DE29610193U1

DE29610193U1 - Verbesserung an Schaltschützen

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Publication number: DE29610193U1
Application number: DE29610193U
Authority: DE
Original assignee: Hager Electro SAS
Current assignee: Hager Electro SAS
Priority date: 1995-06-13
Filing date: 1996-06-13
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2006-06-14
Also published as: ES2122904B1; ITMI961159A0; ITMI961159A1; FR2735613B1; DE19623674A1; ES2122904A1; FR2735613A1; DE19623674B4; IT1283107B1

Description

Kennwort: 95 06 998

Firma HAGER ELECTRO S.A., Boulevard de !'Europe,
67210 OBERNAI, Frankreich

Verbesserung an Schaltschützen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung von Schaltschützen.

Ein Schaltschütz ist ein Gerät in einer Schalttafel mit normalerweise in einem Gehäuse vorgesehenen Haupt- oder Leistungsstromkreis, der durch die Betätigung einer oder mehrerer beweglicher Kontakte geöffnet (oder geschlossen) werden kann, mit Anschlußklemmen für die Leiter des Hauptstromkreises, mit einem elektromagnetischen Antrieb, etwa einen Elektromagneten, mit einem Mechanismus betätigt von einer beweglichen Armatur, etwa dem Anker eines Elektromagneten, der sich zwischen dem Antrieb und dem oder den beweglichen Kontakten befindet und den oder die Kontakte öffnet (oder schließt), wenn der Antrieb mit Strom versorgt wird und sie wieder öffnet (oder schließt), wenn keine Stromzufuhr vorhanden ist, mit einem Steuerkreis, der isoliert und unabhängig vom Hauptstromkreis ist, zur Speisung des elektromagnetischen Antriebs und mit einem Handschalter, der geeignet ist manuell in eine Stellung "Automatik" bewegt zu werden, in welcher der Kontakt, beispielsweise durch eine "Tag-Nacht"-Steuerung, durch ein Dauerauslösesignal geschlossen (oder geöffnet) und bei Beendigung des Signals wieder geöffnet (oder geschlossen) werden kann (oder umgekehrt), mit einer Stellung "Zwangsbetrieb", in welcher der Schalter manuell den Mechanismus in die

TELEFON (0202) 55 7022 TELEX 8 591606 wpatd TELEFAX (0202) 571501

COMMERZBANK AS* WUPPERTAL 4129^bfi· BLZ 33040001

tkfDlf l£. V(|lKS*ANK B6;
*WUPPc5vTAt«103*90«14 ··
BLZ 3306009S

POSTGIROAMT KÖLN 726 34-S06 BLZ 370100 50

VAT-No.

DE 121035968

Schließ- {oder Öffnungs)-ste!lung des Kontaktes bewegt und dort hält und gegebenenfalls mit einer Stellung "Abschaltung", in welcher der Antrieb deaktiviert ist.

Wenn es sich bei dem Strom, der durch den Antrieb strömt, um Wechselstrom handelt, verursacht der regelmäßige Durchgang mit einer Intensität von Null eine Schwingung des Ankers oder Armatur, die eine Lärmbelästigung mit sich bringt.

. Daher wurden bereits Schaltschütze hergestellt, bei denen der Steuerkreis mit einem Gleichrichter versehen ist, um den Elektromagneten mit Gleichstrom zu speisen.

* Unter diesen Bedingungen bringt jedoch die Leistung, welche zum Schließen der Kontakte erforderlich ist und später verbraucht wird, eine durch den Widerstand bedingte Wärmeabstrahlung mit sich, weiche der elektromagnetische Antrieb nicht lange verkraftet. Diese Schaltschütze sind daher mit einem sogenannten Sparwiderstand versehen, der durch Öffnen eines Kurzschluß-Hilfskontaktes kurz vor dem völligen Schließen der beweglichen Armatur oder Ankers des elektromagnetischen Antriebs, d.h., zu einem Zeitpunkt, da es nicht mehr notwendig ist, große Kraft auszuüben, um den Kontakt des Hauptstromkreises in die Schließposition zu bringen und dort zu halten, in den Steuerkreis des Antriebs geschaltet wird.

