in that the Clamping device (4) acts on one side on the armature (2).

7. Electromagnetic release according to claim 1 to 6, characterized in that the Swivel arms (5) of the clamping device (4) under the action of an adjustable pull or Pressure spring (7).

1 sheet of drawings