DE3823976A1 - Verzoegerungseinrichtung - Google Patents
VerzoegerungseinrichtungInfo
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Keying Circuit Devices (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Verzögerungseinrichtung mit
Energiespeicher, die insbesondere für selektive Siche
rungsautomaten vorgesehen ist.
Verzögerungseinrichtungen haben den Zweck, vorgegebene
Funktionsabläufe von technischen Einrichtungen zwar
selbsttätig aber mit gewisser zeitlicher Verzögerung
ablaufen zu lassen, um Folgewirkungen, die sich aus der
sofortigen, d. h. unverzögerten, Betätigung der techni
schen Einrichtung ergeben, auszuschließen oder möglichst
gering zu halten.
Insbesondere bei selektiven Sicherungsautomaten, die als
Vorsicherung in Niederspannungsverteilungsnetzen einge
setzt werden, besteht das Problem, daß bei sofortigem
Ansprechen und dem damit verbundenen Abschalten des
nachgeschalteten Leitungsnetzes, dessen einzelne Lei
tungsstränge durch eigene Sicherungsautomaten abgesi
chert sind, von denen einer kurzschlußbehaftet ist, un
nötigerweise ein Stromausfall für das gesamte Leitungs
netz resultiert, obwohl nur ein Teil davon den Kurz
schluß aufweist.
Zur Abhilfe hierfür ist bekannt, selektive Vorsiche
rungsautomaten einzusetzen, welche bei vergleichsweise
niedrigen Kurzschlußströmen durch mehrmaliges Öffnen und
Schließen ihrer Hauptkontaktstelle eine Strombegrenzung
für eine bestimmte Zeit erreichen, während der zur Absi
cherung des betroffenen Leitungsabschnitts vorgesehene
Leitungsschutzschalter auslösen und die Stromzufuhr für
den kurzschlußführenden Leitungszweig unterbrechen kann.
Ein derartiger selektiver Hauptsicherungsautomat ist aus
der DE-PS 28 54 616 bekannt geworden, bei dem die Haupt
kontaktstelle mehrmals kurzzeitig öffnet und wieder
schließt und der Strom über einen hochohmigen Neben
strompfad die Hauptkontaktstelle umgehen kann. Das mehr
malige Aufschlagen und Zufallen des beweglichen Kontakt
stücks der Hauptkontaktstelle führt zu einer starken
mechanischen Beanspruchung infolge des beim Öffnen ent
stehenden Lichtbogens, wodurch ein frühzeitiger Ver
schleiß der Kontakte resultieren kann. Abhilfe könnte
hier eine zeitgesteuerte Verzögerungseinrichtung bewir
ken, die zu einer zeitlich vorbestimmten Öffnung der
Kontaktstelle eingesetzt werden kann.
Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik ist
es daher Aufgabe der Erfindung, eine Verzögerungsein
richtung der eingangs genannten Art anzugeben, die elek
trisch betätigbar ist und zur Beaufschlagung einer Funk
tionseinheit geeignet ist. Dabei soll auf geringe Bauab
messungen geachtet werden, um den Einbau in ein elektri
sches Schaltgerät zu ermöglichen.
Unter Funktionseinheit wird in diesem Zusammenhang ein
jedes Gerät oder jede Einrichtung verstanden, die durch
mechanische Beaufschlagung von außen in Betrieb gesetzt
oder abgeschaltet wird.
Die Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge
kennzeichnet, daß ein elektromagnetisches Magnetankersy
stem mit einem Magnetanker vorgesehen ist, der infolge
eines auftretenden Stromes dem Energiespeicher bis zum
Erreichen seiner Kapazität Bewegungsenergie zuführt, daß
der Energiespeicher mit der Verzögerungseinrichtung ge
koppelt ist und diese beaufschlagt und daß die Verzöge
rungseinrichtung in vorgebbarer Zeit einen Energieabfluß
bewirkt.
Hierdurch ist zeitverzögert eine Schalthandlung, z. B.
Betätigen eines Schaltkontaktes bzw. Ver- oder Entrie
geln einer Sperre, ausführbar.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor,
daß die Verzögerungseinrichtung aus mechanisch zusammen
wirkenden Teilen gebildet ist, die kulissenartig geführt
sind und/oder reibungsbehaftet aneinander verzögert ab
gleiten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung ist die Verzögerungseinrichtung aus pneuma
tisch zusammenwirkenden Teilen gebildet.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, die Verzögerungsein
richtung aus hydraulisch zusammenwirkenden Teilen zu
bilden.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung
besteht darin, daß die Verzögerungseinrichtung aus elek
trischen Bauelementen gebildet ist.
