DE1960775C3 - Anordnung zur Umstellung eines wechselstrombetriebenen Schaltmagneten auf Gleichstrombetrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Umstellung eines wechselstrornbetriebenen Schaltmagneten auf Gleichstrombetrieb, bei der ein Schaltkontakt eines Sparschalters in der Überbrückungsleitung eines Vorwiderstandes für die Schaltrrrgnetspule liegt und sein das bewegliche Schaltstück aufweisender Träger vom Anker des Schaltmagneten gesteuert wird.

Für die meisten Anwendungsfälle werden Schaltmagnete mit Wechselstrom betrieben. Um solche für Wechselstromspeisung ausgelegte Schaltmagnete auch mit Gleichstrom betreiben zu können, sind als Sparschalter bekannte Zusatzeinrichtungen erforderlich, die dafür sorgen, daß der Magnet zwar einen hohen Einschaltstrom aufnehmen kann, die aber bei geschlossenem SchaUmagnet den Einschaltstrom so weit reduzieren, daß eine Übererwärmung der Spule vermieden wird. Dies wird dadurch erreicht, daß man in den Erregerstromkreis einen Vorwiderstand legt und zu diesem eine Überbrückungsleitung mit Srhaltkontakt vorsieht. Der Finschaltstrom fließt zunächst über die kurzgeschlossene Überbrückungsleitung. Nach einem bestimmten Hub öffnet der Cchaltmagr.et den Schaltkontakt, wonach nur noch ein verhältnismäßig schwacher Strom über den Vorwiderstand für die Dauererregung des Magneten fließt Der Sparschalter muß sehr sorgfältig auf den Hub des Schaltmagneten abgestimmt werden. Wird der Schaltkontakt zu früh geöffnet, so reicht der über den Vorwiderstand fließende Erregerstrom nicht aus,

ίο um den Schaltmagneten in seine Endstellung zu bringen. Wird dagegen infolge einer zu engen Einstellung, d.h. infolge einer zu spaten Einwirkung des sich schließenden Schaltmagneten auf den Schaltkontakt, eine Abschaltung der Widerstandsüberbrückung

nicht erreicht, so verbreimt die Spule in kurzer Zeit. Durch die DT-AS 1210 080 und 1028 845 sind Schnappschalter für die Sparschaltung von Gleichstrom-Schaltmagneten bekannt, deren Schaltkontakt durch eine Feder belastet ist, welche vom angezogenen Anker über den Totpunkt geführt wird, so daß der Schaltkontakt sprunghaft betätigt wird. Mit solchen Sprung- oder Schnappschaltern läßt sich zwar bei geringem Überschreiten des Totpunktes ein großer Kontakt-Öffnungsweg erreichen, jedoch löst ein geringfügiges Überschreiten der Totpunktlage nicht sicher e>n Umspringen aus. Denn bei einem Überschreiten der Totpunktlage um beispielsweise einige Zehntel Millimeter hängt es von Trägheitsmomenten, Fertigungstoleranzen, Lagerungsgenauigkeit der beweglichen Teile, Verschmutzung, Verklebung, Temperatur und Federermüdung ab, ob es überhaupt und bei welchem Totpunkt-Überschreitungsweg zu einem Umsprun^ kommt, da eine nur minimal über den Totpunkt geführte Belastungsfeder ein äußerst geringes Drehmoment auf die umzuschaltenden Kontaktteile ausübt. Um ein sicheres und von äußeren Einflüssen unbeeinträchtigtes Umschalten bei Schnappschaltern zu erreichen, muß man den Auslösewert näher zum mittleren Bereich der Bewegungsbahn des Ankers legen, wobei aber die Gefahr besteht, daß der Schaltkontakt zu früh geöffnet wird.

