DE3503431A1

DE3503431A1 - Kontakt, der mit einem magnetischen ausgleicher mit einstellbarer freigabeschwelle ausgeruestet ist, und schuetz mit einem derartigen kontakt

Info

Publication number: DE3503431A1
Application number: DE19853503431
Authority: DE
Inventors: Jean Pierre Bezons Guery; Guy Henri Maisons Laffitte Lacan
Original assignee: La Telemecanique Electrique SA
Current assignee: Telemecanique SA
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1985-02-01
Publication date: 1985-08-08
Also published as: JPS60182633A; FR2559308B1; US4593260A; FR2559308A1; IT1184872B; IT8519292A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die die glatte Öffnung der beweglichen Kontakte eines Geräts zur Stromunterbrechung unter Last, wie beispielsweise eines Schützes, gestattet, das mindestens zwei feststehende Kontakte und eine bewegliche Kontaktbrücke besitzt, die mit mindestens zwei beweglichen Kontakten ausgerüstet ist, die unter der Einwirkung einer Polfeder in der geschlossenen Stellung des Schützes an den feststehenden Kontakten zum Anliegen kommen.

Allgemein ist bekannt, daß, wenn Kontaktkreise von Strömen durchflossen werden, die anormale überstärken aufweisen, beispielsweise bei einem Kurzschluß, die Kontakte Abstoßungskräften durch elektrodynamische Wirkung unterliegen. Diese Erscheinung tritt insbesondere in Kontaktkreisen auf, die feststehende Kontaktträgerleiter besitzen, die in Form eines J gebogen sind, und zwar infolge des Durchgangs von Strömen entgegengesetzter Richtung in einem der beiden Schenkel des J und in der beweglichen Kontaktbrücke.

Sobald hierbei der Strom eine Überstromstärkeschwelle erreicht, überschreiten diese Abstoßungskräfte die Wirkung der Polfeder und bewirken die Öffnung des Kontakts, was sich in einer Unterbrechung des Stroms äußert. Diese Unterbrechung des Stroms bringt das Verschwinden der Abstoßungskräfte mit sich, so daß die beweglichen Kontakte, auf die die Feder drückt, auf die feststehenden Kontakte zurückfallen und auf diese Weise den Kreis wieder schließen.

Im Fall von großen Überstromstärken, wobei diese Abstoßung sehr deutlich ist, werden die beweglichen Kontakte von den feststehenden Kontakten sicher entfernt, und die Gefahren einer Wiederschließung unter Strom sind gering.

Dagegen stellt sich heraus, daß sich die Abstoßungskräfte bei weniger starken tiberstromstärken in Nähe der Stromspitze zeigen und, da sie viel kleiner sind, wenn sie nachlassen, die Kontakte sich auf einem noch starken Strom schließen, so daß sich daraus eine beträchtliche Gefahr der Verschweißung ergibt, die zu den anderen Gefahren der Zerstörung des Geräts und zum unvermeidlichen Verschleiß der Kontakte hinzukommt.

Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde vorgeschlagen, die Wirkung dieser Abstoßungskräfte während des Zeitraums zwischen der Aufbringung der Überstromstärke und der öffnung des Kreises auszugleichen, um zu vermeiden, daß sich die feststehenden und beweglichen Kontakte ungewollt trennen können, und zwar mit den daraus sich ergebenden Konsequenzen bei manchen Werten der überStromstärke.

Dieser Ausgleich kann gemäß der in der französischen Patentanmeldung Nr. 81 22957 vorgeschlagenen Lösung mit Hilfe eines ersten Teils aus magnetischem Werkstoff erreicht werden, das die Form eines U besitzt, dessen Basis mit der Betätigungseinrichtung des Schützes gekuppelt ist, und ein zweites magnetisches Teil, das mit der beweglichen Kontaktträgerbrücke fest verbunden ist und so ausgebildet ist, daß es mit den oberen Enden der Schenkel des U des ersten Teils einen Luftspalt bildet, wobei die bewegliche Kontaktträgerbrücke in die öffnung des U's des ersten Teils eintritt, um einen zweiten Luftspalt zu bilden. Solange bei einer derartigen Vorrichtung die Stärke des Uberlaststroms unter einer Stromstärkeschwelle bleibt, übt das zweite magnetische Teil auf das erste eine Anziehungskraft aus, die ausreicht, um der Wirkung der Abstoßungskräfte entgegenzuwirken, über dieser überstromstärkeschweiie erreicht die von dem Ausgleicher ausgeübte Kraft einen Grenzwert infolge der Sättigung der Teile aus magnetischem Werkstoff, während die Abstoßungskräfte zwischen den Kontakten weiterhin ansteigen, so daß es zu einer öffnung des Kontakts kommt.

Bei einer derartigen Vorrichtung existieren jedoch Betriebszonen, in denen die resultierende Kraft auf der Kontaktbrücke sich langsam in Abhängigkeit von den überstärken des in der Kontaktbrücke fließenden Stroms ändert. Wenn sich diese geringe Änderung auf die Aufhebung der Kraft auf den Kontakt vollzieht, ist die Öffnungsgeschwindigkeit des Kontakts gering, was Störungsgefahren bei der Unterbrechung von der oben beschriebenen Art mit sich bringt.

