DE2115769B1 - Magnetsystem für Stromstoßschalter, Fortschaltrelais od. dgl - Google Patents

Description

• Durch die Verwendung dieses mit dem beweglichen Steuerkontaktstück versehenen Hebels aus Weicheisen werden zusätzliche Relaisanordnungen oder eine mechanische Klinkensteuerung vermieden, wie sie bei den bekannten Magnetsystemen notwendig sind.
• Um eine maximale Magnetisierung des Hebels durch den Dauermagneten zu erreichen, ist der Hebel als den Dauermagneten mit Abstand umfassender Bügel ausgebildet. Der Hebel kann auf der Schwenkachse des Dauermagneten oder auf dem Dauermagneten selbst auf seiner Längsmittelachse unter- oder oberhalb seiner Schwenkachse gelagert sein. Durch die zuletzt genannte Lagerung ergibt sich der Vorteil, daß bei der Schwenkung des Dauermagneten der magnetisierbare Hebel bzw. Bügel in Längsrichtung verschoben und damit auch das an ihm befestigte bewegliche Steuerkontaktstück auf dem zugehörigen festen Steuerkontaktstück bewegt wird, wodurch eine Selbstreinigung der Steuerkontaktstücke erfolgt. Dadurch wird die Lebensdauer der Steuerkontaktstücke noch erhöht und ein minimaler Übergangswiderstand gewährleistet.
• Um einen möglichst hohen Kontaktdruck zwischen den Steuerkontaktstücken zu erreichen, ist die Anordnung so getroffen, daß der Hebel in seiner Einschaltstellung mit der Längsmittelachse des Dauermagneten einen spitzen Winkel bildet. Dadurch ist gewährleistet, daß der Dauermagnet auf den Hebel -bzw. den Bügel eine genügend große, den Kontaktdruck bewirkende Kraft ausübt. Damit in dieser Einschaltstellung der Hebel bzw. der Bügel an den Enden der beiden Magnetkernschenkel nicht festhaften kann, ist in dieser Einschaltstellung zwischen dem Hebel und dem Ende des entsprechenden Schenkels des Magnetkerns ein Luftstpalt vorgesehen.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Magnetspule auf dem einen Schenkel des Magnetkerns und eine weitere Magnetspule auf seinem anderen Schenkel angeordnet, wobei beide Magnetspulen parallel geschaltet sind und das eine Ende der einen Magnetspule mit dem einen festen Steuerkontaktstück und das entsprechende Ende der anderen Magnetspule mit dem anderen festen Steuerkontaktstück verbunden ist. Bei der Umschaltung wird jeweils die eine Magnetspule abgeschaltet und die andere Magnetspule in den Stromkreis eingeschaltet.
• Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, an dem Hebel zwei Kontaktarme isoliert voneinander zu befestigen, die mit vier nebeneinander angeordneten festen Steuerkontaktstücken zusammenarbeiten, von denen die beiden inneren Steuerkontaktstücke mit dem einen Ende der Magnetspule und die beiden äußeren Steuerkontaktstücke mit dem anderen Ende der Magnetspule verbunden sind. Bei der Umschaltung wird jeweils die einzige Magnetspule umgepolt.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fuguren dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein Magnetsystem gemäß der Erfindung mit zwei Magnetspulen, wobei sich der Dauermagnet und der Hebel in der gleichen Einschaltstellung befinden, F i g. 2 die gleiche Ansicht wie F i g. 1, wobei sich der Dauermagnet in der anderen Schaltstellung befindet, und F i g. 3 schematisch ein weiteres Magnetsystem gemäß der Erfindung mit einer einzigen Magnetspule.