Durch die DT-AS 1267 311 ist eine Anordnung zur Zu- und Abschaltung eines Sparwiderstandes für den Erregerstrom eines Schaltmagneten bekannt, bei der der Anker des Schaltmagneten einen in der Überbrückungsleitung des Vorwiderstandes liegenden Hilfskontakt betätigt. Das bewegliche Schaltstück des Hilfskontaktes ist dort an dem freien Ende eines schwenkbar gelagerten, eir, migen Hebels angebracht, welcher durch eine F \ier in Richtung auf ein Schließen des Hilfskontai u-s belastet ist. Bei Erregung des Schaltmagneten schiebt dessen Anker einen mit einer Angriffsnase versehenen Schieber gegen den Hebel, wobei die Angriffsstelle der Schiebernase nahe an die Lagerstelle des Hebels gelegt ist, so daß ein kurzer Hub des Ankers in einen verhältnismäßig weiten Öffnungsweg des beweglichen Kontaktstückes des Hilfskontaktes übersetzt wird. Infolgedessen kann bei der bekannten Anordnung die Zeitspanne zwischen der Überbrückung des Widerstandes und dem Auftreffen des Ankers auf seinen Kern zwar verhältnismäßig kurz eingestellt werden, jedoch kann eine immer noch beachtliche Mindestzeitspanne, die sich auf Grund des erforderlichen, durch die angewendete Hebelübersetzung nicht beliebig verkleinerbaren Mindesthubes des Ankers ergibt, nicht unterschritten wcden. Darüber hinaus müssen bei der bekannten Anordnung zunehmend höhere

Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit gestellt daß der Träger des beweglichen Schaltstückes als werden, je kleiner der letzte, auf den Hebel übertra- Doppelhebel ausgebildet ist, welcher an einem Arm gene Ankerhub gewählt wird. Außerdem kann ein das als Schaltbrückenkontakt ausgebildete Echalt- gewisser Mindesthub nicht überschritten werden, stück trägt, während an seinem anderen Arm die weil ein verhältnismäßig großer Öffnungsweg des be- 5 Sperrklinke und der Gegenanschlag angreifen, weglichen Kontaktstückes zur Beherrschung des Ab- Die Anordnung nach der Erfindung wird im fol-

schaltvorganges für den hohen induktiv belasteten genden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Einschaltstrom erforderlich ist und ein beliebig' gro- Ausfühningsbeispieles näher erläutert. In der Zeichßes Hebelübersetzungsverhältnis nicht gewählt wer- nung zeigt den kann. ¹⁰ Fig. 1 ein durch einen Schaltmagneten betätigtes

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die be- Verzögerungsrelais,

kannte Anordnung so zu verbessern, daß unter Ge- Fig.2 ein Schaltbild zur Erläuterung der Funkwährleistung des erforderlichen großen Öffnungswe- tion eines Sparschalteirs,

ges des beweglichen Kontaktstückes des Sparschal- Fig. 3 im Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel

ters der Zeitpunkt der Aufhebung der Überbrückung »5 der neuen Sparschalteranordnung — Sparschalter ist des Widerstandes möglichst dicht an den Zeitpunkt in Schließstellung,

des Auftreffens des Ankers des ScLaltmagneten auf Fig.4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in

seinen Kern herangelegt werden kann, wobei ein Fig.3 und

sicheres und von äußeren Einflüssen unbeeinträch- F i g. 5 den Sparschalter in geöffneter Stellung.

tigtes Umschalten des Sparschalters bei Erreichen ^ao F i g. 1 zeigt ein elektromagnetisch betätigtes Verdes vorbestimmten Auslösewertes gewährleistet sein zögerungsrelais, dessen Schaltmagnet 1 infolge eines soll. zwischengeschalteten pneumatischen Verzögerungs-

Ausgehend von einer Anordnung der eingangs ge- gliedes 2 erst verzögert auf den zu betätigenden nannten Art, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß Schalter 3 einwirkt. Normalerweise ist das Verzögedadurch gelöst, daß der Träger des beweglichen «5 rungsrelais mit einem Wechselstrommagneten ausge-Schaltstückes in der geschlossenen Stellung des rüstet. Um diesen auch mit Gleichstrom betätigen zu Schaltkontaktes durch eine Sperrklinke mit kurzem können, ist ein sogenannter Sparschalter erforderlich, Auslöseweg verriegelt und durch eine Feder in Rieh- dessen elektrische Wirkungsweise aus F i g. 2 ersichttung auf ein Öffnen des Schaltkontaktes belastet ist lieh ist. Der Sparschalter umfaßt einen im Erregerund daß der Auslöseanschlag der Sperrklinke in die 3<> Stromkreis der Spule 4 des Magneten 1 liegenden Vor-Bewegungsbahn eines vom Anker des Schaltmagnc- widerstand 5 und einen in einer Überbrückungsleitung ten mitgeführten Gegenanschlages hineinragt. zum Vorwiderstand 5 liegenden Schaltkontakt 6. Beim