Der elektromagnetische Antrieb besteht aus einem Elektromagneten mit einer festen Armatur und einem beweglichen Anker, normalerweise einem drehbaren Anker, der rasch aus seiner Ruhestellung, entgegen der Wirkung elastischer Vorrichtungen, die dazu neigen, den Mechanismus und den Anker in der Ruhestellung zu halten, in welcher der Luftspalt am größten ist, in die Schließstellung bewegt werden kann, in welcher der magnetische Luftspalt geschlossen wird.

Die Schaltschütze sind so ausgelegt, daß in der Stellung "Zwangsbetrieb" der Durchgang des Ansteuerungsimpulses den Schalter freigibt, der in seine Stellung "Automatik" zurückgeholt wird, so daß es zum Beispiel möglich ist, das Schaltschütz später so einzustellen, daß es durch ein Haltsignal aktiviert werden kann. In dieser Stellung "Zwangsbetrieb" wurde der Anker beim manuellen Schließen des

Hauptkontaktes in eine Stellung in der Nähe der aktiven Stellung gebracht, in welcher der Luftspalt, zum Beispiel in der Größenordnung von 0,5 mm, verringert ist. Bei Wirken eines Steuerimpulses schließt sich der Anker vollständig und gibt den Schalter frei. Es versteht sich, außer man begnügt sich, einen schwachen Sparwiderstand zu verwenden, daß, angesichts der Nachteile, welche dies für die Dimensionierung des elektromagnetischen Antriebs mit sich bringt, es notwendig ist, den Sparwiderstand während dieser kurzen, durch den Steuerimpuls ausgelösten Bewegung in den Steuerkreis zu schalten.

Daraus ergibt sich, daß der vom Anker betätigte Mechanismus, der, neben dem Öffnen oder Schließen des Hauptkontaktes, das Schließen oder Öffnen des Hilfskontaktes für die Zwischenschaltung des Sparwiderstandes bewirkt, sehr genau arbeiten muß, um die sichere Betätigung des beweglichen Hilfskontaktes für die Zwischenschaltung des Widerstandes während der sehr kurzen Bewegung des Ankers zu ermöglichen. Hierdurch werden kostspielige Zwänge bei der Herstellung und der Kontrolle auferlegt

Ein Ziel der Erfindung ist daher die Verbesserung der Schaltschütze mit Gleichstromsteuerkreis durch eine beträchtliche Verringerung der Einschränkungen der Genauigkeit bei der Herstellung und dadurch eine Senkung des Selbstkostenpreises.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine Verbesserung der Funktionszuverlässigkeit der Schaltschütze speziell in der Position "Zwangsbetrieb".

Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Verringerung der Einschränkungen bei der Genauigkeit in Bezug auf die Blockiervorrichtungen und die Freigabe des Schalters in der Position "Zwangsbetrieb".

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltschütz mit Gleichstromsteuerkreis zu gestalten,, wie in der Einleitung beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Mechanismus des Hauptkontaktes so angeordnet ist, daß er direkt vom

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Handschalter betätigt wird, wenn dieser in die Position "Zwangsbetrieb" umgestellt wird, während die bewegliche Armatur oder der Anker des elektromagnetischen Antriebs nicht oder kaum durch den Schalter betätigt wird, wenn dieser in diese Stellung gestellt wird.