• Das in den F i g. 1 und 2 dargestellte Magnetsystem weist einen etwa U-förmigen Magnetkern 1, einen Dauermagneten 2 und einen als etwa U-förmigen Bügel ausgebildeten Hebel 3 auf. Der Magnetkern 1 besitzt Schenkel 4, auf die je eine Magnetspu- le 5 und 6 aufgewickelt sind. Die beiden Enden der beiden parallelgeschalteten Magnetspulen 5 und 6 sind mit festen Steuerkontaktstücken 7 und 8 verbunden, die mit einem beweglichen Steuerkontaktstück 9 zusammenarbeiten, das als Doppelkontaktstück ausgebildet ist. Das bewegliche Steuerkontaktstück 9 befindet sich an einer Kontaktfeder 10, die an dem als Bügel ausgebildeten Hebel 3 befestigt ist. Mittels einer Schwenkachse 11 ist sowohl der Dauermagnetze in seinem einen Magnetpol als auch der Hebel 3 schwenkbar gelagert. Der als Bügel ausgebildete Hebel 3 umfaßt den Dauermagneten 2 mit Abstand, so daß er auf der Schwenkachse 11 gegenüber dem Dauermagneten 2 verschwenkt werden kann. Der Hebel 3 besteht aus Weicheisen. Das obere Ende des Dauermagneten 2 arbeitet mit seinem entsprechenden Magnetpol mit Enden 12 und 13 der Schenkel 4 des Magnetkerns 1 zusammen. Der Magnetkernl und der Hebel 3 weisen zwei feste Schaltstellungen auf.
• Die eine Schaltstellung ist in F i g. 1 dargestellt. In dieser Schaltstellung liegt das bewegliche Steuerkontaktstück9 an dem festen Steuerkontaktstück 7 und der Dauermagnet 2 mit seinem oberen Ende an dem Ende 12 des linken Schenkels 4 des Magnetkerns 1 an. Hierbei ist die Anordnung so getroffen, daß ein Festkleben des Dauermagneten2 an den Enden 12 und 13 ausgeschlossen ist. Anschlüsse 14 und 15 sind mit einer Gleichstromquelle verbunden. Bei einem Stromstoß fließt der Strom vom Anschluß 15 über den Hebel 13, die Steuerkontaktstücke 9, 7 und die Magnetspule 5 zum Anschluß 14.
• Im stromlosen Zustande liegt der Dauermagnet2 mit seinem oberen Ende gemäß F i g. 1 am Ende 12 des linken Schenkels 4 des Magnetkerns 1 an. Der obere Magnetpol des Dauermagneten 2 zieht den Hebel 3 so an, daß sein Steuerkontaktstück 9 mit dem notwendigen Kontaktdruck an dem festen Steuerkontaktstück 7 anliegt. In nicht dargestellter Weise bildet hierbei der Hebel 3 mit der Längsmittelachse des Dauermagneten 2 einen spitzen Winkel. Gemäß F i g. 1 liegt also hierbei der Hebel 3 rechts neben der Längsmittelachse des Dauermagneten 2, so daß in dieser Stellung auf den Hebel3 vom Dauermagneten 2 eine den Kontaktdruck bewirkende Kraft ausgeübt wird. Es soll beispielsweise angenommen werden, daß der obere Magnetpol des Dauermagneten 2 ein Südpol ist, dann bilden das Ende 12 des linken Schenkels des Magnetkerns 1 und das obere Ende des Hebels 3 einen Nordpol. Zwischen dem Ende 12 und dem oberen Ende des Hebels 3 befindet sich ein Luftspalt 12', der durch den Anschlag des beweglichen Steuerkontaktstückes9 an dem festen Steuerkontaktstück7 gegeben ist. Erfolgt nun ein Gleichstromimpuls, dann wird die Magnetspule 5 so erregt, daß das Ende 12 des linken Schenkels 4 einen Südpol und das Ende 13 einen Nordpol bildet. Der obere Südpol des Dauermagneten 2 wird nun von dem Südpol des Endes 12 abgestoßen und vom Nordpol des Endes 13 so angezogen, daß der Dauermagnet 2 in seine rechte Schaltstellung geschwenkt wird, in der er am Ende 13 des rechten Schenkels 4 des Magnetkerns 1 anliegt, wie aus F i g. 2 hervorgeht. Hierbei verbleibt aber der Hebel 3 in der dargestellten Einschaltstellung, in der sein bewegliches Steuerkontaktstück 9 an dem festen Steuerkontaktstück 7 anliegt.
• Erst dann, wenn der Gleichstromimpuls beendet und die Magnetspule 5 stromlos ist, gibt das Ende 12 des linken Schenkels 4 des Magnetkerns 1 den Hebel 3 frei, so daß dieser vom Dauermagneten 2, der sich gemäß F i g. 2 bereits in seiner rechten Schaltstellung befindet, angezogen und in seine rechte Schaltstellung gebracht wird, in der sein bewegliches Steuerkontaktstück9 an dem festen Steuerkontaktstück 8 anliegt. Die Umschaltung des beweglichen Steuerkontaktstückes 9 erfolgt also stets strom- und spannungslos.