Bei der Anordnung nach der Erfindung ist der Einschalten des Magneten 1 Hießt über den geschlos-Träger des Schaltstückes in der geschlossenen Schalt- sencn Schallkontakt 6 ein hoher Einschalt-Gleichkontaktstel'.ung durch eine Sperrklinke verriegelt, die 35 strom. Zu einem Zeitpunkt, zu dem die Einschaltvom anziehenden Anker lediglich ausgelöst wird. Der energie für ein vollständiges Schließen des Magne-Anker greift folglich kräftemäßig nicht mehr unmit- ten 1 bereits ausreicht, zu dem aber noch keine Übertelbar an dem Schaltstückträger an, sondern er löst erwärmung der Spule 4 erfolgt sein darf, wird der nur das Tätigwerden des durch den Schaltstückträger Schaltkontakt 6 durch den Schaltmagnelen 1 geöff- und die Feder gebildeten Schaltmechanismus aus. 4° net, wonach nur noch ein verhältnismäßig schwacher Zur Klinkenauslösung reicht ein Ankerhub von ein Erregerstrom über den Vorwiderstand 5 fließt,
oder wenigen Zehntel Millimetern. Da der Schaltme- Die Fig. 3,4, 5 zeigen ein konstruktives Ausfüh-

chanismus den erforderlichen großen Kontaktöff- rungsbeispiel des Sparschalters.

nungsweg selbst liefert, kann folglich der Zeitpunkt, Der Sparschalter ist als eine an das Verzögerungs-

zu dem die Klinkenauslösung erfolgt, sehr dicht an 45 relais nach Fig. 1 oder ein sonstiges Schaltgerät anden Zeitpunkt des Auftreffens des Ankers auf seinen baubare Einheit ausgebildet und besitzt ein hauben-Kern herangelcgt werden. Der Schaltmechanismus förmiges Gehäuse 7, in welchem ein Doppelhebel 8 hat aber auch noch einen eigenen Zeitbedarf, um gelagert ist, welcher an einem Arm 9 den als Schaltnach dem Ausklinken in die Kontaktöffnungsstellung brücke ausgebildeten Kontakt 6 träge. Durch eine am zu gelangen. Um diesen eigenen Zeitbedarf des 5° anderen Arm 10 angreifende Druckfeder 11 ist der Schaltmechanismus wird die Abschaltung des Ein- Doppelhebel 8 in Richtung auf ein öffnen des Konschaltstromes nach Klinkenauslösung noch verzögert, taktes6 vorbelastet (vgl. F i g. 5). Am Arm 10 des so daß der Zeitpunkt der Aufhebung der Überbrük- Doppclhebels 8 greift ferner ein an den Anker des kung des Widerstandes äußerst en_s an den Zeitpunkt Schaltmagneten 1 angeschlossenes, als Stößel wirkendes Auftreffens des Ankers auf seinen Kern hcrange- 55 des Betätigungsglicd 12 an, welches bei abgefallenem rückt ist. Schaltmagneten den Doppelhebel 8 in die in F i g. 3

In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen gezeigte Stellung schwenkt, in welcher der Kontakt 6 werden, daß der Träger des beweglichen Schaltstük- geschlossen ist. Diese geschlossene Stellung des Konkes des Schaltkontaktes in die Bewegungsbahn des taktcso ist durch eine in der Vorderansicht etwa Gegenanschlages so hineinragt, daß er von diesem 6° T-förmige Klinke 13 verriegelt, deren Verriegelungsgegen die Kraft der Feder in die verriegelte Stellung nase 14 in Eingriff mit einem Haken 15 des Doppelüberführbar ist. Eine weitere vorteilhafte Ausgestal- hebeis 8 steht. Durch eine zwischen dem rückwärtitung der Erfindung besteht darin, daß der hei der gen oberen Schenkel 16 der Klinke 13 und dem Dop-Verriegelungsstcllung zwischen den beiden Anschlä- pelhebcl 8 eingespannte, verhältnismäßig schwache gen vorliegende Abstand einstellbar ist. Durch diese 65 Druckfeder 17 wird ein Drehmoment auf die Maßnahme lassen sich tolcranzabhängige Fertigungs- schwenkbare Klinke 13 ausgeübt, das darauf gerichungenauigkeiten bequem ausgleichen. Schließlich tct ist, die Verricgelungsnase 14 in den Haken hinkann der Erfindung zufolge noch vorgesehen werden, einzudrücken.