Die Funktion dieser Anordnung ist es, das Schließen (oder Öffnen) des oder der , Hauptkontakte mit Hilfe des Handschalters zu ermöglichen, wenn der Benutzer diesen in die Position "Zwangsbetrieb" bewegt, ohne einen Sparwiderstand in den 'Steuerkreis einzuschalten und ohne auf den beweglichen Anker des elektromagnetischen Antriebs einzuwirken,, so daß dieser beim Wirken eines Steuerimpulses über einen erheblichen Teil betätigt wird, bevorzugt über den gesamten Weg, damit er in die vollkommen geschlossene Position gelangen kann, in welcher der oder die Hauptkontakte geschlossen (oder geöffnet) bleiben, indem sichergestellt wird, daß die Verschiebung des Hilfskontaktes die Einschaltung des Sparwiderstandes in den Gleichstromsteuerkreis ermöglicht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt das Schaltschütz einen, vorzugsweise drehbaren Mitnehmer, der durch den Handschalter betätigt werden kann, wenn dieser in die Position "Zwangsbetrieb" gestellt wird, um den Schließ-(oder Öffnungs-)mechanismus des oder der Hauptkontakte zu betätigen. Eventuell kann der Anker so angeordnet werden, daß er auf den Mitnehmer wirkt, wenn der elektromagnetische Antrieb aktiviert ist.

Wenn sich der Schalter in der Stellung "Automatik" befindet, das Schaltschütz offen, ist, und sich der Antrieb in Ruhesteilung befindet und der Anker geöffnet ist, wird der Mitnehmer durch den Mechanismus in die Ruhestellung gebracht, und wenn in diesem Moment ein Steuerimpuls wirkt, nimmt der sich bewegende Anker den Mechanismus, wie üblich, mit. lh der Position "Zwangsbetrieb" dagegen bleibt der Anker in der Ruhestellung, und der Mitnehmer wird, vom Anker getrennt, in die Aktivierungsstellung bewegt. Wird der Anker betätigt, dreht er sich rasch aus seiner

Ruhestellung und betätigt, nach einem gewissen Weg, mit Sicherheit den Hilfskontakt für die Zwischenschaltung des Sparwiderstandes. Der Mitnehmer umfaßt Vorrichtungen, wie etwa eine schiefe Ebene, die sein Verschieben unter Einwirkung der manuellen Betätigung des Schalters ermöglicht. Er kann auch einen Vorsprung aufweisen, welcher den Schalter in der Position "Zwangsbetrieb" hält, falls der Anker nicht gegen den Mitnehmer gestoßen ist, um diesen um ein kurzes Stück zu verschieben und den Schalter freizugeben.

Bei einer verbesserten Ausführungsform jedoch, ist der Anker vorzugsweise mit einem Mitnehmervorsprung für den Handschalter versehen, so daß die Bewegung des Ankers den Schalter manuell freigibt, um ihn mittels einer elastischen Vorrichtung in die Stellung "Automatik" zu bringen. Man kann einen beträchtlichen Teil des Ankerweges ausnutzen, um den Handschalter freizugeben und sich so von allzu großen Zwängen hinsichtlich der Genauigkeit lösen, die nötig wäre, um den Schalter mittels einer sehr kurzen Bewegung freizugeben. In diesem Fall können Mitnehmer und Anker völlig unabhängig voneinander sein.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden bei Lektüre der folgenden Beschreibung deutlich, die Beispiele enthält, die die Erfindung nicht beschränken, und sich auf folgende Figuren der Zeichnungen beziehen

Die Fig. 1 bis 4 zeigen schematische Schnittzeichnungen der Vorderansicht eines Schaltschützes gemäß der Erfindung in folgenden Stellungen:

Fig. 1 "Automatikbetrieb", Antrieb wird nicht mit Strom versorgt.

Fig. 2 Schalter bei der Bewegung in die Stellung "Zwangsbetrieb".

Fig. 3 "Zwangsbetrieb", Antrieb wird nicht mit Strom versorgt.

Fig. 4 "Automatikbetrieb", Antrieb wird mit Strom versorgt.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht des Ankers und des

drehbaren Mitnehmers dieses Schaltschützes.
Fig. 6 und 7 zeigen perspektivische, schematische Ansichten des Schaltschützes in der geöffneten, bzw. der geschlossenen Stellung.

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In Fig. 1 sieht man einen Schaltschütz gemäß der Erfindung, mit einem normalen Gehäuse 1, die mit einer Lagerung für mehrere Klemmen 2, versehen ist, die in einer Anschlußschalttafel mit dem Leiter des Hauptstromkreises verbunden werden. Diese beiden Klemmen sind, im Inneren des Gehäuses, mit den beweglichen Kontakten 4 des Hauptstromkreises verbunden.