Während bei der mechanischen, pneumatischen oder hydrau
lischen Lösung für die Verzögerungseinrichtung der mit
dieser zusammenwirkenden Energiespeicher vorzugsweise
ein Federelement ist, ist für die zuletzt genannte Lö
sungsvariante, d. h. die Ausgestaltung der Verzögerungs
einrichtung mit elektrischen Bauelementen, ein Kondensa
tor vorgesehen, der beispielsweise durch den das elek
tromagnetische Magnetankersystem beaufschlagenden Strom
aufgeladen wird und entsprechend der angeschlossenen
Verzögerungsschaltung sich wieder entlädt. Zur kontrol
lierten Entladung des Kondensators können ein oder meh
rere Widerstände sowie weitere elektronische Schaltun
gen, z. B. Mikroprozessoren vorgesehen sein, mit deren
Hilfe eine definierte Verzögerungscharakteristik, die
auf den jeweiligen Einsatzfall abstimmbar ist, erreicht
wird.
Bei der ausschließlich mechanisch zusammenwirkende Bau
teile aufweisenden Verzögerungseinrichtung ist der Ma
gnetanker des elektromagnetischen Magnetankersystems als
Schlaganker mit daran angeformter mehrgängiger Gewinde
spindel ausgebildet, der bei Auftreten eines Stroms ge
gen die Kraft einer Speicherfeder in eine Endstellung
beaufschlagt wird, aus welcher er unter Einwirkung der
Speicherfeder zeitverzögert seine Ausgangsstellung wie
der erreicht. Dabei ist vorgesehen, die zur Gewindespin
del gehörige Gewindemutter geteilt auszuführen und die
diametral angeordneten Spindelmuttersegmente verschieb
lich anzuordnen, so daß sie gegen die Kraft einer sie
radial beaufschlagenden Blattfeder seitlich nachgeben
können.
Die mit dem Magnetanker verbundene Gewindespindel hat
hierbei ein dreieckförmiges sägezahnähnliches Gewinde
profil, bei welchem die Flankenwinkel bezogen auf die
Längsachse für die der Speicherfeder zugewandten Gewin
deflanken 30 bis 45 Grad betragen und für die entgegen
gesetzten Gewindeflanken etwa 90 Grad. Beim Ansprechen
des Magnetankersystems zieht der Schlaganker an und die
schrägen Gewindeflanken der daran angeformten Gewinde
spindel beaufschlagen die korrespondierenden Gewinde
flanken der Spindelmuttersegmente radial nach außen, wo
durch diese, wie zuvor beschrieben, seitlich nachgeben
und die Gewindespindel freigeben. Wenn diese ihre End
stellung erreicht hat, federn die Spindelmuttersegmente
zurück und greifen in das Gewinde der Gewindespindel ein.
Nun wird der Schlaganker mit der daran angeformten Ge
windespindel von der Speicherfeder in entgegengesetzter
Richtung beaufschlagt. Diese Beaufschlagung wird von den
nahezu rechtwinklig zur Spindellängsachse angeordneten
Gewindeflanken auf die die Längsbewegung sperrenden ver
schieblichen Spindelmuttersegmente übertragen. Durch
entsprechende Festlegung der Steigung des Gewindes und
der Neigung der Gewindeflanken sowie durch Auswahl einer
geeigneten Werkstoffpaarung mit definiertem Reibungsbei
wert dreht sich die Gewindespindel in einer bestimmten
Zeit in ihre Ausgangsstellung zurück.
Bei vorgegebener Geometrie und bestimmtem Reibungsbei
wert kann so auf einfache Weise durch Veränderung der
Speicherfeder die Zeitkonstante, d. h. die Zeit zur
Rückstellung in die Ausgangslage, verändert werden.
In ähnlicher Weise ist die Lösung mittels pneumatisch
oder hydraulisch zusammenwirkender Teile vorgesehen.
Hierbei wird ein Kolben-Zylinder-System ebenfalls gegen
die Kraft einer Speicherfeder vom Magnetanker des Ma
gnetankersystems beaufschlagt. Eine in dieses Kolben-Zy
linder-System integrierte Drosseleinrichtung dient hier
bei zur zeitverzögerten Rückstellung des Kolbens in sei
ne Ausgangsstellung.
