DE1915189U - Elektromagnetische ausloeseeinrichtung, insbesondere fuer schalter. - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft eine Auslöseeinrichtung mit mindestens einem Elektromagneten, dessen Anker mit einem Auslöseorgan in Wirkungsverbindung steht. Derartige Auslösevorrichtungen werden insbesondere für Sehalter verwendet, um bei starken Ueberströmen, Z.B.Kurzschlüssen, ein rasches Abschalten zu erzielen. Der Schalter kann z.B. ein sogenanntes Schaltschloss aufweisen, das unter der Einwirkung zweier Auslösevorrichtungen steht, einer Bimetallauslöseeinrichtung, welche bei nicht sehr starken, aber längere Zeit andauernden Ueberströmen anspricht, und der oben erwähnten, elektromagnetischen Auslöseeinrichtung. Der durch den Schalter fliessende Strom wurde bisher in der

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Auslöseeinrichtung durch eine die feststehende, magnetisierbare Armatur des Elektromagneten umgebende Wicklung geleitet. Diese Wicklung muss erhebliche Dimensionen haben, wenn der normale Dauerstrom, den der Schalter noch durchlassen soll, relativ gross ist, z.B.60 Amp. oder mehr beträgt. Die Neuerung bezweckt eine elektromagnetische Auslöseeinrichtung zu schaffen, die kleiner und billiger ist als die bisher bekannten Auslöse einrichtungen dieser Art. Die Auslöseeinrichtung nach der Neuerung zeichnet sich hierzu dadurch aus, dass der Elektromagnet mindestens einen mit einem Isolierrohr versehenen, geraden Leiter umfasst, der innerhalb einer hohlzylindrischen, feststehenden, magnetisierbaren Armatur angeordnet ist, die eine in Längsrichtung durchgehende Lücke aufweist, welche von einem schwenkbaren Anker überdeckt ist, der auch die der Lücke benachbarten Randzonen der feststehenden Armatur überlappt und auf seiner derselben gegenüberliegenden Seite dem Aussenradius dieser Armatur entsprechend geformt ist; und dass der in seiner Ruhelage von der feststehenden Armatur unter Bildung zweier Luftspalte weggeschwenkte Anker mit einem Schwenkarm fest verbunden ist, dessen freies Ende über eine Bohrung mit einem Kragen zusammenwirkt, der auf einem das Auslöseorgan bildenden Auslösestössel befestigt ist, um letzteren zu betätigen, wenn der Elektromagnet durch einen in dem Leiter fliessenden Strom, oder durch in den Leitern fliessende Ströme, bis zu seiner Ansprechgrenze erregt wird, bei welcher sein Anker durch die magnetische Anziehung auf die feststehende Armatur geschwenkt wird, unter Ueberwindung eines Drehmoments, das bestrebt ist, ihn in seiner Ruhelage zu halten.
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In der Zeichnung ist ein Aus führungsb ei spiel des Ueuerungsgegenstandes schematised, dargestellt.
Es zeigen:

!ig. 1 eine Ansicht einer Auslöseeinrichtung für einen einfachen Schalter,

Pig. 2 eine perspektivische Darstellung einiger

und 3

auseinandergezogener Elemente der Auslöseeinrichtungen nach Pig. 1,

Pig. 4 einen Querschnitt durch die in Pig. 2 und 3 gezeigten Elemente und

!ig. 5 eine Ansicht einer Auslöseeinrichtung für

einen Drehstromsehalter.

Die Auslöseeinrichtung nach Pig. 1 weist eine Grundplatte 1 aus nicht magnetisierbarem Material, z. B. Messingblech, auf, welche auf einer Montageplatte 2 befestigt ist, die beispielsweise zum Gehäuse eines nicht dargestellten, einfachen Schalters gehören kann, der bei Ueberstrom, insbesondere Kurzschluss-Strom,durch die Auslöseeinrichtung ausgeschaltet werden soll. Zur Befestigung auf der Montageplatte 2 dient ein von der Grundplatte 1 abgebogener Lappen 3, der durch ein Loch 4 der Montageplatte 2 gesteckt ist und aus der dargestellten Lage noch unter die Montageplatte 2 gebogen wird. Die Grundplatte 1 weist einen aus ihrer Ebene abgekröpften Endlappen 5 auf, der mit einem Loch 6 versehen ist, das zur Führung eines Auslösestössels 7 dient, der auf ein nicht dargestelltes Schaltschloss einwirkt, das zu dem fraglichen Schalter gehört. Ein weiterer, schräg nach oben abgewinkelter Lappen 8 der Grundplatte 1 dient als Stützanschlag für einen Schwenkarm 9, der um eine ideelle Schwenkachse Ma/eb/27.1.65 ·/.