Der vom Leistungsstromkreis unabhängige und isolierte Steuerkreis besteht normalerweise aus einer Gleichrichterschaltung,, einer Magnetspule 5, die auf einen magnetisierbaren starren Anker 6 gewickelt ist und, bei einem Schaltschütz mit Gleichstromsteuerkreis einen Sparwiderstand 7, der normalerweise durch bewegliche Hilfskontakte 8 kurzgeschlossen wird.

Die beweglichen Hauptkontakte 4 können durch einen Mechanismus in Form eines verschiebbaren Mitnehmers 9 betätigt werden, dessen unteres Ende 10 die Kontakte mittels einer normalen Kontaktdruckfedervorrichtung betätigt. Der Mitnehmer wird normalerweise von einer Druckfeder 12 wieder nach oben in eine Ruhestellung bewegt, in welcher die Hauptkontakte geöffnet und der Hilfskontakt geschlossen ist.

Das obere Ende 13 des verschiebbaren Mitnehmers 9 wird so zu einem gabelförmigen drehbaren Mitnehmer 14 gedrückt, der sich um eine Achse 15 bewegt. Drehbar auf diese Achse 15 montiert, befindet sich zwischen den beiden Schenkeln des Mitnehmers 14 ein Anker 16 aus magnetisierbarem Material, unter dem sich ein Schenkel oder Steg des Mitnehmers 14 erstreckt, so daß, wenn der Mitnehmer 14 im Verhältnis zum Anker 16 freigegeben wird, dieser den Mitnehmer gegen den Uhrzeigersinn bewegt, wenn er in dieser Richtung verschoben wird. Eine separate schwache Spannfeder 17 neigt dazu, den Anker in die Ruheposition zurückzubewegen, dargestellt in Fig. 1.

Wenn der Anker 16 vom elektromagnetischen Antrieb angezogen wird, der durch die Spule 5 und die Armatur in Gestalt eines E 6 gebildet wird, zieht er den drehbaren

Anker 14 mit und schiebt den verschiebbaren Mitnehmer 9 nach unten in die Schließstellung der Hauptkontakte 4. Außerdem betätigt, nach einem gewissen anfänglichen Weg, der Anker 16 mit seinem freien Ende 23 den Hilfskontakt 8, der sich öffnet (siehe Fig. 7). Man versteht, daß während des ersten Teils der Bewegung des Mitnehmers 9 und des Ankers 16 der Hilfskontakt 8 geschlossen bleibt, und die Spule direkt gespeist wird; der Anker und der Mechanismus werden schnell verschoben und überwinden die Federkraft. Wenn der Hilfskontakt 8 sich öffnet, wird der Widerstand in Serie geschaltet und die elektromagnetische Kraft geht zurück, die Bewegung der beweglichen Teile setzt sich jedoch fort, und der durch den Widerstand begrenzte Strom, der zur Spule gelangt, reicht aus, um den Anker gegen die feste Armatur zu ziehen und so die Kontakte 4 in der geschlossenen Stellung (oder der geöffneten Position, falls es sich um ein Öffnungsschütz handelt) zu halten.