Wesentlich hierbei ist, daß mittels einer Rückstellfe
der, welche die Drosseleinrichtung gegen den Kolben be
aufschlagt und deren Kennlinie auf die vorhandene Geome
trie abgestimmt ist, Kolben und Drosseleinrichtung in
nerhalb des Zylinders so zusammenwirken, daß ein Druck
ausgleich für das hydraulische oder pneumatische Medium
innerhalb der Anordnung gewährleistet ist und die Rück
stellung des Kolbens in seine Ausgangsstellung erfolgt.
Nähere Einzelheiten hierzu sind in der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeich
nungen erläutert.
Abhängig von den örtlichen bzw. räumlichen Gegebenheiten
ist gemäß der Erfindung vorgesehen, die mechanisch,
pneumatisch oder hydraulisch wirkende Verzögerungsein
richtung in welcher, wie zuvor erläutert, der Kraftspei
cher integriert sein kann, separat anzuordnen oder mit
dem elektromagnetischen Magnetankersystem einstückig zu
kombinieren. Die Entscheidung hierüber wird im wesentli
chen durch die Frage bestimmt, ob Montagevorteile, wenn
nur ein Einbauteil zu montieren ist, oder Lagerhaltungs
vorteile, für verschiedene Verzögerungswerte werden ver
schiedene Verzögerungseinrichtungen benötigt, höher be
wertet werden.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Er
findung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs
beispielen sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestal
tungen der Erfindung und besondere Vorteile näher erläu
tert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 bis 3 eine mechanisch betätigte Verzögerungs
einrichtung mit Energiespeicher in ver
schiedenen Funktionszuständen
Fig. 1 Ruhelage
Fig. 2 Speicher geladen
Fig. 3 Speicher teilentladen
Fig. 4 bis 6 fluidbetätigte Verzögerungseinrichtung
mit Energiespeicher in verschiedenen
Funktionszuständen
Fig. 4 Ruhelage
Fig. 5 Speicher geladen
Fig. 6 Speicher teilentladen
Fig. 7 bis 9 fluidbetätigte Verzögerungseinrichtung
mit Energiespeicher mit separat angeord
netem Magnetankersystem in verschiedenen
Funktionszuständen
Fig. 7 Ruhelage
Fig. 8 Speicher geladen
Fig. 9 Speicher teilentladen
In den Fig. 1 bis 3 ist eine mechanisch betätigte
Verzögerungseinrichtung 10 mit Energiespeicher 12 darge
stellt, welche aus einem Magnetankersystem 14 mit einem
zentrisch geführten Magnetanker 16, einem zentrisch an
geordneten Magnetkern 18 und einer konzentrisch angeord
neten Spulenwicklung 20, die von einem topfförmigen Ma
gnetjoch 22 umschlossen ist, und einem Rastapparat 24
zusammengesetzt ist.
Der Energiespeicher 12 ist als Schraubendruckfeder aus
gebildet, deren Längsachse mit der Längsachse des Ma
gnetankersystems 14 fluchtet. Zur Betätigung eines nicht
näher gezeigten Gerätes dient ein in einem Schwenkpunkt
26 gelagerter Betätigungshebel 27, der zwischen den En
ergiespeicher 12 und einen im Magnetkern 18 geführten
Stößel 17 greift. Der Stößel 17, der sich an dem vom
Energiespeicher beaufschlagten Betätigungshebel ab
stützt, beaufschlagt so den im Inneren des Magnetanker
systems 14 geführten Magnetanker in dessen Ruhestellung.
Hieraus resultiert ein räumlicher Abstand zwischen der
Stirnfläche des Magnetankers 16 und dem koaxial versetz
ten Magnetkern 18. Bei Durchflutung der Magnetspule 20
infolge eines anstehenden Stroms, z. B. Kurzschluß
stroms, wird der Magnetanker 16 zum Magnetkern 18 hin
angezogen, wobei seine als Auflaufschrägen 28 ausgebil
deten Gewindeflanken mit diametral gegenüberliegend an
geordneten Schiebern 30 zusammenwirken, die Teil des
Rastapparates 24 sind und jeweils ein Segment einer an
das Spindelgewinde des Magnetankers 16 angepaßten Spin
delmutter darstellen.
