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Die Erfindung betrifft ein Schütz mit wahlweise als Öffner oder Schließer
veränderbaren Schaltbrücken-Kontakten.
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Bei Schützen, insbesondere bei Steuerschützen, wird in der Steuerungstechnik
verlangt, daß die vorhandenen Kontakte in beliebiger Wahl als Schließer oder Öffner
wirken sollen. Im allgemeinen muß man hierzu Steuerschütze verwenden, bei denen
das Verhältnis von Öffnern zu Schließern bereits bei der Herstellung festgelegt
worden ist. Eine Veränderung dieses Verhältnisses ist normalerweise nicht möglich.
Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß bei einem Wechsel der Kontaktfunktionen sich
auch die Kraftverhältnisse ändern, da der Kraftbedarf für einen Öffner anders geartet
ist als derjenige für einen Schließer. Die Summe aller Kräfte der Kontakte ergibt
die Gesamtbelastung des Magnetsystems. Wenn einige Kontakte nachträglich geändert
werden, so wird das Magnetsystem in anderer Weise beansprucht und infolgedessen
in seiner Arbeitsfunktion verändert.
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Durch die deutschen Auslegeschriften 1106 397 und
1113 500 sind Schütze bekannt, deren Schaltbrücken wahlweise als Öffner oder
Schließer umgesetzt werden können. Die Schütze besitzen dort eine in eine Halterungsvorrichtung
des Ankers einschiebbare Schaltbrückeneinheit, also eine Schaltbrücke mit festen
Kontakten in einem Gehäuse, welche durch 180°-Drehung um ihre Längsachse von einem
Öffner in einen Schließer oder umgekehrt verwandelt werden können. Die USA.-Patentschrift
2 897 311 zeigt eine Möglichkeit des Übergangs vom Öffner zum Schließer dadurch,
daß beide festen Kontaktstücke zweiseitig mit Kontaktplatten versehen sind, so daß
die umsetzbare Kontaktbrücke also von jeder dieser beiden Seiten her Kontakt geben
kann. Bei dem Schütz nach der USA.-Patentschrift 2 794 093 wird die Umwandlung dadurch
erreicht, daß die Schaltbrücke umgesetzt und die festen, winkelförmigen Kontaktstücke
um 180° gedreht werden. Bei allen bekannten Ausführungsformen ergibt sich jedoch
je nachdem, ob bzw. wie viele ihrer Schaltbrückeneinheiten als Öffner oder als Schließer
eingestellt sind, ein unterschiedliches Verhältnis von Bedarf an Betätigungskraft
zu Magnetkraft, was zu ungleichen Anzugs- und Durchzugsspannungen des Schützes führt.
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Zur Erläuterung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe soll
an Hand der F i g. 2 das Kraft-Weg-Diagramm für die Kräfteverhältnisse eines Schützes
üblicher Bauart mit vier Schließern aufgezeichnet werden. Der Weg der Schalttraverse
2 ist in Pfeilrichtung a aufgetragen, während die zum Durchdrücken der Traverse
2 erforderlichen Kräfte in Pfeilrichtung P eingezeichnet sind. Das Diagramm
gemäß F i g. 2 zeigt, daß bei Einschalten des Magneten zunächst nur die Rückzugfeder
wirkt, die sich allmählich spannt, und daß gegen Ende des Magnethubes die vier Kontaktdruckfedern
für die vier Schließer wirksam werden und den Kraftbedarf des Gerätes sprungartig
erhöhen. Die Zugkraft des Magneten muß also in der durch die Linie 14 gekennzeichneten
Art verlaufen, um den Kraftbedarf des Schützes zu decken.
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In F i g. 3 ist das Kraft-Weg-Diagramm des gleichen Schützes, also
eines Schützes in konventioneller Bauweise, bei dem zwei der Schließer in Öffner
verwandelt sind, als stark ausgezogene Linie dargestellt. Hierbei wirkt bei Beginn
der Schaltbewegung eine Rückzugkraft in der gleichen Höhe wie in F i g. 2, gekennzeichnet
durch den Punkt 25. Sobald die öffner abheben, kommt deren Kontaktdruck als Kraftbedarf
hinzu, der sich in der schlagartigen Erhöhung des Kraftbedarfs - Punkt 21 - ausdrückt.