Man kennt ferner insbesondere aus der französischen Patentanmeldung Nr. 81 15606 eine Vorrichtung, die die Freigabe der beweglichen Kontakte von Schützen gestattet, so daß die Kurzschlußströme begrenzt werden. Bei dieser Vorrichtung ist insbesondere eine Schwellenkupplung zwischen der beweglichen Kontaktbrücke und der ihr zugeordneten Betätigungseinrichtung vorgesehen. Bei dieser Vorrichtung besteht die Schwellenkupplung aus Kugeln, die direkt in einer Stange sitzen, die mit der beweglichen Kontaktbrücke fest verbunden ist, und mit einer elastischen Klemme zusammenwirken, die mit der Betätigungseinrichtung verbunden ist. Es zeigt sich also, daß bei dieser Vorrichtung die Polkraft eine ständige Belastung auf der Schwellenkupplung mit sich bringt, wenn man sich im Arbeitszustand befindet, selbst wenn der Strom kleiner als der normale Betriebsstrom ist. Diese Belastung, kombiniert mit der hohen Zahl von Betätigungen, die die Geräte unter normalen Betriebsbedingungen durchführen müssen, bewirkt eine Ermüdung der Kupplung, die eine starke Abweichung der Längshaltekraft und infolgedessen eine große Streuung der überstromstärkewerte mit sich bringen kann, die Freigabe der Kupplung bewirken.

Ziel der Erfindung ist es deshalb, alle diese Nachteile zu beseitigen. Sie schlägt deshalb einen Kontakt vor, bei dem eine Vorrichtung zum Ausgleich der Abstoßungskräfte von einem ähnlichen Typ, wie er in der genannten französischen Patentanmeldung Nr. 81 22957 beschrieben wird, bei der jedoch, wenn die elektrodynamische Abstoßungskraft infoige einer anormalen über-

Stromstärke einen vorbestimmten Wert überschreitet, die öffnung der Kontakte mit einer beträchtlich erhöhten Geschwindigkeit geschieht und zumindest zeitweise aufrechterhalten wird.

Um dieses Ergebnis zu erreichen, besitzt der Kontaktkreis gemäß der Erfindung zunächst wie oben erwähnt mindestens zwei feststehende Kontakte und eine bewegliche Kontaktbrücke, die durch eine Betätigungseinrichtung betätigt ist und mindestens zwei bewegliche Kontakte trägt, die sich jeweils unter der Wirkung einer Polfeder in geschlossener Stellung des Schützes an die beiden feststehenden Kontakte anlegen. Die Verbindung zwischen der beweglichen Kontaktbrücke und der Betätigungseinrichtung wird mit Hilfe eines magnetischen Ausgleichers hergestellt, der eine Ausgleichskraft erzeugt, die bestrebt ist, die beweglichen Kontakte an die feststehenden Kontakte unter der Wirkung des Stroms anzulegen, der in der beweglichen Kontaktbrücke fließt, und zwar entgegen der Wirkung der Abstoßungskräfte, die hierbei zwischen diesen Kontakten auftreten. Gemäß der Erfindung wird die Verbindung zwischen dem magnetischen Ausgleicher und der Betätigungseinrichtung mit Hilfe einer magnetischen Kopplungsvorrichtung hergestellt, die so beschaffen ist, daß, wenn diese Ausgleichskräfte sich über eine vorbestimmte Schwelle erheben, der magnetische Ausgleicher sich aus der Betätigungseinrichtung auskoppelt und unwirksam wird und daß man infolgedessen eine sehr plötzliche Änderung der resultierenden Abstoßungskraft, die auf die bewegliche Kontaktbrücke ausgeübt wird, und eine sehr schnelle öffnung des Schützes in den glatt geöffneten Zustand erhält.

Genauer gesagt, kann der genannte magnetische Ausgleicher mindestens ein erstes Teil aus einem weichmagnetischen Werkstoff, das mit der Betätigungseinrichtung fest verbunden ist, und ein zweites Teil aus einem weichmagnetischen Werkstoff besitzen, das von der beweglichen Kontaktbrücke getragen ist und mit dem ersten Teil einen Luftspalt e bildet, in dessen Höhe die Ausgleichskräfte ausgeübt werden, die durch den Durchgang des Stroms in der beweglichen Kontaktbrücke erzeugt werden.

In diesem Fail wird die Verbindung zwischen dem ersten Teil aus weich magnetischem Werkstoff und der genannten Betätigungseinrichtung mit Hilfe einer magnetischen Kupplung hergestellt, die einen magnetischen Verankerungskreis besitzt, der von zwei zueinander beweglichen Teilen gebildet ist, und zwar einem ersten Teil, der mit dem ersten Teil aus weich magnetischem Werkstoff fest verbunden ist, und einem zweiten Teil, der mit der Betätigungseinrichtung fest verbunden ist. Vorzugsweise besteht der erste Teil dieses magnetischen Verankerungskreises aus einer Palette aus einem weich magnetischen Werkstoff, während der zweite Teil entweder aus einem Dauermagnet oder aus einem Elektromagnet bestehen kann, an dem die Palette zur Anlage kommt.