Die Schieber 30 sind hierbei in radialer Richtung ver
schiebbar angeordnet und stützen sich jeweils an einer
am Magnetjoch 22 befestigten, in radialer Richtung wir
kenden Blattfeder 32 ab.
Der Rastapparat 24, welcher die Schieber 30 enthält und
von dem in der gezeigten Darstellung nur der hier rele
vante Bereich im Längsschnitt gezeigt ist, bildet in
Verlängerung des Magnetankersystems 14 eine Führung und
einen Anschlag für den Magnetanker 16, der das Magnet
joch 22 zentrisch durchgreift. Das gegenüberliegende En
de des Magnetjochs 22 ist mit einem Deckel 23 verschlos
sen, der eine zentrische Öffnung 21 aufweist, durch wel
che der Magnetkern 18 und darin der Stößel 17 geführt
ist.
Das Spindelgewinde des Magnetankers 16, in welches die
Schieber 30 jeweils eingreifen, wobei seine schrägen,
bereits als Auflaufflächen 28 bezeichneten Gewindeflan
ken stark geneigt, unter einem Winkel von mindestens 45
Grad zur Längsachse des Magnetankers 16 angeschrägt
sind. Dies hat zur Folge, daß bei Anziehen des Magnetan
kers 16 infolge Stromdurchflutung des Magnetankersystems
14 die Auflaufflächen 28 von Magnetanker 16 und Schie
bern 30 aufeinander abgleiten, wodurch die federbelaste
ten Schieber 30 radial nach außen gedrückt werden, so
daß der Magnetanker 16 seine Lage unmittelbar neben dem
Magnetkern 18 einnehmen kann.
Während dieses Bewegungsvorgangs wird über den Stößel 17
der Energiespeicher 12 geladen, der nun seinerseits be
strebt ist, sich wieder zu entladen.
Hierdurch wird der Magnetanker 16 über den Stößel 17 in
entgegengesetzter Richtung beaufschlagt, wobei sich sei
ne den Auflaufflächen 28 gegenüber befindlichen Gewinde
flanke 29 an den entsprechenden Eingriffsflächen der
rückgestellten Schieber 30 abstützen.
Da aufgrund der vorgegebenen Geometrie des Spindelgewin
des in dieser Belastungsrichtung keine radialen Kräfte
wirksam werden, ist eine Entladung des Energiespeichers
12 nur dadurch möglich, daß sich der Magnetanker 16 in
Drehung versetzt und sich so unter Einwirkung des vom
Energiespeicher 12 beaufschlagten Stößels 17 in seine
Ruhelage zurückschraubt. Hierdurch vergrößert sich sein
Rückstellweg, d. h., die Rückstellzeit erhöht sich, und
bewirkt so die gewünschte zeitliche Verzögerung.
Zu diesem Zweck ist das Gewinde ausreichend steil vorge
sehen, was vorteilhafter Weise durch Mehrgängigkeit er
reichbar ist, sowie durch entsprechenden Flankenwinkel
dem Eingriff mit dem Schieber 30 stehenden Gewindeflanke
29.
Die Dauer des Rückstellvorgangs des Magnetankers 16 wird
im wesentlichen bestimmt durch die geometrische Anord
nung seines Spindelgewindes sowie durch die Kraft, die
der Energiespeicher 12 auf den Magnetanker 16 ausübt.
Eine weitere Einflußgröße kann die Oberflächenbeschaf
fenheit der Gewindeflanken 28, 29 am Magnetanker 16 und
an den Schiebern 30 verursachen.
In den Fig. 4 bis 6 ist eine mittels Fluid, d. h.
hydraulischem oder pneumatischem Medium, z. B. Öl oder
Luft, betätigte Verzögerungseinrichtung 34 gezeigt, die
im wesentlichen aus einem Magnetankersystem 36 und einem
Energiespeicher 38 gebildet ist. Die in den Fig. 4
bis 6 gezeigten Abbildungen zeigen ebenso wie die Fig. 1
bis 3 und 7 bis 9 die jeweils beschriebenen Anord
nungen im Längsschnitt.
Das Magnetankersystem 36 besitzt eine zylindrische Spule
40, welche von einem Joch 42 umhüllt ist und in ihrem
Inneren einen zylindrischen Einsatz aufweist, der als
Zylinder 44 für einen als Magnetanker 46 dienenden
Tauchkolben dient und der von einem an dem von einem
Deckel 43 verschlossenen Magnetjoch 42 gelegenen Ende ab
geschlossen ist.
