DE2760268C1

DE2760268C1 - Schaltkraftverstaerker

Info

Publication number: DE2760268C1
Application number: DE19772760268
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 6050 Offenbach Lühn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1986-08-21

Description

Funktion: Wird z. B. der Magnet (1) in Pfeilrichtung (a) um einige ° verstellt, so wird der N-Pol des Magneten (1) dem S-Pol des Magneten (4) und der S-Pol desselben am S-Pol des Magneten (5) genähert. Dies hat zur Folge, daß der Schaltanker (3) einerseits sprungartig angezogen und andererseits abgestoßen wird. Hiernach werden die Kontakte (8, 10) geöffnet und (7, 9) geschlossen. Wird hiernach der Magnet (1) wieder in Pfeilrichtung (b) bewegt, so springt der Schaltanker (3) wieder in die dargestellte Schaltstellung zurück. Wie ersichtlich, erfolgt die Schaltauslösung bei Überschreitung der neutralen Zone in die eine oder andere Drehrichtung des Magneten (1). Der Springpunkt des Schaltankers (3) wird durch die Feldstärke der Magnete bestimmt. Je nach dem Verwendungszweck kann der Schaltanker auch so eingestellt werden, daß nach jeder Schaltauslösung die Magnete (4, 5) mit dem Magnet (1) in Berührung kommen, so daß eine magnetische Haftwirkung zwischen den Magneten erreicht wird, die erst in Nähe der neutralen Zone infolge der abstoßenden magnetischen Kraft und der Kontaktfederkraft (9, 10) aufgehoben wird. In diesem Fall wird die Ansprechempfindlichkeit etwas herabgesetzt, was für einige Anwendungszwecke tragbar ist.
Die Magnete (4, 5) kommen nur dann mit dem Magnet (1) in Berührung, insofern die Kontakte (9, 10) federnd angeordnet sind. Die anziehende und abstoßende magnetische Kraft wird auf die Kontaktfeder (9) bzw.
(10) übertragen, so daß die jeweils betätigte Kontaktfeder mit einer bestimmten Vorspannung auf den Schaltankerkontakt wirkt. Vermittels der magnetischen Fesselung zwischen (4, 11) bzw. (5, 12) wird in der jeweiligen Schaltstellung der Schaltanker (3) bis zum Springpunkt mit voller Kraft unter der Einwirkung der Kontaktfederkraft festgehalten, so daß eine schleichende Kontaktherstellung unmöglich ist. Es ist für die Betriebssicherheit und Lebensdauer von größter Wichtigkeit, daß das Schließen und Öffnen der Kontakte mit großer Sprungkraft erfolgt. Die Magnete (4, 5) können auch an den Berührungsstellen mit einer aus nicht-ferromagnetischem Material bestehenden Schicht überzogen werden, damit die Reibung mit dem Magnet (1) herabgesetzt wird. Ob die Magnete (4, 5) direkt oder mit Abstand gegenüber dem Magnet (1) vorgesehen werden, hängt von dem jeweiligen Anwendungszweck ab. Um für bestimmte Anwendungszwecke eine selbsttätige Rückschaltung zu erreichen, ist ein Magnet (17) vorgesehen, welcher anziehend auf den S-Pol des Magneten (1) wirkt, sobald die Betätigungskraft am Magnet (1) unwirksam wird.
Wie aus A b b. 2 ersichtlich ist der Schaltanker (3) an der Stirnseite des Magneten (1) vorgesehen und zwar mit dem Unterschied, daß die Magnete (4, 5) mit ungleichnamiger Polung dem Magnet (1) gegenüberstehen. In der ersichtlichen Schaltdarstellung wird der Magnet (4) vom Magnet (1) angezogen und von (5) abgestoßen. Wird der Magnet (1) in Pfeilrichtung um einige verstellt und der N-Pol dem N-Pol(4) und dem S-Pol (5) genähert, so erfolgt eine Umschaltung des Schaltankers (3). Die Betätigung des Magnet (1) kann ebenfalls durch ein Organ geringer Richtkraft oder Drehmoment erfolgen, z. B. durch eine Druckdose oder Bimetall usw.
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Claims

Patentansprüche: 1. Schaltkraftverstärker zur Betätigung von Kontaktträgern mit mindestens einem am Umfang abwechselnd gepolten Drehmagneten, auf den die Betätigungskraft mittelbar oder unmittelbar im Sinne einer Drehbewegung einwirkt, und der seinerseits auf mindestens einen schwenkbar angeordneten, mit einem Magneten versehenen Schaltanker einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltanker (3) mit den Magneten (4, 5) U-förmig ausgebildet und um eine Achse (6) dreh- bzw. schwenkbar gelagert ist.
2. Schaltkraftverstärker nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (4, 5) des Schaltankers (3) dem Umfang des Drehmagneten (1) zugeordnet sind (Abb. 1) und die Schwenkebene des Schaltankers (3) in der Durchmesserebene des Drehmagneten ( 1) oder parallel dazu liegt.
3. Schaltkraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse des Schaltankers in der Ebene der Drehachse des Drehmagneten <1) oder parallel dazu liegt.

Die Erfindung betrifft einen Schaltkraftverstärker zur Betätigung von Kontaktträgern mit mindestens einem am Umfang abwechselnd gepolten Drehmagneten, auf den die Betätigungskraft mittelbar oder unmittelbar im Sinne einer Drehbewegung einwirkt, und der seinerseits auf mindestens einen schwenkbar angeordneten, mit einem Magneten versehenen Schaltanker einwirkt.

