DE2736494C3 - Auslösevorrichtung für Schnellschalter - Google Patents

Description

3. Auslösevorrichtung narh Anspruch I oder 2, bei der der Anzugsmagnet U-förrr*s ist, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem zu überwachenden Strom durchflossene Leiter eine zwischen den Schenkeln des Anzugsmagneten isoliert angeordnete Stromschiene (2) ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Auslösevorrichtung für Schnellschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Auslösevorrichtung ist aus der DE-PS 8 27 821 bekannt. Der Anker hat die Form eines einarmigen Hebels, der außen am einen Schenkel des U-förmigen Anzugsmagneten schwenkbar gelagert und einen als magnetischen Widerstand dienenden engen Querspalt aufweist. Der Haltemagnet ist seinerseits am angelenkten Ende des Ankers schwenkbar gelagert und hat ebenfalls die Form eines einarmigen Hebels, der den Luftspalt im Anker magnetisch überbrückt und am freien Ende verstellbar gehaltert ist. Der zu überwachende Strom durchfließt eine Wicklung, die auf dem einen Schenkel des U-förmigen Anzugsmagneten sitzt. Im Betrieb wird der Anker bei stromdurchflossener Wicklung unterhalb des Auslösestromes verhältnismäßig stark vom Haltemagneten festgehalten, Die Verhältnisse sind so bemessen, daß der als Nebenschluß dienende Haltemagnet in der Nähe des Auslösewertes des überwachten Stromes magnetisch gesättigt wird, so daß die Haltekraft nicht mehr ansteigt, während die vom Anzugsmagneten auf den Anker ausgeübte Anzugskraft weiter quadratisch mit dem Stromanstieg zunimmt, bis sie die Haltekraft des Haltemagneten und die Rückstellkraft einer Ankerrückstellfeder überwindet und den Anker dann schlagartig durchzieht. Der Zweck dieser Konstruktion besteht in erster Linie darin, ein geräuschvolles Schwingen des Ankers in der Nähe des Auslösestroms zu verhindern.

Es ist ferner aus der DE-PS 10 87 679 eine Auslösevorrichtung für Schnellschalter mit einem Halte- und einem Anzugsmagneten, die durch den zu überwachenden Strom erregt sind, und mit emem

ίο Anker, der aus zwei symmetrischen, unmagnetisch verbundenen Teilen besteht und bei Überschreiten eines voreingestellten Stromwertes durch den Anzugsmagrieten anziehbar ist, bekannt. Bei diesem bekannten Schnellschalter besteht der Anker aus zwei symmetrisehen Winkelstücken, die durch zwei Kunststoffplatten derart miteinander verbunden sind, daß zwischen den beiden Winkelstücken und den beiden Kunststoffplatten ein im Querschnitt rechteckiger Kanal zur Aufnahme eines Führungssteges gebildet wird. Die magnetischen Flußlinien verlaufen jeweils nur durch eines der Winkelstücke; der Zwischenraum zwischen den beiden Winkeistücken und die die Winkeistücke verbindenden Kunststoffplatten liegen dagegen nicht im Magnetkreis und haben daher auch keinen Einfluß auf diesen.

Auslösevorrichtungen der oben erwähnten Art, bei denen ein- und dieselbe magnetische Rußquelle sowohl für die Erregung des Haltemagneten als auch für die Erregung des Anzugsmagneten dient, haben bekanntlich den Vorteil, daß man höhere Bewegungsgeschwindigkeiten des Ankers erzielen kann als bei Auslösevorrichtungen, in denen der Haltemagnet und der Anzugsmagnet getrennt erregt werden.

Bei den letzterwähnten Auslösevorrichtungen, wie sie z. B. aus der DE-AS 23 05 468 bekannt sind, wird der Anker von zwei verschiedenen Magnetflüssen durchsetzt und daher leicht übersättigt, was die Haltekraft in unerwünschter Weise beeinflußt und ein Zunehmen der Bremswirkung des Haltekreises im Verlaufe aes Anziehens zur Folge hat.