Zwischen das Magnetankersystem 36 und den Energiespei
cher 38 greift, wie aus den Fig. 1 bis 3 bereits be
kannt, ein Betätigungshebel 27, der an einem Gelenkpunkt
26 schwenkbar gelagert ist.
Dieser Betätigungshebel 27 dient dazu, die Krafteinlei
tung aus dem Energiespeicher 38 in die Verzögerungsein
richtung 34 sicherzustellen, indem ein den Magentkern 48
durchgreifender Stößel 47 sich an dem Betätigungshebel
27 abstützt und im Inneren des Zylindereinsatzes 44 den
dort befindlichen Magnetanker 46 beaufschlagt. Der Ma
gnetanker 46 besitzt eine zentrische Durchgangsbohrung
45, durch welche das Fluid von einem ersten Druckraum 39
in einen zweiten Druckraum 49 strömen kann.
Der erste Druckraum 39 befindet sich an dem den Energie
speicher 38 entgegengesetzten Ende des Zylindereinsatzes
44 und wird von diesem begrenzt sowie von einem von ei
ner Rückstellfeder 35 beaufschlagten Ventileinsatz 37
und dem den Ventileinsatz 37 konzentrisch übergreifenden
Magnetanker 46. In dem in Fig. 4 erkennbaren Zustand
der Ruhelage ist die Durchgangsbohrung 45 durch den Ven
tileinsatz 37 nach oben hin verschlossen. Das gegenüber
liegende Ende der Durchgangsbohrung 45 ist von einem
Teller 41 verschlossen, der sich am Stößel 47 abstützt
und gleichzeitig den zweiten Druckraum 49 gemeinsam mit
der Seitenwand des Zylindereinsatzes 44, dem Stößel 47
und dem Magnetkern 48 begrenzt. Der Teller 41 ist hier
bei in eine hierfür vorgesehene axiale Ausnehmung im Ma
gnetanker 46 eingelegt und vernietet.
Bei Ansprechen des Magnetankersystems infolge Durchflu
tung durch einen Strom, z. B. Kurzschlußstrom, wird der
Magnetanker 46 zum Eisenkern 48 angezogen und beauf
schlagt hierbei den Stößel 47 in axialer Richtung gegen
den Energiespeicher 38, der hierdurch geladen wird.
Das im zweiten Druckraum 49 befindliche Fluid gelangt
durch zwischen dem Teller 41 und dem Magnetanker 46 sich
bildende Spalte in die Durchgangsbohrung 45 und von dort
in den ersten Druckraum 39. Sobald die von einem die
Magnetspule 40 durchsetzenden Strom herrührende Erregung
abgeklungen ist, versucht sich der Magnetanker 46 unter
Einwirkung des Energiespeichers 38 vom Magnetkern 48 zu
entfernen. Hierbei steht ihm das im ersten Druckraum 39
gesammelte Fluid entgegen, welches den Ventileinsatz 37
mit Unterstützung der Rückstellfeder 35 gegen die obere
Öffnung der Durchgangsbohrung 45 drückt. Aufgrund der
gewollten, fertigungsbedingten Undichtheiten dieser An
ordung vergeht eine gewisse Zeit, bis der Magnetanker 46
seine Ruhelage wieder eingenommen hat. In Fig. 6 ist
eine Zwischenstellung dargestellt, bei der erkennbar
ist, daß ein Teil des Fluids in den zweiten Druckraum 49
bereits zurückgeströmt ist, wobei der größere Teil des
Fluids sich aber noch im ersten Druckraum 39 befindet.
In den Fig. 7 bis 9 ist eine weitere Ausgestaltung
der Erfindung dargestellt. Auch hierbei handelt es sich
um eine Verzögerungseinrichtung 50, in welcher ein Ener
giespeicher 52 integriert ist. Die Verzögerungseinrich
tung 50, welche gemeinsam mit dem Energiespeicher 52 im
Längsschnitt dargestellt ist, besitzt einen Stößel 54,
der mit einem Magnetanker 56 eines bekannten und daher
nur als "Black Box" dargestellten Magnetankersystems 58
zusammenarbeitet.