Durch eine Öffnung im oberen Teil des Gehäuses 1 ragt der Hebel des Schiebeschalters 18, der von einer Feder 19 nach links gedrückt wird. Dieser Schalter weist zwei Vorsprünge 19 und 20 auf, die nach unten gerichtet und quer versetzt sind, so daß sich der erste Vorsprung 19 über dem Mitnehmer 14, der zweite Vorsprung 20 über der Anker 16 befindet. Der erste Vorsprung 19 wirkt mit einer schiefen Ebene 21 des Mitnehmers 14 zusammen, so daß, wenn man, ausgehend von der Position "Automatikbetrieb" des Schalters 18, dargestellt in Fig. 1, den Schalter nach rechts bewegt, der Vorsprung 19 den Mitnehmer 14 gegen den Uhrzeigersinn verschiebt, wie man in Fig. 2 sieht, während der Anker 16 unbewegt bleibt. Gegen Ende der Bewegung veriäßt der Vorsprung 19 die schiefe Ebene 21 und befindet sich in Kontakt mit der Oberseite des Mitnehmers 14. in dieser Stellung hat der zweite Vorsprung 20, der die Gestalt einer Mitnehmernase hat, einen Vorsprung 22 überwunden, der von der Oberseite des Ankers 16 gebildet wird, so daß der Schalter 18 in der Position "Zwangsbetrieb" blockiert wird, in der er den verschiebbaren Mitnehmer 9 in einer niedrigen Position hält, so daß die Hauptkontakte 4 geschlossen sind (Fig. 3).

Wird in dieser Stellung "Zwangsbetrieb" das Steuersigna! ins Netz gesandt, z.B. ein Signal "Nacht", wird der Anker 16 plötzlich über seinen gesamten Weg verschoben

und wirkt, nach einem gewissen Weg, auf den Hilfskontakt 8, der sich öffnet und den HilfsWiderstand zwischenschaltet, während der Anker seine Abwärtsbewegung beendet und durch den Reststrom, der durch die mit dem Sparwiderstand 7 in Serie geschaltete Spule fließt, weiterhin gegen die Armatur 6 gezogen wird.

Außerdem hat die Drehung des Ankers 16 im Gegenuhrzeigersinn die Nase 20 des Schalters 18, freigegeben, der nun durch seine Feder in die Stellung "Automatikbetrieb" zurückgedrückt wird, wo er bleibt, nachdem er den Mitnehmer 14 freigegeben hat (Fig. 4).

Es wird deutlich, daß man auf diese Weise ein Schaltschütz erzielt, bei dem die Öffnung des Hilfskontaktes immer durch eine Verschiebung über einen erhebliche Teil der Bewegung des Elektromagnetankers 16 sichergestellt wird. Außerdem wird der Schalter 18 durch die Abwärtsbewegung des Ankers leicht freigegeben, wobei er durch einen Vorsprung 22, der eine große Höhe aufweisen kann, sicher in der oberen Stellung des Ankers gehalten wird.

Selbstverständlich kann die Erfindung auf vielfältige Weise variiert werden. So können der Mitnehmer 14 und der Anker 16, statt von einer Seite zur anderen verschoben zu werden, übereinander geschoben werden. Auch könnte der Anker, statt über den Mitnehmer 14 auf den verschiebbaren Mitnehmer 9 zu wirken, direkt auf den Mitnehmer 9 wirken, Es ist auch möglich, den Mitnehmer 14 wegfallen zu lassen und dem Schalter 18 eine solche Form zu geben, daß er den verschiebbaren Mitnehmer von seiner in Fig. 1 gezeigten Stellung direkt in die in Fig. 3 gezeigte Stellung bewegt.Schließlich könnte, statt eines drehbaren Ankers, der bewegliche Anker des Elektromagneten auch verschiebbar sein. Ebenso könnte der Mitnehmer verschiebbar statt drehbar sein.

Claims

Ansprüche:

1. Schaltschütz in einem Gehäuse (1), mit einem Hauptstromkreis mit einem oder mehreren beweglichen Kontakten (4), mit Anschlußklemmen für den Hauptstromkreis, mit einem elektromagnetischen Antrieb (5,6), mit einem durch eine Armatur oder einem beweglichen Anker (16) des Antriebs betätigten Mechanismus (9), der sich zwischen dem Antrieb und dem oder den beweglichen Kontakten (4) befindet, um diese zu betätigen, wenn der Antrieb durch die Übertragung eines Signals ins Netz mit Strom versorgt wird und wieder zu öffnen, wenn kein Strom fließt, mit einem Steuerkreis zur Speisung des elektromagnetischen Antriebs, mit einem Sparwiderstand (7), der normalerweise durch einen beweglichen Hilfskontakt (8) kurzgeschlossen wird und mit dem elektromagnetischen Antrieb in Serie geschaltet ist, wenn der Hilfskontakt betätigt wird und mit einem Schalter (18), der manuell in eine Stellung "Automatikbetrieb" gestellt werden kann, in der die Hauptkontakte durch ein ins Netz gesandtes Signal betätigt und nach Beendigung des Signals wieder gelöst werden, sowie in eine Stellung "Zwangsbetrieb", in welcher der Schalter den Mechanismus in die Betätigungsstellung der Hauptkontakte (4) manuell zurückbewegt und dort hält, so daß bei Wirken eines Steuersignals, wenn sich der Schalter in der Stellung "Zwangsbetrieb" befindet, die Betätigung des elektromagnetischen Antriebs die Betätigung des Hilfskontaktes (8) hervorruft,