Gegen Ende des Magnethubes kommen dann noch die Kontaktdrücke der zwei Schließer
- Punkt 22 - hinzu, die vom Magneten ebenfalls überwunden werden müssen. Um den
Kontaktdruck für die beiden Öffner erzeugen zu können, muß die Rückzugfeder im Gegensatz
zu den Verhältnissen nach F i g. 2 wesentlich stärker ausgeführt sein und damit
etwa der Linie 16 folgen. Werden nun - wie bei F i g. 2 - vier Schließer verwendet
und wird dabei die Rückzugfeder aus konstruktiven Gründen unverändert belassen,
so ändert sich das stark ausgezogene Kraft-Weg-Diagramm der F i g. 2 in die strichpunktiert
eingezeichneten Linien 23', 23.
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Wenn die bei Verwendung von vier Schließern entstehende neue Kraftbedarfskurve
(strichpunktiert) mit der Zugkraftkurve 14, welche mit der in F i g. 2 identisch
ist, verglichen wird, so ergibt sich, daß die Zugkraftkurve 14 des Magneten
die neue Kraftbedarfskurve sowohl im Bereich 23' wie im Bereich
23
schneidet. Der Kraftbedarf des Schützes ist also höher als die Zugkraft
des Magneten, und dieser ist nicht mehr fähig, das Schütz zu betätigen, da seine
Zugkraft zur Überwindung der Rückzugkräfte nicht ausreicht.
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Die Schwierigkeiten, die sich durch umwandelbare Kontakte bei Kleinschützen
ergeben, sind somit aus den F i g. 2 und 3 deutlich ablesbar.
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Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Schütz mit wahlweise
als Öffner oder Schließer umstellbaren Kontakten zu schaffen, dessen Umstellung
auf einfache Art und Weise geschehen kann und bei dem unabhängig von der jeweiligen
Umstellung das Verhältnis zwischen Kraftbedarf und Magnetkraft und damit Anzugs-
und Durchzugsspannung des Schützes gleichbleiben.
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Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß jedes Kontaktstück
einer Schaltbrücke zwischen einem Paar elektrisch miteinander verbundener Festkontaktstücke
liegt und daß die beiden jeweils auf einer Seite der Schaltbrücke liegenden Festkontaktstücke
wahlweise durch einen betriebsmäßig umsetzbaren isolierenden Überzug abdeckbar sind.
Der isolierende Überzug kann der Erfindung zufolge aus über die festen Kontaktstücke
ziehbaren Isolierkappen bestehen.
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Gemäß einer parallelen erfindungsgemäßen Lösung wird vorgesehen, daß
jedes Kontaktstück einer Schaltbrücke zwischen einem Paar elektrisch miteinander
verbundener fester Kontaktstücke liegt und daß auf der einen Seite der umdrehbaren
Schaltbrücke ein isolierender Überzug angebracht ist.
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Eine weitere parallele Lösung der Erfindungsaufgabe besteht schließlich
noch darin, daß ein Festkontaktpaar zwischen zwei Schaltbrücken liegt, die in ihren
beiden Endlagen abwechselnd auf je einer Seite des Festkontaktpaares Kontakt zu
geben vermögen, und daß wahlweise eine Seite des Festkontaktpaares durch ein Isolierstück
abdeckbar ist.
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Bei allen erfindungsgemäßen Ausführungen ist also die Kontaktanordnung
so eingerichtet, daß ein Wechsel der Funktion sich nicht auf den Kraftbedarf des
Kontaktes auswirkt. Damit ist es gleichgültig, ob die Kontakte als Öffner oder Schließer
eingestellt sind, da das Magnetsystem stets gleichbleibend belastet
wird.
Das Magnetsystem kann infolgedessen nunmehr derart bemessen werden, daß für alle
Einstellungen des Schützes eine gleichbleibende, optimale Anzugs-und Durchzugsspannung
gewährleistet sind.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Kontakte von einer
in Axialrichtung des Schützes verlaufenden Abdeckplatte abgedeckt sein, die derart
mit Öffnungen versehen ist, daß durch sie an den Isolierstücken angebrachte Ansätze
sichtbar sind.