Zwischen den Magnetanker 56 und den Stößel 54 ist ein
schwenkbar angeordneter Betätigungshebel 57 eingescho
ben, der die vom Magnetankersystem 58 und der Verzöge
rungseinrichtung 50 ausgehenden Bewegungen ausführt.
Die Verzögerungseinrichtung 50 ist in einem topfförmi
gen, zylindrischen Gehäuse 60 angeordnet, welches zu
seinem offenen Ende hin von einem Deckel 62 verschlossen
ist. Der Deckel 62 wird zentrisch durchgriffen vom be
reits erwähnten Stößel 54 und dient als Wiederlager für
eine Rückstellfeder 64, die einen im Gehäuse 60 geführ
ten Schwimmkolben 66 entgegen dem Energiespeicher 52
beaufschlagt. Zur Befestigung des Deckels 62, der in
eine konzentrische Ausnehmung in der Stirnseite des Ge
häuses 60 eingesetzt ist, ist der überstehende Rand des
Gehäuses umgebördelt. Auf diese Weise wird eine fluid
dichte Abschottung der Verzögerungseinrichtung 50 nach
außen erreicht, da auch die zentrische Durchgangsöffnung
im Deckel 62 für den Stößel 54 mit Dichtelementen verse
hen ist.
Der Stößel 54 besitzt an seinem dem Energiespeicher 52
zugewandten Ende eine radiale stufenförmige Erweiterung
68, die sowohl als Führung als auch als Anschlag für die
als Energiespeicher 52 dienende Schraubendruckfeder
dient. Demgemäß ist in die gegenüberliegende Stirnseite
des topfförmigen Gehäuses 60 der Verzögerungseinrichtung
50 eine Einformung 69 vorgesehen, welche die gegenüber
liegende Stirnseite der Schraubendruckfeder 52 aufnimmt.
Gleichzeitig dient der Ansatz 68 zur Abdichtung von den
Stößel 54 radial umgebenden Fluidkanälen 70 im Schwimm
kolben 66.
Während in Fig. 7 die Ruhelage dieser Anordnung darge
stellt ist, bei der der Stößel 54 unter der Einwirkung
des Energiespeichers 52 weitest möglich aus dem Gehäuse
60 herausragt, zeigt Fig. 8 die gleiche Anordnung, wenn
der Energiespeicher 52 nahezu vollständig geladen ist.
Ähnlich bei dem in den Fig. 4 bis 6 behandeltem Bei
spiel sind auch hier zwei Fluidräume 72, 71 vorgesehen,
die sowohl in der Ruhelage als auch im Funktionszustand
speichergeladen mit Fluid allerdings unterschiedlicher
Menge gefüllt sind.
Bei Auslösung des elektromagnetischen Magnetankersystems
58 schnellt der Magnetanker 56 vor und beaufschlagt da
bei sowohl den Betätigungshebel 57 als auch den Stößel
54, der seinerseits den Energiespeicher 52 in Form einer
Schraubendruckfeder spannt, wobei das in dem den Ener
giespeicher 52 umgebenden Druckraum 71 aufnehmende Me
dium durch die Kanäle 70 im Schwimmkolben 66, die infol
ge des mit dem eintauchenden Stößel 54 sich entfernenden
Vorsprung 68 geöffnet sind.
Einhergehend mit dem Einströmen des Fluids in den ande
ren Druckraum 72, der vom Schwimmkolben 66 sowie stirn
seitig vom Deckel 62 begrenzt ist, folgt der Schwimmkol
ben 66 dem eintauchenden Stößel 54 aufgrund der Beauf
schlagung durch die Rückstellfeder 64 nach. Die Rück
stellfeder 64 ist ebenfalls als Schraubendruckfeder wie
der Energiespeicher 52 vorgesehen. Sie hat jedoch gegen
über diesem geringere Stellkraft, so daß sie in der Ru
helage durch den Energiespeicher 52 voll zusammenge
drückt ist. Fällt der Anschlag 68 des Stößels 54 jedoch
weg, wie beispielsweise in Fig. 8 gezeigt, so kann der
Schwimmkolben der Beaufschlagung durch die Rückstellfe
der 64 folgen und sich in die Position gemäß Fig. 9
verlagern. In dieser Position liegt der Schwimmkolben 66
mit seiner Dichtfläche 67 voll am Vorsprung 68 des Stö
ßels 54 an, wodurch der Fluiddurchtritt vom Druckraum 71
in den Druckraum 72 gehindert ist.