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10 (siehe Pig. 2 und 3) schwenkbar ist und an seinem freien Ende eine Bohrung 11 aufweist, wobei der Schwenkarm 9 einen am Auslösestössel 7 "befestigten Kragen 12 untergreift, so dass "bei Verschwenkung des Schwenkarmes 9 im Gegenuhrzeigerdrehsinne der Auslösestössel 7 gehoben wird. Der Auslösestössel 7 ist in der Nähe seines oberen Endes noch in einem Loch 13 eines von der Montageplatte 2 abgebogenen Supportarmes 14 geführt.

Ein geradliniger elektrischer leiter 15, z.B. aus Kupfer, ist durch ein Isolierrohr 16 von einem hohlzylindrischen Körper 17 aus ferromagnetischem Material isoliert, der die feststehende, magnetisierbare Armatur eines Elektromagneten bildet, dessen bewegliche magnetische Armatur oder Anker mit 18 bezeichnet ist und mit dem Schwenkarm 9 aus einem Stück besteht. Die hohlzylindrische, feststehende Armatur 17 weist eine ziemlich breite, in Längsrichtung durchgehende und in ümfangsrichtung sich über etwa 35° erstreckende Lücke 19 auf, die durch den Anker 18 überdeckt ist. Der Querschnitt des Ankers 18 hat die Form eines sich über etwa 90° erstreckenden Kreisringabschnittes, dessen innerer Radius gleich dem äusseren Radius der feststehenden Armatur 17 ist. Der Anker 18 weist eine Kante 20 auf (s.Pig.2), die in zwei von einander durch Einschnitte 21 und den Schwenkarm 9 getrennte Abschnitte zerfällt, von denen in Fig. 2 nur der vordere sichtbar ist. Die Kante 20 liegt auf dem Umfang der feststehenden Armatur 17 und realisiert dadurch die ideelle Schwenkachse 10, wie in den Jig. 2 und 3 dargestellt ist.

Um ein Abrutschen der Kante 20 auf dem Umfang der feststehenden Armatur 17, sowie eine Axialbewegung des Ankers 18 zu verhindern, sind an den Enden dieser Armatur 17 zwei zueinander par-Ma/eb/27.1.65 ·/·

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allele, schräg aufwärts ragende Arme 22 vorgesehen, die zwei einander gegenüberliegende Ausschnitte 25 aufweisen, in welchen genau auf der Kante 20 befindliche Endteile des Ankers aufgenommen werden. Die Grundfläche 24 dee Ausschnittes 23 ist abgeschrägt, so dass nur ihre Planken 25 als Anschläge für die gegenüberliegenden Winkelteile des Ankers 18 dienen. Eine ebenfalls abgeschrägte Nase 26 des Armes 22 verhindert das Abrutschen der Kante 20, wie am besten aus Pig. 4 hervorgeht, wo die übrigen Teile des Armes 22 weggelassen sind. In horizontaler Bichtung wird der Anker 18 ausserdem durch den die Bohrung 11 am freien Ende des Schwenkarmes 9 durchsetzenden Auslösestössel 7 gehalten*

Die feststehende Armatur 17 ist noch mit zwei weiteren Armen versehen, die auf der Grundplatte 1 liegen und auf nicht näher dargestellte Weise, z.B. ebenfalls mittels von der Grundplatte 1 abgewinkelter lappen, an derselben befestigt sind. Zwischen einem Ohr 28 des Ankers 18 und einem Ohr 29 der Grundplatte 1 ist eine Zugfeder 30 angeordnet. Eine zweite Zugfeder 31 ist auf der anderen Seite des Ankers 18 zwischen einem nicht gezeigten Ohr des Schwenkarmes 9 und einem anderen Ohr 32 der Grundplatte 1 angeordnet. Me Wirkung der Zugfeder 31 ist grosser als diejenige der Zugfeder 30, so dass der Schwenkarm normalerweise auf dem Stützanschlag 8 ruht. Die Zugfedern 30 und 31 halten die Kante 20 in der in Fig. 4 dargestellten Lage fest, in welcher der Anker 18 mit den die Lücke 19 begrenzenden Randzonen der feststehenden Armatur 17 einen sich keilförmig erweiternden Luftspalt s. und einen Luftspalt s₂ bildet» dessen nahezu konstante Breite in der dargestellten Lage z.B. Ma/eb/27.1.65 ./·

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0,4mm beträgt. Die Breite des Luftspaltes Sp kann durch Aufwärtsoder Abwärtsbiegen des Stützanschlages 8 sehr fein eingestellt werden

Wenn der Leiter 15 von einem elektrischen Strom durchflössen wird, so "bildet sich in der feststehenden Armatur 17 und dem Anker 18 ein magnetischer ITuss, dessen Verlauf in Fig. 4 durch einige mit Pfeilen versehene, in sich geschlossene Induktionslinien dargestellt ist.