Es ist deutlich, daß bei dem oben beschriebenen Kontakt, wenn die Ausgleichskräfte größer als die Anziehungskräfte werden, die zwischen den beiden Teilen der erwähnten magnetischen Kupplung ausgeübt werden, diese sich plötzlich auskuppelt, indem sie den magnetischen Ausgleicher unwirksam macht, was die vollständige Abstoßung der beweglichen Kontaktbrücke bewirkt. Der Kontakt befindet sich nun im glatt geöffneten Zustand und die beweglichen Kontakte fallen anschließend erst nach der Unterbrechung des Stroms zurück. Beim Zurückfallen wird der erste Teil der magnetischen Kupplung wieder zu dem zweiten Teil angezogen, und man erhält auf diese Weise eine automatische Rückstellung des Kontakts.

Es ist natürlich möglich, eine Vorrichtung vorzusehen, die die Verzögerung der Rückkehr der Kontakte in den zurückgestellten Zustand gestattet, oder eine Vorrichtung, die eine zumindest zeitweise Blockierung im ausgerückten Zustand gestattet, so daß die automatische Rückstellung nur beabsichtigterweise möglich ist oder einfach dann, wenn der Kurzschlußstrom verschwunden ist. Eine derartige Verzögerung gestattet insbesondere die Verschiebung des Lichtbogenfußes und die Abkühlung der ünterbrechungszone vor der Wiederschließung des Kontakts auf einem begrenzten Strom. Es ist deutlich, daß der

oben beschriebene Kontakt nicht die Nachteile der Vorrichtungen besitzt, die eine Schwellenkupplung zwischen der beweglichen Kontaktbrücke und der Betätigungseinrichtung der in der obengenannten französischen Patentanmeldung beschriebenen Art benützen. Bei diesem Kontakt tritt nämlich keinerlei Ermüdung der magnetischen Kupplung auf, so daß der überstromstärkenwert, der die Trennung des magnetischen Ausgleichers bewirkt, konstant ist, und zwar unabhängig von der Anzahl von Betätigungen, die vor dem Auftreten des Kurzschlusses durchgeführt wurden. Außerdem kann die Schwelle der Trennung der magnetischen Kupplung unter der Einwirkung der Ausgieichskräfte eingestellt werden, indem beispielsweise mit Hilfe einer Stellschraube der Luftspalt des Ausgleichers reguliert wird. Ebenso ist es möglich, den Magnetfluß des magnetischen Kreises zu regulieren, der von der magnetischen Kupplung gebildet wird, und zwar beispielsweise in dem Fall, in dem dieser einen Elektromagnet aufweist, z.B. durch Regulierung der Stärke des Stroms, der die Spule des Elektromagnets speist.

Wie oben erwähnt wurde, kann die oben beschriebene Vorrichtung zur Bildung eines Schützes dienen, bei dem die Betätigungseinrichtung mit dem Anker eines Elektromagnets verbunden ist. Der Speisekreis dieser Spule kann hierbei durch einen Schnellunterbrechungskontakt gesteuert sein, dessen beweglicher Teil mechanisch mit dem magnetischen Ausgleicher verbunden ist, so daß er zwei Zustände annehmen kann, und zwar:

- einen geschlossenen Zustand, wenn der magnetische Ausgleicher mit der beweglichen Einrichtung gekuppelt ist, und

- einen geöffneten Zustand, wenn der magnetische Ausgleicher aus der beweglichen Einrichtung ausgekuppelt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im nachstehenden unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben; hierbei zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht, die das Prinzip eines Kontaktes veranschaulicht, der mit einem System zum magnetischen Ausgleich der auf die Kontakte ausgeübten Abstoßungskräfte ausgerüstet ist;

Fig. 2 eine schematische Ansicht, die den magnetischen Kreis des Ausgleichers zeigt, der in dem in Fig. 1 gezeigten Kontakt benutzt wird;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der feststehenden Kontakte und der beweglichen Kontaktbrücke des in Fig. 1 gezeigten Kontaktes;

Fig. 4 ein Diagramm, das in Abhängigkeit von der Stärke des Stroms die Änderungsverläufe der auf die bewegliche Kontaktbrücke wirkenden Kräfte zeigt;

Fig. 5 einen schematischen Teiischnitt durch einen Kontakt, der mit einem magnetischen Ausgleicher ausgerüstet ist, der mit der Betätigungseinrichtung über eine magnetische Kopplung verbunden ist;

Fig. 6 ein Diagramm, das die Änderungsverläufe der Kräfte liefert, die auf die bewegliche Kontaktbrücke eines Kontakts von dem in Fig. 5 gezeigten Typ ausgeübt werden;

Fig. 7A bis 7C Schnittansiditen, die die Arbeitsweise des in Fig. 5 gezeigten Kontakts veranschaulichen;

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer elektrischen Anlage, die mehrere Schütze besitzt, die einen selektiven Schutz der Anlage gewährleisten.