• Beim nächsten Gleichstromimpuls wiederholen sich die Vorgänge in umgekehrter Richtung. Hierbei wird zunächst der Dauermagnet 2 gemäß F i g. 2 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt und in Anlage an das Ende 12 gebracht. Erst bei Stromlosigkeit der Magnetspule 6 schwenkt der Dauermagnet 2 den Hebel 3 in die in F i g. 1 dargestellte Schaltstellung zurück, in der sein bewegliches Steuerkontaktstück 9 an dem festen Steuerkontaktstück 7 anliegt.
• Das in F i g. 3 dargestellte Magnetsystem weist eine einzige Magnetspule 5 auf. Die hierbei ebenfalls notwendigen Teile, nämlich der Magnetkern 1, der Dauermagnet 2 und der Hebel3 sind nicht darge- stellt. Ferner sind beim Magnetsystem nach F i g. 3 zwei schwenkbare Kontaktarme 16 und 17 vorgesehen, die mit vier festen Steuerkontaktstücken 18 bis 21 zusammenarbeiten. Die äußeren festen Steuerkontaktstücke 18, 21 sind mit dem unteren Ende der Magnetspule 5 und die inneren festen Steuerkontaktstücke 19, 20 mit dem oberen Ende der Magnetspule 5 verbunden. Der Kontaktarm 16 steht mit dem positiven Anschluß 15 und der Kontaktarm 17 mit dem negativen Anschluß 14 in elektrischer Verbindung. Die Kontaktarme 16, 17 sind an dem Hebel 3 gemäß F i g. 1 befestigt. Bei der Umschaltung durch den Hebel 3 erfolgt eine Umpolung der Magnetspule 5. Auch hierbei ergibt sich eine strom- und spannungslose Umschaltung.
• Das durch die dargestellten Magnetsysteme zu betätigende Kontaktsystem kann mit dem Dauermagneten 2 oder mit seiner starr in ihm befestigten Schwenkachse 11 verbunden sein oder durch geeignete Übertragungsglieder mit dem Dauermagneten 2 in Verbindung stehen.

Claims (8)

1. Patentansprüche: 1. Magnetsystem für Stromstoßschalter, Fortschaltrelais od. dgl. mit einem etwa U-förmigen, mindestens eine Magnetspule tragenden Magnetkern und einem stabförmigen, in einem seiner beiden Pole schwenkbar gelagerten Dauermagneten, dessen anderer Pol mit den Enden der beiden Schenkel des etwa U-förmigen Magnetkerns zusammenarbeitet, sowie mit mindestens einem vom Dauermagneten betätigten beweglichen Steuerkontaktstück, das mit zwei festen Steuerkontaktstücken zusammenarbeitet, d a -durch gekennzeichnet, daß das bewegliche Steuerkontaktstück (9) an einem im Bereich des Dauermagneten (2) vorgesehenen, etwa parallel zu diesem schwenkbaren und von diesem magnetisierbaren Hebel (3) aus Weicheisen angeordnet ist.
2. 2. Magnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (3) als den Dauermagneten (2) mit Abstand umfassender Bügel ausgebildet ist.
3. 3. Magnetsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (3) auf der Schwenkachse (11) des Dauermagneten (2) schwenkbar gelagert ist.
4. 4. Magnetsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (3) auf dem Dauermagneten (2) auf seiner Längsmittelachse unter- oder oberhalb seiner Schwenkachse (11) gelagert ist.
5. 5. Magnetsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (3) in seiner Einschaltstellung mit der Längsmittelachse des Dauermagneten (2) einen spitzen Winkel bildet.
6. 6. Magnetsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einschaltstellung zwischen dem Hebel (3) und dem Ende (12, 13) des entsprechenden Schenkels (4) des Magnetkerns (1) ein Luftspalt (12') vorgesehen ist.