Die "beschriebene Auslöseeinrichtung ist a.B. so dimensioniert, dass bei einem durch den leiter 15 fliessenden Wechselstrom von 60 Amp. Effektivwert, der Anker 18 mit Sicherheit in der in Mg. 1 und 4 dargestellten Lage bleibt und dass erst bei einem Ueberstrom von z.B. etwa 300 Amp. Effektivwert die magnetische Anziehung auf den Anker 18 so stark zunimmt, dass letzterer im G-egenuhrzeigerdrehsinne um die ideelle Schwenkachse 10 bzw. um die Kante 20 kippt; infolgedessen hebt der Schwenkarm 9 den Auslösestössel 7, der das Schaltschloss auslöst, das seinerseits die rasche Oeffnung des Schalters bewirkt. Da bei dem angegebenen Ueberstrom von etwa 300 Amp. der Auslösestössel 7 eine Kraft von etwa 1 Hewton ausübt, kann der Auslösestössel 7 gegebenenfalls auch zur direkten Betätigung von Schalterkontakten dienen. Es ist klar, dass wenn man durch Heraufbiegen des Stützanschlasps 8 die Luftspalte s. und S2 verkleinert, die Auslöseeinrichtung schon bei einem-entsprechend geringeren Ueberstrom ansprechen wird.

Die beschriebene Auslöseeinrichtung weist gegenüber denüblichen elektromagnetischen Auslöseeinrichtungen, bei denen die fest-

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stehende magnetische Armatur des Elektromagneten von einer Wicklung umfasst wird, sehr grosse Vorteile auf. Die Wicklung ist durch einen geraden Leiter ersetzt, der viel einfacher ist und viel weniger Platz "beansprucht. Die Induktionslinien sind besonders kurz, was auch "bei "billigen magnetisierbar en Materialien, z.B. Ziehblechen, einen hohen Wirkungsgrad gewährleistet. Es sei hierzu bemerkt, dass die feststehende Armatur 17 mit ihren Armen 22 und 27, sowie der Anker 18 mit dem Schwenkarm 9 ganz einfach aus Blech gestanzt und gebogen werden können. Die ideelle Schwenkachse 10 ist ohne reelle Zapfen und entsprechende Lager realisiert. Trotz Vermeidung jeglichen Spiels und ohne Schmierung ist das der Schwenkung des Ankers 18 entgegenstehende Reibungsmoment ausserordentlich gering. Die ganze Auslöseeinrichtung, die z.B. nur einen Platzbedarf von 56 χ 28 χ 15mm hat, ist ohne Verwendung von Schrauben.· zusammengebaut, lediglich durch Verbiegung und Verdrehung von Befestigungslappen.

Die Auslöseeinrichtung nach Pig. 5 unterscheidet sich von derjenigen nach Mg. 1 dadurch, dass sie drei übereinander angeordnete Grundplattei 1 mit darauf montierten Elektromagneten 15 bis 18, Schwenkarmen 9 und Zugfedern 30 und 31 aufweist. Die drei Grundplatten 1 sind mit Hilfe von Stützgliedern 33 und 34, die im wesentlichen aus kleinen Säulen bestehen können, fest miteinander verbunden. Die Enden der Schwenkarme 9 mit den Bohrungen 11 befinden sich unter drei Kragen 12, die auf einem gemeinsamen Auslösestössej. 55 befestigt sind, der zur Auslösung des Schaltschlosses eines Drehstromschalters dient. Es ist klar, dass der Auslösestössel 35 gehoben wird, wenn in irgend

einem der drei Leiter 15 der eingestellte Auslöse-Ueberstrom Ma/eb/27". 1-65 */·

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auftritt. Der Supportarm 14 der Montageplatte 2 von Fig. 1 ist bei der Auslöseeinrichtung nach Fig. 5 nicht nötig, weil der Auslösestössel 35 in drei löchern 6 geführt ist.

Der Umstand, dass die meisten Teile der Auslöseeinrichtung nach Fig. 5 denjenigen der Auslöseeinrichtung nach Fig. 1 gleich sind, ist für die Massenfabrikation dieser Teile besonders vorteilhaft.