Wie im Vorhergehenden erwähnt wurde, zeigt Fig. 1 ein Beispiel eines Kontaktkreises, der mit einem magnetischen Ausgleicher von dem in der obengenannten französischen Patentanmeldung 22957 beschriebenen Typ ausgerüstet ist. Bei diesem Aus-

gleicher besitzt die Betätigungseinrichtung ein isolierendes Teil oder Schieber 1, der einen unmagnetischen Kupplungsbügel 2 über eine Polfeder 3 mitnimmt, die im Arbeitszustand die Kontaktkraft bei Fehlen von jedem Strom bestimmt. Die bewegliche Kontaktbrücke 4 in Form eines Balkens ist mit dem Ki^plungsbügel 2 über eine magnetische Palette 5 verbunden, die mit einem magnetischen U 6, das die Kontaktbrücke 4 umschließt, den Magnetkreis eines Elektromagnets bildet, dessen Arbeitsweise in Fig. 2 veranschaulicht ist. Der Strom I, der durch die bewegliche Kontaktbrücke 4 fließt, erzeugt in dem Magnetkreis, der von der Palette 5 und dem magnetischen U 6 gebildet ist, einen Magnetfluß φ, von dem der Teil, der den Luftspalt e durchquert, zwischen der Palette 5 und dem magnetischen U 6 und infolgedessen zwischen der beweglichen Kontaktbrücke 4 und dem magnetischen U 6 die Ausgleichskraft erzeugt. Die feststehenden Kontakteträger 7, 7' können zweckmäßigerweise die Form eines J besitzen, um die elektrodynamische Abstoßung F (Fig.3) zu begünstigen, wenn ein starker Strom, wie eine KurζschiußüberStromstärke, in dem Kontaktkreis fließt.

Bei dieser bekannten Ausführungsform ist das magnetische U des Ausgleichers starr mit dem isolierenden Schieber 1 verbunden. Auf diese Weise bleibt die Ausgleichskraft, die zwar proportional abnimmt, da der Luftspalt e größer wird, wenn der Kontakt beginnt sich zu öffnen, bei der öffnung des Kontakts durch Abstoßung auf einem Kurzschluß bestehen und ist auf diese Weise bestrebt, die öffnung zu verlangsamen. Die Änderungen der Ausgleichs- und Abstoßungskräfte sowie die Änderung der resultierenden Kraft auf die bewegliche Kontaktbrücke sind in dem Diagramm von Fig. 4 dargestellt, in dem die Kurve K^ die von der Ausgleichsvorrichtung ausgeübte Kraft darstellt, die Kurve K2 die resultierende Kraft darstellt, die auf die beweglichen Kontakte einwirkt, die Gerade K^ die Polkraft darstellt, die von der Polfeder ausgeübt wird, und die Kurve K^ die Abstoßungskraft darstellt.

Auf dieser Fig. 4 sind die verschiedenen Kräfte, die auf die Kontaktbrücke 4 einwirken, in Abhängigkeit von der den Kontakt durchquerenden Stromstärke dargesteiit. Die Kraft der Feder 3 (Poikraft, Gerade Kj), die durch den Kopplungsbügel übertragen wird, ist konstant. Die Abstoßungs- und Ausgieichskräfte sind bei den Normalbetriebsströmen I_e vernachlässigbar, die stets sehr viel kleiner als die Kurzschlußüberstromstärken sind. Diese Normalbetriebsströme I können beispielsweise weniger als 50 mal kleiner als die Stromstärke I sein, die durch Abstoßung die öffnung bewirkt. Wenn die Stromstärke steigt, steigt die Ausgleichskraft anfangs schneller als die Abstoßungskraft, und dann, wenn die magnetische Sättigung des Ausgleichers auftritt, steigt die Ausgleichskraft weniger schnell. Die resultierende, auf die Kontakte einwirkende Kraft, die zu Beginn zunahm, nimmt also ab und kehrt sich dann um, indem sie die öffnung des Kontakts bewirkt.

Obwohl die Ausgleichskraft, sobald sich der Kontakt öffnet, bestrebt ist, infolge der Vergrößerung des Luftspalts e des Ausgleichers abzunehmen, kann die Änderungsgeschwindigkeit der resultierenden Kraft zum Zeitpunkt des Nulldurchgangs nicht schnell genug sein, um eine vollständige Unterbrechung zu gewährleisten, wenn die Kurzschlußstromstärke gerade über dem Gleichgewichtspunkt liegt, bei dem die resultierende Kraft nahe Null ist.

Wie oben erwähnt wurde, ist Fig. 5 eine Schnittansicht eines magnetischen Ausgleichers, der mit der Betätigungseinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine magnetische Kupplung gekuppelt ist. Auf dieser Figur findet man eine bewegliche Kontaktbrücke 4 wieder, die mit der Palette 5 des Ausgleichers fest verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen diesen beiden Teilen mit Hilfe einer Vorrichtung ausgeführt ist, die die Regulierung ihrer jeweiligen Stellung mit Hilfe einer Schraube 11 gestattet, so daß die Breite des Luftspalts e zwischen der Palette 5 und dem magnetischen U6 eingestellt werden kann.

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Bei diesem Ausführungsbeispiei besitzt die Betätigungseinrichtung 1 jedoch zwei koaxiale Kammern 12, 13, die voneinander durch eine Trennwand 14 getrennt sind, die mit zwei entgegengesetzten Durchgängen 15,16 versehen ist.