Die aus der DE-PS 10 87 579 rod der DE-PS 11 02 252 bekannten Auslösevorrichtungen, bei denen der Halte- und Anzugsmagnet durch die gleiche magnetische Flußquelle erregt werden, erfordern jedoch eine ziemlich komplizierte Konstruktion, um die gewünschte Verteilung der Halte- und Anzugskräfte auf den Anker zu erreichen. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß einer der beiden Luftspalte zwischen dem Anzugsmagnet und dem Anker nicht senkrecht zu den magnetischen Flußlinten verläuft, sondern schräg zu diesen, so daß die Anzugskraft des Anzugsmagneten und damit auch die Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers nicht optimal sein kann. Wegen des schrägen Verlaufes des Magnetflusses ist außerdem die Abnahme des magnetischen Widerstandes im Anzugskreis nicht gleich der Zunahme des magnetischen Widerstandes im Haltekreis, da eine Verbreiterung des Luftspaites zwischen dem Anker und dem Haltemagneten nicht mit einer proportionalen Verringerung des Luftspaites zwischen dem Anker und dem Anzugsmagneten einhergehi. Im bekannten Falle ändert sich die Aufteilung des durch den zu überwachenden Strom erzeugten Magnetflusses zwischen Haltekreis und Anzugskreis auch erst dann zugunsten des Anzugskreises, wenn der magnetische Widerstand im Haltekreis infolge des sich im Zuge der Auslösung entstehenden Luftspaltes zunimmt. Hierzu muß der Anker jedoch bereits begonnen haben, sich zu bewegen und der bei einem Kurzschluß oder plötzlichen Anstieg des

überwachten Stromes entstehende Magnetfluß kann daher nicht optimal für die Beschleunigung des Ankers ausgenutzt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Auslösevorrichtung anzugeben, die verhältnismäßig einfach im Aufbau ist, ein schnelles Ansprechen gewährleistet und den entstehenden Magnetfluß voll ausnutzt

Diese Aufgabe wird durch eine Auslösevorrichtung der eingangs genannten Art mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst

Bei der Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung wird der von den beiden Schenkeln des Anzugsmagneten ausgehende Magnetfluß wegen der symmetrischen Konstruktion des Ankers besser ausgenutzt als bei dem als einseitig gelagerter Hebel ausgebildeten Anker der gattungsgemäßen Auslösevorrichtung und beim Auslösen wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers durch die dann freigegebenen Federn noch weiter erhöht, da diese den Anker vom Haltemagneten weg in Richtung auf den Anzugsmagneten beschleunigen.

Durch die Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 wird eine Einstellbarkeit des Auslösestromes ermöglicht.

Zwar ist aus der DE-PS 11 26 995 ein elektrisches Relais hoher Empfindlichkeit bekannt, das einen Magnetkreis mit zwei Polstücken und einem scheibenförmigen Permanentmagneten enthält. Der Permanentmagnet ist zur Einstellung des Magnetflusses drehbar bezüglich der Polstücke gelagert. jo

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 zeichnet sich durch eine sehr einfache Konstruktion aus und vermeidet die im bekannten Falle verwendeten Wicklungen, die eine wesentlich aufwendigere Konstruktion bedingen, da sie sowohl für die zu erwartende maximale Strombelastung als auch für die im Falle eines Kurzschlusses auftretenden hohen Abstoßungskräfte bemessen werden müssen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die eine teilweise geschnittene Vorderansicht und eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, bei dem der Abstand zwischen dem Anker und dem Haltemagneten mit Hilfe von Federn besonders schnell vergrößert wird und außerdem ein Teil des Anzugsmagneten als Gleitblock ausgeführt ist.

Die Auslösevorrichtung enthält einen U-förmigen Anzugsmagnet 1, zwischen dessen hochstehenden Schenkeln eine Stromschiene 2 befestigt ist, die den Magnetfluß erzeugt. Die Stromschiene 2 ist durch eine isolierende Buchse 3 gegen den Anzugsmagneten 1 isoliert.

Der durch die Stromschiene 2 fließende Strom erzeugt einen Magnetfluß Φ t, der sich über einen Anker 4 zu schließen strebt, der sich oberhalb des Anzugsmagneten 1 befindet. Dies vird zum Teil durch den magnetischen Widerstand des Ankers 4 verhindert, der durch eine Platte 5 aus unmagnetischein Material vergrößert ist. Der Magnetfluß Φ t wird sich daher zum größeren Teil über einen Haltemagneten 6 schließen. Wenn z. B. infolge eines Kurzschlusses der durch die Stromschiene 2 fließende Strom erheblich ansteigt, nimmt der Magnetfluß Φ t entsprechend zu, und der größere Teil Φ h verläuft über den Haltemagneten 6, bis der Weg vom Anker 4 zum Haltemagneten 6 den Sättigungspunkt erreicht. Von diesem Moment an hat ein Ansteigen des Magnetflusses Φ t fast ausschließlich ein Ansteigen eines über den Anker 4 verlaufenden Teilflusses Φ a zur Folge, so daß die Anziehungskraft des Anzugsmagneten 1 ziemlich schnell ansteigt, während die Haltekraft des Haltemagneten 6 nicht mehr wesentlich zunimmt, so daß schließlich der Anker 4 vom Haltemagneten 6 weggezogen wird.