Ist das Auslösesignal, welches die Betätigung des Ma
gnetankers 56 ausgelöst hat, abgeklungen, so steht der
Stößel 54 wieder voll unter der Beaufschlagung durch den
Energiespeicher 52, welcher versucht, seine ursprüngli
che Position, d. h. die Ruhelage einzunehmen. Dies ist
jedoch nur in dem Maße möglich, wie das Fluid den zylin
drischen Spalt zwischen dem Schwimmkolben 66 und der
Innenwand des Gehäuses 60 vom Druckraum 72 in den Druck
raum 71 gelangt. Abhängig von dem Spaltquerschnitt ei
nerseits und der vom Energiespeicher 52 aufgebrachten
Rückstellkraft andererseits bestimmt sich die hierzu
erforderliche Zeit und damit die zeitliche Verzögerung,
die mit der Verzögerungseinrichtung 50 realisierbar ist.
Der in den Fig. 1 bis 9 gezeigte Betätigungshebel 27,
57 steht mit einem nicht näher gezeigten Gerät in Wirk
verbindung. Dabei ist durch entsprechende Bemessung der
Hebelarme, d. h. durch Wahl des Schwenkpunktes 26, die
Möglichkeit eröffnet, die gewünschte Schalthandlung bzw.
den Betätigungsweg individuell einzustellen. Die Schalt
handlung kann dabei sowohl beim Anziehen des Ankers ein
geleitet und beim Erreichen der Ruhelage wieder beendet
werden als auch umgekehrt. Welche Möglichkeit genutzt
wird, hängt von den jeweiligen Gegebenheiten ab.
In einem Fall wird demzufolge eine Schalthandlung spon
tan eingeleitet und mit Verzögerung beendet; im anderen
Fall erfolgt die Betätigung verzögert, nämlich beim Zu
rückgleiten in die Ruhelage.
Claims (24)
1. Verzögerungseinrichtung mit Energiespeicher,
insbesondere für selektive Sicherungsautomaten, dadurch
gekennzeichnet, daß ein elektromagnetisches Magnetanker
system (14, 36, 58) mit einer Magnetspule (20, 40), ei
nem Magnetkern (18, 48) und einem Magnetanker (16, 46,
56) vorgesehen ist, der bei Erregung der Magnetspule
(20, 40) infolge eines auftretenden Stromes dem Energie
speicher (12, 38, 52) Bewegungsenergie zuführt, daß der
Energiespeicher (12, 38, 52) mit der Verzögerungsein
richtung (10, 34, 50) gekoppelt ist und diese beauf
schlagt und daß die Verzögerungseinrichtung (10, 34, 50)
einen Energieabfluß in vorgebbarer Zeit bewirkt.
2. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (10) aus
mechanisch betätigten Teilen gebildet ist, die kulissen
artig ausgebildet ineinandergreifen und/oder reibungsbe
haftet aufeinander verzögert abgleiten.
3. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (34, 50)
aus fluidbetätigten, d. h. pneumatisch oder hydraulisch
zusammenwirkenden, Teilen gebildet ist.
4. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Magnetanker (16) des Magnetan
kersystems (14) als Gewindespindel ausgebildet ist und
mit einem Rastapparat (24) zusammenarbeitet.
5. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rastapparat (24) Schieber (30)
aufweist, die als Segmente einer Spindelmutter ausgebil
det und diametral gegenüberliegend angeordnet sind, und
mit dem als Gewindespindel ausgebildeten Magnetanker
(16) zusammenarbeiten.
6. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schieber (30) in radialer Rich
tung verschiebbar sind und jeweils von einer als Rück
stellfeder dienenden Blattfeder (32) radial beaufschlagt
sind.
7. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schieber (30) jeweils von
Schraubendruckfedern beaufschlagt sind.
8. Verzögerungseinrichtung nach einem der Ansprüche
4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher
(12) als Schraubendruckfeder ausgebildet ist und einen
Stößel (17) beaufschlagt, der mit dem Magnetanker (16)
in Wirkverbindung steht.
9. Verzögerungseinrichtung nach einem der Ansprüche
4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erregung des
Magnetankersystems (14) der als Spindel ausgebildete
Magnetanker (16) sich zum Magnetkern (18) hin verlagert
und über den Stößel (17) den Energiespeicher (12)
spannt, wobei die Schieber (30) des Rastapparates (24)
an den Auflaufflächen (28) abgleiten und radial nach
außen gleiten und daß bei Entregung des Magnetankersy
stems (14) der Magnetanker (16) unter Einwirkung des
Energiespeichers (12) mit seinen flachen Gewindeflanken
(29) an den Schiebern (30) anlegt und in den Rastapparat
(24) zurückschraubt.