Der andere obere T-Schenkel der Klinke 13 liegt als Anschlag 18 in der Bewegungsbahn eines Gegenanschlages 19, der vom einschaltenden Magneten 1 über das Betätigungsglied 12 mitgeführt wird und beim Auftreffen auf den Anschlag 18 die Klinke schwenkt und außer Eingriff mit dem Doppelhebel 8 bringt, wonach dieser infolge der Wirkung der Druckfeder 11 in die in F i g. 5 gezeigte Stellung unter öffnen des Kontaktes 6 schwenkt. Beim Abschalten des Magneten 1 drückt das Betätigungsglied 12 den Doppelhebele in die Stellung nach Fig.3, in welcher die Verriegelungsnase 14 durch die Druckfeder 17 wieder in Eingriff mit dem Verriegelungshaken 15 gebracht wird.

Der Zeitpunkt des Umschaltcns, d.h. des öffnens, des Kontaktes 6 während des Einschaltvorganges des Magneten 1 hängt vom Abstand zwischen den beiden Anschlägen 18, 19 ab. Um eine bequeme Einstellmöglichkeit zu erreichen, ist der Anschlag 19 als eine Justierschraube ausgebildet, welche in einem abkragenden Bauteil 20 des Betätigungsgliedes 12 geführt ist. Das Betäligungsende (der Schraubenschlitz) der Justierschraube 19 liegt an dem dem Schaltmagneten 1 und dem Anschlag 18 abgewandten Schraubenende. In Fluchtung mit der Schraube 19 ist im Gehäuse? eine öffnung 21 vorgesehen, und der Arm 10 des Doppelhebels 8 liegt infolge einer Ausnehmung oder· einer Abkröpfung derart außerhalb der Fluchtrichtung der Schraube 19, daß diese durch die öffnung 21 hindurch für einen Schraubenzieher od. dgl.

zugänglich ist.

Durch die beschriebene Gestaltung des Sparschalters als verklinkter Schalter ist eine sehr einfache, optisch leicht kontrollierbare Justierung ermöglicht und ferner ein auch noch nachträglich anbaubares Gerät erreicht, welches ebenfalls den Vorwiderstand 5 umfaßt, der wegen seiner außenliegenden Anordnung auch noch leicht ausgewechselt werder kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Umstellung eines wechselstrombetriebenen Schaltmagneten auf Gleichstrombetrieb, bei der ein Schaltkontakt eines Sparschalters in der Überbrückungsleitung eines Vorwiderstandes für die Schaltmagnetspule liegt und sein das bewegliche Schaltstück aufweisender Träger vom Anker des Schaltmagneten gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) des beweglichen Schaltsiückes in der geschlossenen Stellung des SchaltkontaiUes (6) durch eine Sperrklinke (13) mit kurzem Auslöseweg verriegelt und durch eine Feder (11) in Richtung auf ein öffnen des Schaltkontaktes belastet ist und daß der Auslöseanschlag (18) der Sperrklinke in die Bewegungsbahn eines vom Anker des Schaltmagneten (1) mitgeführten Gegenanschlages (12 bis 19) hineinragt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, daduich gekennzeichnet, daß der Träger (8) des beweglichen Schaltstückes des Schaltkontaktes (6) in die Bewegungsbahn des Gegen Einschlages (12 bis 19) so hineinragt, daß er von diesem gegen die Kraft der Feder (11) in die verriegelte Stellung überführbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Verriegelungsstellung zwischen den beiden Anschlägen (l8, 12 bis 19) vorliegende Abstand einstellbar ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger des beweglichen Schallstückes als Doppelhebcl (8) ausgebildet ist, welcher an einem Arm (9) das als Schaltbrückenkontiikt ausgebildete Schaltstück trägt, während an seinem anderen Arm die Sperrklinke (13) und der Gegenanschlag (12 bis 19) angreifen.