Ein Schaltkraftverstärker der genannten Art ist aus der DE-OS 1590371 bekannt. Bei diesem Kraftverstärker bzw. elektrischen Schalter mit durch Dauermagnete betätigbaren Kontakten ist ein Ringmagnet auf einer Welle drehbar gelagert und ferner sind bewegliche Kontaktfedern vorgesehen, die mit mindestens einem festen Kontakt zusammenarbeiten und einen Dauermagneten tragen, dessen einer Pol in Umfangsnähe des Ringmagneten angeordnet ist. Bei Drehung des Ringmagneten werden die Kontaktfedern aufgrund der Magnetkräfte bewegt und öffnen oder schließen die zu ihnen gehörenden Kontakte. Die jeweils erzielbare Schaltkraft und die zur Verfügung stehenden Schaltwege hängen von der Länge der Kontaktfedern und der Anordnung der Kontaktstellen ab. Die Kontaktfedern sind ferner an ihrem einen Ende starr eingespannt und verformen sich während des Schaltvorganges, wobei sie sich federnd durchbiegen. Um diese Durchbiegung zu erreichen, ist Kraft erforderlich, die über die den Ringmagneten tragende Welle dem Schalter zugeführt werden muß. Wesentlich ist dabei, daß die Kontaktfedern gerade im Schaltpunkt am stärksten aus ihrer Mittellage ausgebogen sind und daher der Ausbiegung den größten Widerstand entgegensetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltkraftverstärker mit einer maximal zur Verfügung stehenden Schaltkraft zu schaffen, so daß der Schaltvorgang trotz einer geringen Auslösekraft sicher erfolgt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß der Schaltanker mit den Magneten U-förmig ausgebildet und um eine Achse dreh- bzw. schwenkbar gelagert ist.

Die Anordnung der schaltenden Magnete an einem den Drehmagneten U-förmig umgreifenden Schiltanker ermöglicht die Erzeugung eines hohen Drehmomentes und damit einer hohen Schaltkraft an den zu öffnenden und zu schließenden Kontakten. Insbesondere da an beiden Schenkeln des U-förmigen Schal tankers Magnete angeordnet sind, addiert sich deren Wirkung, wenn der eine Magnet vom Dreh magneten angezogen und der andere abgestoßen wird. Trotz einer geringen Auslösekraft steht daher eine doppelt große Schaltkraft zur Verfügung und gewährleistet somit einen sicheren Schaltvorgang.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Magnete des Schaltankers dem Umfang des Drehmagneten zugeordnet, wobei die Schwenkebene des Schaltankers in der Durchmesserebene des Drehmagnets oder parallel dazu liegt.

Nach einer anderen Ausführungsform liegt die Schwenkachse des Schaltankers in der Ebene der Drehachse des Drehmagneten oder parallel zu dieser.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

In der A b b. list ein erstes Ausführungsbeispiel des Schaltkraftverstärkers nach der Erfindung schematisch dargestellt vermittels welchem alle die Nachteile behoben sind. A b b. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Das Schaltsystem A b b. 1 besteht aus einem diametral gepolten Magnet (1), welcher an der Welle (2) drehbar gelagert ist. Gegenüber dem Magnet (1) ist ein U-förmig ausgebildeter Schaltanker (3) vorgesehen, welcher an der Halterung (6) dreh- bzw. schwenkbar gelagert ist. An dem Schaltanker (3) sind Magnete (4, 5) befestigt, die dem Magnet (1) am Umfang gegenüberstehen. Es sind (7, 8) am Schaltanker (3) angebrachte Kontakte, die den Kontakten (9, 10) gegenüberstehen.

Gegenüber den Magneten (4, 5) sind z. B. Stahlschrauben (11, 12) vorgesehen, die den Magneten (4, 5) in einem bestimmten Abstand gegenüberstehen und die Schwenkbewegung des Schaltankers (3) begrenzen. Infolge magnetischer Fesselung wird die Sprungkraft und der Kontaktdruck am Schaltanker (3) erhöht. Anstelle der Stahlschrauben können auch Kleinstmagnete zur Anwendung kommen. Zur Verstärkung der Magnetfeldlinien ist z. B. am N-Pol des Magneten (1) ein axial gepolter Magnet (14) vorgesehen vermittels welchem die Ansprechempfindlichkeit gesteigert werden kann, sobald der Betätigungsmagnet (15) an dem Magnet (14) vorbeibewegt wird.

Die punktierte Linie zeigt die neutrale Zone des Magneten (1) an. In der ersichtlichen Stellung des Magneten (1) wird der Magnet (5) vom N-Pol des Magneten (1) angezogen und der Magnet (4) vom S-Pol des Magneten (1) abgestoßen, so daß die anziehende und abstoßcnde magnetische Kraft je nach Stellung des Schaltankers (3) auf die Kontakte (8, 10) oder (7, 9) wirkt. Gleichzeitig wird durch die Anordnung der Magnete (4, 5) am Schaltanker (3) erreicht, das infolge der anziehenden und abstoßenden magnetischen Kraft am Magnet (1) kein Drehmoment an der Welle (2) wirksam wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Betätigung des Magneten (1) durch den Hebel (16) oder vermittels dem Magnet (15) sehr gering ist und die Schaltauslösung vermittels einem Organ sehr geringer Richtkraft oder Drehmomcnts oder durch einen Magnet (15) erreicht werden kann.