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Der Gegenstand nach den Ansprüchen wird im folgenden an Hand einiger
in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigt F
i g. 1 eine Seitenansicht des schematischen Aufbaus eines Schützes gemäß der Erfindung,
zum Teil im Schnitt, F i g. 2 das Kraft-Weg-Diagramm eines Schützes mit vier Schließern,
F i g. 3 das Kraft-Weg-Diagramm des gleichen Schützes mit zwei in Öffner verwandelten
Kontakten, F i g. 4 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen
Schützes, zum Teil im Schnitt, F i g. 5 einen Querschnitt durch den oberen Teil
des Schützes gemäß der F i g. 4, F i g. 6 eine abgewandelte Ausführungsform der
Kontaktanordnung und F i g. 7 eine weitere Abwandlung der Kontaktanordnung.
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Gemäß F i g. 1, einer schematischen Darstellung, bewirkt der Schaltmagnet
1 entgegen der Kraft der Rückzugfeder 3 eine Bewegung der Schalttraverse
2. In der Schalttraverse 2 sind bewegliche Schaltbrükken 4 und 5 federnd befestigt,
die in herkömmlicher Weise zusammen mit feststehenden Kontaktpaaren 21
und
22 wirken. Bei eingeschaltetem Schaltmagneten 1 verbinden sie die feststehenden
Kontakte der Paare 21 und 22 und stellen den Stromfluß her.
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An der Schalttraverse 2 sind mit Hilfe von Druckfedern 10, 11 und
12 weitere Schaltbrücken 6 und 7 angeordnet, d. h. nach beiden Seiten federnd in
der Schalttraverse 2 gelagert. Die Enden oder Kontaktstücke der Schaltbrücke
6 liegen jeweils zwischen einem Paar 81/82 und 83/84 von elektrisch
miteinander verbundenen Kontaktstücken 81, 82, 83, 84 der festen Kontakte 8, die
jeweils U-förmig ausgebildet sind. In gleicher Weise sind die festen Kontakte 9
gestaltet. Die beiden Schaltbrücken 6 und 7 verbinden in der Ausschaltstellung bzw.
in der Einschaltstellung die entsprechenden Kontaktstücke der Kontakte 8 und 9.
Hierbei werden entweder die beiden Druckfedern 10 und 11 oder die beiden Druckfedern
11 und 12 zusammengedrückt.
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Kleine Isolierkappen 13, die sich über die die Kontaktstücke 81, 82,
83, 84 bildenden Schenkel der feststehenden Kontakte 8 schieben lassen, bewirken,
daß nur eine der beiden Schaltstellungen elektrisch wirksam werden kann. In der
Zeichnung sind z. B. die Kontakte 8 als Öffner und die Kontakte 9 als Schließer
ausgebildet. Durch Vertauschen der Isolierkappe 13 kann die Wirkungsweise der Kontakte
umgeändert werden, ohne daß die Kraftverhältnisse für den Magneten geändert werden,
da die Druckfedern 10, 11 und 12 in jeder Kombination in gleicher Weise beansprucht
werden, wobei die geringfügige Zunahme des Federdruckes durch die isolierende Zwischenwand
der Isolierkappen 13 vernachlässigbar klein ist.
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Ein Ausführungsbeispiel zeigen die F i g. 4 und 5. Die Schalttraverse
2 wird durch den Magneten 1 betätigt, und die beweglichen Schaltbrücken 6 und 7
bewegen sich in den getrennten Schaltkammern zwischen den feststehenden Kontakten
$ und 9. Diese Kontakte sind U-förmig ausgebildet und stehen mit den Anschlußklemmen
in Verbindung. Über einen der Schenkel der Kontakte 8 und 9 sind gemäß der Erfindung
Isolierkappen 13 geschoben, die die Kontaktgabe verhindern. Außerdem ist
eine Abdeckplatte 17 angeordnet, die von außen die Lage der Isolierkappen erkennen
läßt und damit anzeigt, ob die Kontakte als Öffner oder Schließer eingestellt sind.