Der Anker 4 ist an einem Hebel 7 befestigt, der mit einem Ende schwenkbar an einem festen Punkt gelagert ist, während das andere Ende über eine Feder 8 mit einem festen Punkt verbunden ist, so daß der Anker 4 nach Beseitigung des Kurzschlusses durch die Feder 8 wieder gegen den Haltemagneten 6 gezogen wird.

Der Haltemagnet 6 ist über Lagerpl/.^.en 9 schwenkbar an einem festen Punkt gelagert, so ciaP. er dauernd eine Stellung einnimmt, bei der die Berührungsflächen des Ankers 4 und des Haltemagneten 6 parallel zueinander verlaufen.

Der magnetische Widerstand des Ankers 4 und damit der Magnetfluß Φ a können durch Änderung der Dicke der Platte 5 verändert werden.

Das Verhältnis zwischen der Haltekraft und der Anzugskraft kann in an sich bekannter Weise durch entsprechende Bemessung der aktiven Oberflächen des Haltemagneten 6 und des Anzugsmagneten 1 und der Länge des Flußweges im Haltemagneten 6 in gewünschter Weise eingestellt werden.

Zur Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit des Ankers 4 sind der Haltemagnet 6 und die Lagerplatten 9 am Ort der Lagerfläche durch Federn 10 getrennt.

Wenn der Anker 4 vom Anzugsmagneten 1 angezogen wird, werden die Federn 10 zuerst gedehnt. Wenn sich der Anker 4 dann vom Haltemagneten 6 löst, wird letzterer mit erhöhter Geschwindigkeit vom Anker weggezogen, da die Federn 10 freigegeben werden, ferner wird gleichzeitig der Anker 4 wie beschrieben, vom Anzugsmagneten 1 angezogen.

Durch die schnelle Vergrößerung des Abstandes zwischen dem Haltemagneten 6 und dem Anker 4 nimmt die Brems- oder Rückhaltewirkung des Haltemagneten 6 rasch ab, und der Anker 4 wird sich dadurch schneller bewegen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ferner ein Teil 11 des Anzugsmagneten 1 gleitfähig oder verschiebbar gelagert. Indem man diesen Teil mehr oder weniger weit in den restlichen Teil des Anzugsmagneten einschiffe, kann die vom Anzugsmagnten ausgeübte Kraft eingestellt werden. Da der Anzugsmagnet 1 durch den verschiebbaren Teil 11 in zwei Hälften unterteilt ist, müssen diese auf irgendeine Weise miteinander verbunden oder gehalten werden. Dies kann durch Befestigung der Teile in einem Gehäuse aus Preßstoff, z. B. Phenolharz od. ogL geschehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Auslösevorrichtung für Schnellschalter mit einem durch den zu überwachenden Strom erregten Anzugsmagneten, einem Haltemagneten und einem schwenkbar gelagerten Anker, der aus zwei unmagnetisch verbundenen Teilen besteht, zwischen denen sich eine den magnetischen Widerstand des Ankers vergrößernde und derart bemessene unmagnetische Platte befindet, daß beim Ansteigen des zu überwachenden Stromes der Haltemagnet zuerst magnetisch gesättigt und der Anker dann bei Überschreiten eines voreingestellten Stromwertes durch den in ihm weiter ansteigenden magnetischen Fluß vom Haltemagneten zum Anzugsmagneten gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zu überwachende Strom durch einen im Anzugsmagneten (1) angeordneten Stromleiter (Stromschiene 2) geführt ist, daß der Anker (4) aus zwei symmetrischen Teilen besteht und daß der Haltemagnet (6) über bei angezogenem Anker (4) gespannte Federn (10) gelagert ist, die freigegeben werden, wenn sich der Anker (4) vom Haltemagneten (6) löst, und dann den Anker (4) und den Haltemagneten (6) in entgegengesetzten Richtungen bewegen.

2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzugskraft des Anzugsmagneten (1) mit Hilfe eines verschiebbaren Teiles (11) im Anzugsmagneten (1), das den magnetischen Widerstand dei Anzugsmagneten (1) zu verstellen gestattet, veränderbar ist