In der oberen Kammer 12 sind axial gleitend das magnetische U 6 des Ausgleichers sowie der Kupplungsbügel 2 montiert, der die beiden Bohrungen 15,16 durchsetzt und sich in das Innere der Kammer 13 erstreckt. Die Polfeder 3 stützt sich nun zwischen der Trennwand 14 und dem Boden 17 des Bügels 2 ab, so daß sie eine Kraft ausübt, die bestrebt ist, die magnetische Palette 5 an das magnetische U 6 und die bewegliche Kontaktbrücke 4 an die feststehenden Kontakte anzudrücken.

Ferner sind die Trennwand 14 sowie der Boden 17 des Kopplungsbügels 2 mit zwei koaxialen Bohrungen versehen, durch welche eine starre und leichte Stange 18 tritt, die mit einem ihrer Enden an dem Steg des magnetischen U's 6 befestigt ist und an ihrem anderen Ende eine Palette 20 aus weichmagnetischen Metall trägt, die den beweglichen Teil eines Magnetkreises 21 mit Dauermagnet bildet, dessen feststehender Teil 22 und 23 mit der Betätigungseinrichtung 1 fest verbunden ist.

Im geschlossenen Zustand des Kontakts (wie in Fig. 5 dargestellt) übt die Palette 20 des Magnetkreises 21 (der die Rolle einer Verriegelungsvorrichtung mit Lastbruch bildet) auf das magnetische ü 6 eine Haltekraft aus, die sich der Kraft des Ausgleichers widersetzt. Durch Regulierung des Luftspalts e mit der Spannschraube 11, wird die Kraft des Ausgleichers eingestellt, so daß sich die Palette 20 bei einem festgelegten Wert des Kurzschlußstroms abhebt. Hierbei ist zu bemerken, daß die Einstellung des Luftspalts e aufgrund der geringen Neigung der Polfeder 3 keinen Einfluß auf die auf die Kontakte ausgeübte Kraft hat.

Ab dem Beginn der öffnung ihres Kreises nimmt die Haltekraft,

die zwischen der Palette 20 und dem feststehenden Teil 22, 23 des Magnetkreises 21 ausgeübt wird, stark ab, wobei sie die Reaktion des magnetischen Ausgleichers annuliert und die vollständige Abstoßung der beweglichen Kontaktbrücke 4 zuläßt.

Das in Fig. 6 dargestellte Diagramm macht die Vorteile anschaulicher, die ein Kontakt mit magnetischem Ausgleich, der mit einer magnetischen Kupplung ausgerüstet ist, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist. Auf diesem Diagramm tragen die Kurven, die denen des Diagramms von Fig. 4 entsprechen, dieselben Bezugszahlen, jedoch mit einem Strichindex versehen.

So findet man auf Fig. 6 die Zunahme der positiven resultierenden Kraft (Kurve K'₂)auf die bewegliche Kontaktbrücke 4 bis zu einem Wert Ia der Stärke des Kurzschlußstroms wieder, der einer Ausgleichskraft (Kurve K¹..) entspricht, die gleich der Auskupplungskraft Fa des Magnetkreises 21 ist. Sobald er unter der Wirkung der Ausgleichskraft freigegeben ist, wird der Teil 6 des Ausgleichers zu dem Teil 5 angezogen und kommt am Hubende an der beweglichen Brücke 4 in Anschlag, wobei er auf diese Weise die Ausgleichskraft (Kurve K¹^) annuliert und auf die bewegliche Brücke 5 einen Stoß ausübt. Infolgedessen wird die resultierende Kraft (Kurve K'₂) plötzlich negativ und wird nach der Schockerscheinung gleich der Polkraft minus der Abstoßungskraft, die viel größer als diese Polkraft ist. In dem Beispiel von Fig.6 überlagern sich die Kurven K'₄ und K'₂ ab dem Punkt Ia einander in etwa.

Die Trägheit der beweglichen Einheit, die das magnetische U 6, die Stange 18 und die Palette 8 aufweist, kann außerdem mit Hilfe einer Abhebefeder 25 ausgeglichen werden, die zwischen der Palette 20 und dem feststehenden Teil 22, 23 des Magnetkreises 21 angeordnet ist. Diese Feder 25 gestattet die Beförderung der beweglichen Einheit 6, 18, 20 zu Beginn des Abhebens der Palette 20 von dem feststehenden Teil 22, 23.

Es ist zu bemerken, daß die Verbindung zwischen der Stange 18

und der Palette 20 so beschaffen ist, daß eine Kugelgelenkwirkung zwischen diesen beiden Teilen gewährleistet wird und auf diese Weise eine spannungsfreie Anordnung der Palette 20 auf dem feststehenden Teil 22,23 des Magnetkreises 21 erhalten wird.

Zu diesem Zweck wird die Stange 18 durch einen Kopf 26 beendet, der in einer Aussparung der Palette 20 sitzt und eine Auflagefläche besitzt, die im wesentlichen kugelförmig ist und mit einer kugelförmigen Fläche dieser Aussparung zusammenarbeitet. In diesem Fall stützt sich die Feder 25 an dem Kopf 26 ab, so daß das Spiel unterdrückt wird, das in der Kugelgelenkverbindung 20-26 bestehen könnte.

Der im Vorhergehenden beschriebene Kontakt kann außerdem eine Vorrichtung zur Regulierung der Stange 18 in der Länge besitzen, die den Ausgleich der Toleranzen in den jeweiligen Stellungen des feststehenden Teils 22,23 des Verankerungsmagnetkreises 21 und der Trennwand 14 gestatten.