10. Verzögerungseinrichtung nach einem der Ansprü
che 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einem
Schwenkpunkt (26) schwenkbar gelagerter Betätigungshebel
(27) gleichzeitig vom Stößel (17) und vom Energiespei
cher (12) beaufschlagt ist und dabei eine der Stellung
des Stößels (17) entsprechende Position einnimmt.
11. Verzögerungseinrichtung nach einem der Ansprü
che 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetan
kersystem (14) in einem Magnetjoch (22) angeordnet ist,
dessen offene Stirnseite, die dem Energiespeicher (12)
zugewandt ist, von einem Deckel (23) verschlossen ist
und dessen Boden (25) an den Rastapparat (24) an
schließt, mit dem er verbunden ist.
12. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung
(34) in ein Magnetankersystem (36) integriert ist.
13. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 12, da
durch gekennzeichnet, daß das Magnetankersystem (36) in
einem Magnetjoch (42) angeordnet ist, welches axial von
einem Zylindereinsatz (44) durchdrungen ist, welches ei
nen Magnetkern (48) sowie einen als Kolben ausgebildeten
Magnetanker (46) aufnimmt.
14. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 13, da
durch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (46) einen
Ventileinsatz (37) aufweist, der von einer Rückstellfe
der (35) beaufschlagt ist und zur druckabhängigen Ab
dichtung einer zentrischen Durchgangsbohrung (45) dient.
15. Verzögerungseinrichtung nach einem der Ansprü
che 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzöge
rungseinrichtung (34) mittels eines Stößels (47) mit
einem als Schraubenfeder ausgebildeten Energiespeicher
(38) zusammenwirkt.
16. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 15, da
durch gekennzeichnet, daß der Stößel (47) über eine
Tragplatte (41) den Magnetanker (46) beaufschlagt.
17. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 16, da
durch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (41) als Ventil
zur Abdichtung der Durchgangsbohrung im Magnetanker (46)
dient.
18. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung
(50) gemeinsam mit dem Energiespeicher (52) in einem
Gehäuse (60) integriert ist.
19. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 18, da
durch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung
einen Stößel (54) besitzt, der von einem außerhalb ange
ordneten elektromagnetischen Magnetankersystem (58) be
aufschlagbar ist.
20. Verzögerungseinrichtung nach einem der Ansprü
che 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel
(54) einen Vorsprung (68) aufweist, der als Führung und
Anlage für eine als Energiespeicher (52) vorgesehene
Schraubenfeder dient.
21. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 20, da
durch gekennzeichnet, daß ein Schwimmkolben in (66) im
Gehäuse (60) der Verzögerungseinrichtung (50) angeordnet
ist, der zwei Druckräume (71, 72) unter Benutzung des
Vorsprunges (68) des Stößels (54) gegeneinander ab
grenzt.
22. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 21, da
durch gekennzeichnet, daß der Schwimmanker (66) von ei
ner Rückstellfeder (64) gegen die Kraft des Energiespei
chers beaufschlagt ist.
23. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 22, da
durch gekennzeichnet, daß bei gespanntem Energiespeicher
(52) der Schwimmkolben (66) unter der Kraft der Rück
stellfeder (64) dem Vorsprung (68) des Stößels (54)
nacheilt und sich an den Vorsprung (68) mit einer Dicht
fläche (67) anlegt.
24. Verzögerungseinrichtung nach Anspruch 23, da
durch gekennzeichnet, daß bei Freigabe des Stößels (54)
dieser unter der Einwirkung des Energiespeichers (52)
den Schwimmkolben (66) in seine Ruhelage drückt, wobei
zum Druckausgleich zwischen den Druckräumen (71, 72) ein
Umfangsspalt zwischen dem Schwimmkolben und der Wand des
Gehäuses (60) als Ausgleichskanal vorgesehen ist.
Priority Applications (2)
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DE19883823976 DE3823976A1 (de) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | Verzoegerungseinrichtung |
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DE19883823976 DE3823976A1 (de) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | Verzoegerungseinrichtung |
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