Nach Abnahme der Abdeckplatte 17 sind die Isolierkappen 13 austauschbar.
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In F i g. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei
welchem die bewegliche Schaltbrücke 61, 62 verdoppelt ist und von beiden
Seiten gegen ein Festkontaktpaar 8a arbeitet, das je nach Wunsch auf der einen oder
anderen Seite durch Isolierplatten 18
abgedeckt werden kann.
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Eine weitere Ausführung des Schützes zeigt die F i g. 7, bei welcher
die festen Kontakte 8 wie in F i g. 1 ausgebildet sind. Hier ist die bewegliche
Schaltbrücke 19 auf einer Seite mit einem isolierenden Überzug 20 versehen
und umdrehbar auf der Schalttraverse 2 befestigt. Durch Herumdrehen dieser Schaltbrücke
19 gelangt die Isolierplatte auf die andere Seite und verändert damit die
Wirkungsweise der Kontaktanordnung, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel keinerlei
Veränderung der Federkräfte auftritt.
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An den gezeigten Ausführungsbeispielen ist zu erkennen, daß die Kontaktanordnung
so gestaltet ist, daß die feststehenden Kontaktstücke (Fig.1, 4 und 7) oder die
beweglichen Schaltstücke (F i g. 6) jeweils doppelt vorhanden sind, so daß in beiden
Endstellungen des Schützes (d. h. ein- oder ausgeschaltet) die Strombahn geschlossen
ist und durch getrennte auswechselbare Isolierkappen 13 (F i g. 1 und 4)
oder umsetzbare Isolierteile 18 oder 20 (F i g. 6 und 7) dafür gesorgt
wird, daß nur eine Kontaktgabe (d. h. entweder in der Ein- oder Ausschaltstellung)
wirksam wird. Es ist aus der Zeichnung (F i g. 2 und 3) klar ersichtlich, daß beliebige
Kontakte in beliebige Funktion gebracht werden können, ohne daß sich das für die
Arbeitsweise des Magneten wichtige Kräfteverhältnis verändert.
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Bei einen Schütz nach den Ansprüchen ist die Zugkraft des Magneten
derart bemessen, daß die Kraft der Rückzugfeder 3 (F i g. 1), die stets so groß
ausgelegt ist, wie es für die Anzahl der umsteckbaren Kontakte erforderlich ist,
mit Sicherheit überwunden wird. Dies bedeutet zwar, daß auch im Fall des Schützes
nach den Ansprüchen stets am Anfang des Magnethubes ein größerer Kraftsprung erforderlich
sein wird, gemeint ist hier der Kraftzuwachs im Punkt 21, da der Kraftbedarf von
öffnerkontakten stets vorhanden ist, gleichgültig, ob sie benutzt werden oder nicht.
Der Unterschied gegenüber den bisherigen Lösungen besteht jedoch darin, daß der
Magnet in seiner Zugkraft nunmehr diesem Kraftbedarf angepaßt werden kann und daß
sich das Verhältnis zwischen Magnetkraft und Kraftbedarf nicht mehr ändert, gleichgültig,
ob die Kontakte als Öffner oder Schließer benutzt werden. Der Kraftbedarf eines
Schützes nach der Erfindung folgt damit stets einer Linie, die etwa der ausgezogenen
Kurve in F i g. 3 entspricht, und ist unabhängig von der Kontaktfunktionswahl. Die
charakteristischen Werte für ein Schütz, also
Anzugs- und Durchzugsspannung,
bleiben damit stets gleich. Die in dieser Hinsicht außerordentlich wichtige Anfangsbelastung
des Magneten in der Offen-Stellung bleibt so klein, wie Punkt 25 anzeigt.
Eine gefährliche Erhöhung auf den Punkt 23' beim Wechsel der Kontaktfunktion
und damit eine Verschlechterung der Anzugsverhältnisse der Schütze bleibt vermieden.
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Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Gesamtheit der Merkmale
eines jeden Anspruches, also einschließlich seiner Rückbeziehung.