Es sei noch bemerkt, dass anstelle eines einzigen, mittels des Iselierrohres 16 isolierten Leiters 15 auch zwei oder mehr isolierte gerade Leiter innerhalb der feststehenden Armatur 17 angeordnet werden können, wobei dann die algebraische oder vektorielle Summe der in diesen Leitern fliessenden Gleichbzw. Wechselströme für das Ansprechen der Auslöseeinrichtung massgebend ist. Obwohl die beschriebenen Auslöseeinrichtungen für Schalter vorgesehen sind, können sie bei Bedarf z.B. auch für Ventile oder dergleichen verwendet |rerden.

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Claims (7)

PArB014495 11.2.65 -9- 1351 SOHUTZAIi SPRUEGHE

1. Auslöseeinrichtung, insbesondere für Schalter, mit mindestens einem Elektromagneten, dessen Anker mit einem Auslöseorgan in Wirkungsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (15 - 18) mindestens einen mit einem Isolierrohr (16) versehenen, geraden Leiter (15) umfasst, der innerhalb einer hohlzylindrischen, feststehenden, magnetisierbaren Armatur (17) angeordnet ist, die eine in Längsrichtung durchgehende lücke (19) aufweist, welche von einem schwenkbaren Anker (18) überdeckt ist, der auch die der Lücke (19) benachbarten Randzonen der feststehenden Armatur (17) überlappt und auf seiner derselben gegenüberliegenden Seite dem Aussenradius dieser Armatur (17) entsprechend geformt ist; und dass der in seiner Ruhelage von der feststehenden Armatur (17) unter Bildung zweier Luftspalte (s.., s.p) weggeschwenkte Anker (18) mit einem Schwenkarm (9) fest verbunden ist, dessen freies Ende über eine Bohrung (11) mit einem Kragen (12) zusammenwirkt, der auf einem das Auslöseorgan bildenden Aus-

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lösestb'ssel (7; 35) befestigt ist, um letzteren zu betätigen, wenn der Elektromagnet durch einen in dem leiter (15)fliessenden Strom, oder durch in den Leitern fliessende Ströme, bis zu seiner Ansprechgrenze erregt wird, bei welcher sein Anker (18) durch die magnetische Anziehung auf die feststehende Armatur

(17) geschwenkt wird, unter Ueberwindung eines Drehmoments, -das bestrebt ist, ihn in seiner Ruhelage zu halten.

2. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (10) des Ankers (18) durch eine Kante (20) desselben realisiert ist * die auf dem äusseren Umfang der feststehenden Armatur (17) liegt, die mit zwei Armen (22} versehen ist, welche ein Abrutschen dieser Kante (20) auf dieser Armatur (17), sowie eine axiale Verschiebung des Ankers

(18) verhindern! und dass der Anker (18) unter der Einwirkung zweier Zugfedern (30, 31) steht, die ihn gegen die feststehende Armatur (17) ziehen und entgegengesetzte Drehmomente auf ihn ausüben, durch deren Differenz er in seiner Ruhelage gehalten wird.

3· Auslöseeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende Armatur (17) noch mit zwei weiteren Armen (27) versehen ist, die auf einer Grundplatte (1) aus nicht magnetisierbarem Material befestigt sind, die mit einem zur Führung des Auslösestössels (7J 35) versehenen loch (6) versehen ist und einen Lappen (8) aufweist, welcher als Stützanschlag für den Schwenkarm (9) in der Ruhelage des Ankers dient, so dass durch Biegen dieses Lappens (8) die Breite der Luftspalte (s^, S₂) und damit die Ansprechgrenze des Elektromagneten (15 - 18) anstellbar ist,
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4. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Arme (22) Nasen (26) aufweisen, um das Abrutschen der Kante (20) des Ankers (18) auf der feststehenden Armatur zu verhindern, und mit Flanken (25) versehen sind, die Winkelteilen des Ankers (18) gegenüberstehen, um die axiale Verschiebung desselben zu verhindern.

5. Auslöseeinrichtung nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende Armatur (17) und der Anker (18) mit seinem Schwenkarm (9) je aus einem einzigen Stück Eisenblech gestanzt und geformt sind.

6. Auslöseeinrichtung nach Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass alle ihre Teile ohne Verwendung von Schrauben zusammengebaut sind.

7. Auslöseeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei Elektromagnete (15-18) auf drei übereinander befestigten Grundplatten (1) angebracht sind und mit den Schwenkarmen (9) ihrer Anker (I8)auf einen gemeinsamen Auslösestössel (35) einwirken. (Fig.2).

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