Die Fig. 7A bis 7C veranschaulichen die Arbeitsweise des in Fig.5 gezeigten Kontakts.

So befindet sich die Einheit des Kontakts in Fig. 7A in Ruhe, wobei die Palette 20 an den feststehenden Teil 22, 23 des Verankerungsmagnetkreises 21 angedrückt ist. Die Betätigungseinrichtung 1 ist hierbei in der oberen Stellung und hebt die bewegliche Kontaktbrücke 4 an.

In Fig. 7B ist der Kontakt in Arbeitsstellung dargestellt. Die Betätigungseinrichtung 1 befindet sich in unterer Arbeitsstellung, die Kontakte der beweglichen Kontaktbrücke 4 liegen an den feststehenden Kontakten mit einer Kontaktkraft an, die durch die Kompression a der Polfeder 3 verursacht wird. Der Luftspalt zwischen der Palette 5 und dem magnetischen U 6 des Ausgleichers ist auf seiner Arbeitsbreite e.

In Fig. 7 C ist die Betätigungseinrichtung 1 ebenfalls in unterer Arbeitsstellung. In diesem Fall jedoch ist die Palette 20 des Verankerungsmagnetkreises 21 in ausgekuppelter Stellung und das magnetische U 6 kommt an der beweglichen Kontaktbrücke 4 zum Anschlag, die den elektrodynamischen Abstoßungskräften unter der Einwirkung eines Kurzschlußstroms unterliegt.

Von dieser Stellung an kehrt der Kontakt in die in Fig. 7B dargestellte Arbeitsstellung zurück, wenn der Durchgang des Stroms durch die bewegliche Brücke 4 und die elektrodynamischen Abstoßungskräfte, die dadurch entstehen, aufgehört haben.

Wie oben erwähnt, kann diese Rückkehr in die Arbeitsstellung verzögert sein. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Beispiel wird diese Verzögerung durch eine Membrane 28 gewährleistet, die in dem unteren Teil der Kammer 13 angeordnet ist und durch die die Stange 18 hindurchtritt. Diese Membran 28 bildet einen Luftdämpfer mit Einrichtungswirkung in diesem Sinne, daß sie ohne Wirkung in der Abstoßungsrichtung des Kontakts ist, aber eine Verlangsamung der Rückkehr des Kontakts in die Arbeitsstellung (oder rückgestellte Stellung) bewirkt, so daß die Wiederschliessung des Kontakts vor Löschung des ünterbrechungsbogens vermieden wird. Diese Membran 28 kann außerdem auch den Staubschutz gewährleisten, um die magnetische Auflagefläche der Palette und des feststehenden Teils 22, 23 des Verankerungsmagnetkreises 21 in Takt zu halten.

Wie oben erwähnt wurde, kann die oben beschriebene Vorrichtung zur Bildung von Schützen dienen. In diesem Fall kann die Betätigungseinrichtung feststehend auf dem beweglichen Anker eines nicht dargestellten Elektromagnets montiert sein, dessen Spule durch einen Speisekreis gespeist ist, der einen Schnellunterbrechungskontakt besitzt.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Beispiel besitzt dieser Schnellunterbrechungskontakt mindestens zwei feststehende Kontakte 29,30,

die von dem feststehenden Teil 22,23 des Verankerungsmagnetkreises 21 getragen werden und an denen die Palette 20 zum Anliegen kommt, die hierbei die Rolle eines beweglichen Kontaktträgers spielt. Wenn hierbei die Palette 20 von dem feststehenden Teil 22, 23 ausgekuppelt ist, ist die Speisung der Spule des Elektromagnets unterbrochen und das Schütz ist bestrebt, in den Ruhezustand zurückzukehren; parallel, wenn der Kurzschiußstrom aufgehört hat, findet der Rückstellungsprozeß statt. Wenn die Unterbrechungszeit des Kurzschlusses kleiner als die für das Schütz nötige Zeit ist, um in die Ruhestellung zurückzukehren (Entpolarisierung des Magnetkreises), findet die Rückstellung statt, während das Schütz weiterhin im geschlossenen Zustand ist, was dem dahinterliegenden Schütz die Zeit gibt, sich auszulösen (Anfangsselektivität).

Die Erfindung ist natürlich nicht auf dieses Merkmal beschränkt. Die Kontaktkreise können nämlich auch eine Vorrichtung besitzen, die eine Blockierung des magnetischen Ausgleichers im getrennten Zustand gestattet. Diese Blockierungsvorrichtung kann aus einer mechanischen Vorrichtung bestehen, deren Entblockierung manuell steuerbar ist, oder aus einer elektromechanischen Vorrichtung, beispielsweise vom Typ eines fernsteuerbaren elektrischen Türöffners.

Wie im Vorhergehenden beschrieben wurde, gestattet die Regulierung der für die Auskupplung des Verankerungsmagnetkreises 21 erforderlichen Kraft die genaue Bestimmung des Werts des Kurzschlußstroms, über welchem sich der Kontakt durch elektromagnetische Abstoßung öffnet.