7. 7. Magnetsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (5) auf dem einen Schenkel (4) des Magnetkerns (1) und eine weitere Magnetspule (6) auf seinem anderen Schenkel (4) angeordnet ist und daß beide Magnetspulen (5, 6) parallel geschaltet sind und das eine Ende der einen Magnetspule (5) mit dem einen festen Steuerkontaktstück (7) und das entsprechende Ende der anderen Magnetspule (6) mit dem anderen festen Steuerkontaktstück (8) verbunden ist.
8. 8. Magnetsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Hebel (3) zwei Kontaktarme (16, 17) isoliert voneinander befestigt sind, die mit vier nebeneinander angeordneten, festen Steuerkontaktstücken (18 bis 21) zusammenarbeiten, von denen die beiden inneren Steuerkontaktstücke (19, 20) mit dem einen Ende der Magnetspule (5) und die beiden äußeren Steuerkontaktstücke (18, 21) mit dem anderen Ende der Magnetspule (5) verbunden sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetsystem für Stromstoßschalter, Fortschaltrelais, od. dgl. mit einem etwa U-förmigen, mindestens eine Magnetspule tragenden Magnetkern und einem stabförmigen, in einem seiner beiden Pole schwenkbar gelagerten Dauermagneten, dessen anderer Pol mit den Enden der beiden Schenkel des etwa U-förmigen Magnetkerns zusammenarbeitet, sowie mit mindestens einem vom Dauermagneten betätigten beweglichen Steuerkontaktstück, das mit zwei festen Steuerkontaktstükken zusammenarbeitet. Bei solchen polarisierten Magnetsystemen muß dafür Sorge getragen werden, daß nach Wegnahme der Erregung eine Umschaltung für die Gegenpolarität erfolgt. Dies wird bei bekannten Magnetsystemen nur durch zusätzliche Relaisanordnungen oder mechanische Klinkensteuerung erreicht, die zu aufwendig und kostspielig sind. Aus diesem Grunde werden die bekannten Magnetsysteme nicht für preiswerte Großserie verwendet.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Magnetsystem der oben bezeichneten Art in einfacher Weise so auszubilden, daß zusätzliche Relaisanordnungen oder eine mechanische Klinkensteuerung vermieden und eine hohe Lebensdauer erreicht wird.

   Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das bewegliche Steuerkontaktstück an einem im Bereich des Dauermagneten vorgesehenen, etwa parallel zu diesem schwenkbaren und von diesem magnetisierbaren Hebel aus Weich eisen angeordnet ist.

   Im stromlosen Zustande der Magnetspule liegt der Dauermagnet mit seinem freien Ende an dem Ende eines der beiden Schenkel des Magnetkerns an. Der vom Dauermagneten magnetisierbare Hebel aus Weicheisen liegt mit seinem beweglichen Stuerkontaktstück am entsprechenden festen Steuerkontaktstück an. Sowohl das Ende des Hebels als auch das Ende des entsprechenden Schenkels des Magnetkerns haben eine der Polarität des Dauermagneten entgegengesetzte Polarität. Wenn also der Pol des Dauermagneten ein Südpol ist, dann weisen die Enden des Hebels und des Magnetkernschenkels einen Nordpol auf. Erhält nun die Magnetspule einen Gleichstromimpuls, dann wird das Ende des Magnetkernschenkels ein Südpol, der den Südpol des freien Endes des Dauermagneten abstößt. Gleichzeitig wird dieser Südpol des Dauermagneten vom Nordpol des freien Endes des gegenüberliegenden Schenkels des Magnetkerns angezogen, so daß der Dauermagnet in seine andere Schaltstellung geschwenkt wird. Der Hebel aus Weicheisen verbleibt jedoch in der ursprünglichen Schaltstellung, da er ja nach wie vor von dem anderen Magnetkernschenkel angezogen wird. Erst dann, wenn die Magnetspule stromlos wird, erfolgt eine Schwenkung des Hebels aus Weicheisen in die andere Schaltstellung, weil dieser Hebel vom Dauermagneten angezogen wird. Hierbei hebt sich das bewegliche Steuerkontaktstück von dem einen festen Steuerkontaktstück ab und gelangt in Anlage an das andere feste Steuerkontaktstück. Die Umschaltung der Steuerkontaktstücke erfolgt also strom- und spannungslos, so daß die Steuerkontaktstücke geschont werden und eine hohe Lebensdauer erreicht wird.