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um den Sparwiderstand (7) in Serie mit dem elektromagnetischen Antrieb zu setzen sowie die Auslösung des Steuerschalters (18), der zurückgeführt wird, in die Stellung &ldquor;Automatikbetrieb" durch eine Mitnehmervorrichtung zu bewirken,

dad urch gekennzeichnet,

daß der Mechanismus (9) des Hauptkontaktes so angeordnet ist, daß er unmittelbar durch den Steuerschalter (18) betätigt wird, wenn dieser nach seiner Stellung &ldquor;Zwangsbetrieb" verschoben ist, während die Armatur oder der bewegliche Anker (16) des elektromagnetischen Antriebs kaum oder gar nicht vom Handschaiter beeinflußt wird, wenn dieser in diese Stellung bewegt wird.

2. Schaltschütz nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch , daß es einen
Mitnehmer (14), der durch einen Schalter (18) betätigt wird, wenn dieser in die Stellung "Zwangsbetrieb" bewegt wird, um den Betätigungsmechanismus des Hauptkontaktes (4) zu betätigen, so daß bei Wirken eines Steuersignals der Anker über seinen gesamten Weg bewegt wird, unabhängig davon, ob sich der Handsteuerschalter (18) in der Position "Zwangsbetrieb" oder in der Position "Automatik" befindet.

3. Schaltschütz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Mitnehmer (14) drehbar ist, vorzugsweise um dieselbe Achse, wie der Anker (16).

4. Schaltschütz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker den Hilfskontakt (8) direkt betätigt.

5. Schaltschütz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (16) von einer eigenen Spannfeder (17) in die Ruhestellung bewegt wird.

6. Schaltschütz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mitnehmer und Anker nebeneinander angeordnet werden.

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7. Schaltschütz nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer mit einem Vorsprung versehen ist, welcher den Handschaiter (18) in die Position "Zwangsbetrieb" bewegt, falls der Anker (16) nicht gegen den Mitnehmer gestoßen ist, um diesen um ein kurzes Stück zu verschieben und den Schalter freizugeben.

&ldquor; 8. Schaltschütz nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (16) einen Mitnehmervorsprung (22) des Handsteuerschalters aufweist, der es ermöglicht, den Schalter in der Stellung "Zwangsbetrieb" zu halten und ihn freizugeben, damit er in die Position "Automatikbetrieb" bewegt werden kann, wenn der Anker betätigt wird.

9. Schaltschütz nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Mitnehmer (14) und der Anker (16) nebeneinander angeordnet werden und um eine gemeinsame Achse (15) gelagert sind, wobei der Mitnehmer eine schiefe Ebene (21) aufweist, die mit einem ersten Vorsprung (19) des Handschalters (18) zusammenwirkt, während der Anker eine Erhöhung oder einen Vorsprung (22) aufweist, der mit einem zweiten, nasenförmigen Vorsprung (20) des Schalters (18) zusammenwirkt, um den Steuerschalter in der Stellung "Zwangsbetrieb" zu blockieren, wenn der erste Vorsprung (19), der mit der schiefen Ebene zusammenwirkt, den Mitnehmer (14) in die Betätigungsstellung des Mechanismus (9) zurückgeschoben hat.