Auf diese Weise ist es in einer elektrischen Anlage, die mehrere Schütze vom oben beschriebenen Typ besitzt, möglich, an jedem dieser Schütze eine andere Einstellung vorzunehmen, die eine Versetzung der Werte des Stroms gestattet, die die Auskupplung bewirken, und auf diese Weise eine "Selektivität" des Schutzes der Anlage zu erreichen.

Fig. 8 gestattet die Veranschauiichung des Prinzips dieser Selektivität im Rahmen einer elektrischen Anlage mit drei Stufen, und zwar:

- eine erste Stufe mit einem Schütz A,

- eine zweite Stufe mit η Schützen B., B₂, B- ... B_n, deren Eingänge mit dem Ausgang des Schützes A verbunden sind, und

- eine dritte Stufe mit η Schützen C₁, C-,, C-, ... C , deren jeweilige Eingänge mit dem Ausgang des Schützes B, verbunden sind.

Das Schütz A, das am Kopf der Anlage angeordnet ist, hat einen Vorregulierungswert der Stromstärke, die die Auskupplung verursacht, der größer ist als der Vorregulierungswert der Stromstärke, der die Auskupplung der Schütze B₁, B_, B₃ .-.. B bewirkt, wobei dieser Wert selbst höher als der Wert der Stromstärke ist, der die Auskupplung der Schütze C₁, C2/ C₃ ... C_n bewirkt, die dahinterliegen.

Wenn infolgedessen hinter den Schützen C₁, C₂, C₃ ... C ein Kurzschluß auftritt, so kuppelt sich einer dieser Schütze als erster aus.

Es ist zu bemerken, daß, wenn die möglichm Kurzschlußwerte viel größer als die voreingestellten Auskupplungswerte sind, absichtliche Verzögerungen der Auslösung der Speisespule vorgesehen werden können. Wenn nun die Stromstärke eines Kurzschlusses, der hinter einem Schütz C₁, C₂, C₃ ... C_n auftritt, viel größer als die Einstellung des Schützes B ist, öffnet sich das entsprechende Schütz C vor dem Schütz B, welches sich auch öffnet, wobei es die Unterbrechung unterstützt. Dagegen findet die öffnung der Betätigungseinrichtung des Schützes C vor der der Betätigungseinrichtung des Schützes B statt, da die öffnung dieses letzteren absichtlich verzögert ist. Wenn die Unterbrechung einmal gewährleistet ist, schließt sich das Schütz B wieder und nur das betroffene Schütz C ist ausgeschaltet.

Claims

Patentansprüche

. Kontakt, der mit einem magnetischen Ausgieicher mit automatischer Selbstabschaltung ab einer Ausgleichskraftschwelle ausgerüstet ist und der mindestens zwei feststehende Kontakte und eine bewegliche Kontaktbrücke (4) besitzt, die durch eine Betätigungseinrichtung (1) betätigt ist und mindestens zwei bewegliche Kontakte trägt, die sich jeweils unter der Wirkung einer Feder an die beiden feststehenden Kontakte in geschlossener Stellung des Schützes anlegen, wobei die Verbindung zwischen der beweglichen Kontaktbrücke (4) und der Betätigungseinrichtung (1) mit Hilfe eines magnetischen Ausgleichers (5,6) hergestellt ist, der eine Ausgleichskraft erzeugt, die bestrebt ist,

die beweglichen Kontakte an die feststehenden Kontakte unter der Wirkung des in der beweglichen Kontaktbrücke (4) fließenden Stroms anzudrücken, und zwar entgegen der Wirkung der Abstoßungskräfte, die hierbei zwischen diesen Kontakten ausgeübt werden, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindung zwischen dem magnetischen Vergleicher und der Betätigungseinrichtung (1) mit Hilfe einer magnetischen Kupplungsvorrichtung hergestellt ist, die so beschaffen ist, daß, wenn diese Ausgleichskräfte über eine vorbestimmte Schwelle steigen, der magnetische Ausgleicher (5,6) sich von der Betätigungseinrichtung (1) trennt und unwirksam wird und daß man infolgedessen eine sehr starke Änderung der resultierenden Abstoßungskraft, die in der Höhe der Kontakte ausgeübt wird, und eine sehr schnelle öffnung des Schützes in den glatt geöffneten Zustand erhält.
2. Kontakt nach Anspruch 1, bei dem der genannte magnetische Ausgleicher mindestens ein erstes magnetisches Teil (6), das mit der Betätigungseinrichtung (1) fest verbunden ist, und ein zweites weichmagnetisches Teil (5) besitzt, das von der beweglichen Kontaktbrücke (4) getragen ist und mit diesem ersten Teil (6) einen Luftspalt (e) bildet, in dessen Höhe die Ausgleichskräfte ausgeübt werden, die durch den Durchgang des Stroms in der beweglichen Kontaktbrücke (4) erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem ersten Teil aus weichmagnetischem Material und der Betätigungseinrichtung durch eine magnetische Kupplung hergestellt ist, die so beschaffen ist, daß, wenn die Ausgleichskräfte über eine vorbestimmte Schwelle steigen, dieses erste Teil sich von der Betätigungseinrichtung trennt.
3. Kontakt nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem der genannte magnetische Ausgleicher ein erstes Teil aus weichmagnetischem Material, das die Form eines U aufweist, dessen Basis mit der Betätigungseinrichtung des Kontakts gekuppelt ist, und ein zweites magnetisches Teil besitzt,

