DE3823976A1 - Verzoegerungseinrichtung - Google Patents

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.