das mit der beweglichen Kontaktträgerbrücke fest verbunden ist und so ausgebildet ist, daß es einen ersten Luftspalt mit den oberen Enden der Schenkel des U's des ersten Teils bildet, wobei die bewegliche Kontaktträgerbrücke in die Öffnung des U's des ersten Teils eintritt, um einen zweiten Luftspalt zu bilden, dadurch gekennzeichnet , daß dieses erste Teil aus weichmagnetischem Material mit der Betätigungseinrichtung verbunden ist und durch eine magnetische Kupplung gebildet ist, die so beschaffen ist, daß, wenn die genannten Ausgleichskräfte über eine bestimmte Schwelle steigen, dieses erste Teil in Form eines U's, das auf das zweite Teil zu angezogen wird, sich von der Betätigungseinrichtung trennt.
4. Kontakt nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß das genannte zweite Teil aus weichmagnetischem Material (5) eine erste Anschlagfläche besitzt und das erste Teil aus weichmagnetischem Material (6) eine zweite Anschlagsfläche besitzt, die so ausgebildet ist, daß sie an der ersten Anschlagsfläche zum Anschlag kommt, wenn dieses erste Teil (6) sich von der Betätigungseinrichtung (1) infolge einer Erhebung der Ausgleichskräfte über die genannte vorbestimmte Schwelle trennt.
5. Kontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die genannte magnetische Kupplung einen Verankerungsmagnetkreis (21) besitzt, der aus zwei zueinander beweglichen Teilen gebildet ist, und zwar einem ersten Teil (20), der mit dem ersten Teil aus weichmagnetischem Material (6) des Ausgleichers fest verbunden ist, undeinem zweiten Teil (22,23), der mit der Einrichtung fest verbunden ist.
6. Kontakt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil des Verankerungsmagnetkreises

aus einer Palette (20) aus weichmagnetischem Material besteht und der zweite Teil (22,23) aus einem Dauermagnet oder einem Elektromagnet besteht.
7. Kontakt nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Palette aus weichmagnetischem Material (20) mit dem ersten Teil, der mit dem ersten Teil aus weichmagnetischem Material (6) des Ausgleichers fest verbunden ist, mit Hilfe einer in der Länge verstellbaren Stange (18) verbunden ist.
8. Kontakt nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der genannten Stange (18) und der Palette aus weichmagnetischem Material (20) eine Kugelgelenkverbindung ist.
9. Kontakt nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (25) zwischen den genannten Teilen (20 und 22, 23) des Verankerungsmagnetkreises (21) dazwischengesetzt ist.
10. Kontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß er Einrichtungen zur Regulierung der Stellung des genannten weichmagneitschen Teils (6) des Ausgleichers bezüglich der Stellung der beweglichen Kontaktbrücke (4) besitzt.
11. Kontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet, daß er Einrichtungen zur Verzögerung der Rückkehr des Ausgleichers in dem rückgestellten Zustand besitzt.
12. Kontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die genannte Palette (20) im Inneren einer Kammer (13) beweglich ist, die in der beweglichen Einrichtung (1) gebildet ist, und daß die genannten Verzögerungseinrichtungen aus einer Membran (28)

bestehen, durch die die genannte Stange (18) hindurchtritt und die die Roiie eines Luftdämpfers mit Einrichtungswirkung spielt, der eine Veriangsamung der Rückkehr des Schützes in die rückgestellte Stellung gewährleistet.
13. Kontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß er eine Vorrichtung besitzt, die eine Blockierung des magnetischen Ausgleichers im getrennten Zustand gestattet, wobei diese Vorrichtung Entbiockierungseinrichtungen besitzt, die hand- oder fernsteuerbar sind.
14. Schütz, das mindestens einen Kontaktkreis besitzt, der gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mindestens zwei feststehende Kontakte und eine bewegliche Kontaktbrücke (4) besitzt, die durch eine Betätigungseinrichtung (1) betätigt ist und mindestens zwei bewegliche Kontakte trägt, die sich jeweils unter der Wirkung einer Feder (3) an die beiden feststehenden Kontakte in geschlossener Stellung des Schützes anlegen, wobei die Betätigungseinrichtung (1) fest auf dem Anker eines Elektromagnets montiert ist, und mit der beweglichen Kontaktbrücke (4) über einen magnetischen Ausgleicher verbunden ist, wobei die Verbindung zwischen dem magnetischen Ausgleicher und der Betätigungseinrichtung mit Hilfe einer magnetischen Kupplung hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet , daß es außer dem einen Kontakt (20, 29, 30) zur Schnellunterbrechung des Speisekreises der Spule des Elektromagnets besitzt, dessen beweglicher Teil mit dem genannten ersten Teil aus weichmagnetischem Material (6) des magnetischen Ausgleichers verbunden ist.
15. Schütz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellunterbrechungskontakt mindestens zwei feststehende Kontakte (29,30) besitzt, die von dem feststehenden Teil (22,23) des Verankerungsmagnetkreises

(21) getragen sind und an denen die Palette aus weichmagnetischem Material zum Anliegen kommt, die hierbei die Rolle eines beweglichen Kontaktträgers spielt.