DE4318196A1 - Elektromagnetisches Schaltgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schaltgerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein elektromagnetisch angetriebenes Schütz, das in der Lage ist, Lastströme zu schalten sowie überhohe Ströme, haupt­ sächlich Kurzschlußströme, zu begrenzen.

Aus der Offenlegungsschrift DE 41 04 533 A1 ist ein elektrischer Schalter bekannt, der im wesentlichen aus zwei feststehenden Kontaktträgern mit je einem feststehenden Kontaktstück, aus einer durch eine Kontaktdruckfeder beaufschlagten beweglichen Kontaktbrücke mit einem Paar beweglicher Kontaktstücke, die in und außer Verbindung mit den feststehenden Kontaktstücken bring­ bar sind, aus einem Magnetantrieb, der einen feststehenden Eisenkern (Antriebsjoch), einen beweglichen Antriebsanker und eine von den feststehenden Kontaktträgern isolierte Antriebs­ spule enthält, aus einem Übertragungsteil für die Bewegungsüber­ tragung des Antriebsankers, aus einem Magnetauslöser, der einen feststehenden Eisenkern (Auslöserjoch), einen beweglichen Schlaganker und eine mit einem der feststehenden Kontaktträger seriell verbundene Auslösespule enthält, sowie aus einen Schlag­ stift zur Bewegungsübertragung des Schlagankers auf die Kontakt­ brücke besteht. Als asymmetrisches Bindeglied zur Bewegungsüber­ tragung von dem Übertragungsteil auf die Kontaktbrücke dient ein Betätigungsstab, in dem eine in der Bewegungsachse der Kontakt­ brücke verlaufende Durchgangsbohrung, in welcher der Schlagstift teilweise geführt wird, vorgesehen ist. Der Magnetantrieb und der Magnetauslöser sind im Unterteil des den Schalter aufnehmen­ den Formgehäuses in der Weise angeordnet, daß sie sich unterhalb der Kontaktbrücke befinden, wobei die Bewegungsachsen von Schlaganker und Kontaktbrücke zusammenfallen. Der Nachteil die­ ses bekannten Schaltgerätes besteht darin, daß bei der Bewe­ gungsübertragung vom Antriebsanker auf die Kontaktbrücke Kipp­ momente und damit Querkräfte sowie zusätzliche Reibungsverluste auftreten, welche sowohl die mechanische als auch die elektri­ sche Lebensdauer des Schaltgerätes herabsetzen. Es ist nahelie­ gend, derartige Schalter in einem Formgehäuse zu einem mehrpoli­ gen elektromagnetisch angetriebenen Schaltgerät zu vereinigen, wobei sich allerdings die beschriebenen Nachteile noch stärker auswirken.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei magnetisch auslösbaren und elektromagnetisch angetriebenen Schaltgeräten Kippmomente und Querkräfte bei der Antriebsübertragung zu ver­ meiden.

Ausgehend von einem Schaltgerät der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch die jeweils in einer Wirkungs­ linie liegenden Bewegungsachsen der Schlaganker, der Schlag­ stifte und der Kontaktbrücken einerseits sowie der ebenfalls in einer Wirkungslinie liegenden Bewegungsachsen des Antriebsan­ kers, des Übertragungsteiles und des Brückenträgers sowie dem Zusammenfallen dieser Wirkungslinien in einer Wirkungsebene anderseits erfolgen die Bewegungsübertragungen bei ordnungsgemä­ ßer Lagerung dieser Bewegungselemente unter Ausschluß von Kipp­ momenten und Querkräften mit deren oben aufgezeigten negativen Folgen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schaltgerätes sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ein Über­ tragungsteil in symmetrischer, den Magnetantrieb umgreifender Form bietet eine besonders vorteilhafte Ausführung zur Errei­ chung der vorgenannten Vorteile. Die Ausführung der Magnetauslö­ ser als entfernbare und bzw. oder austauschbare Module ergibt zusätzliche Vorteile dadurch, daß die so integrierten Kurz­ schlußauslöser in einfacher Weise nachgerüstet oder gegen kom­ patible Ein- bzw. Aufsätze mit Hilfsschaltern, Signalisierungs­ einrichtungen, einer mechanischen Verriegelung oder anderen Zusatzeinrichtungen ausgetauscht werden können. Dies kann auch durch den Anwender und gegebenenfalls sogar bei montiertem und verdrahtetem Schaltgerät vorgenommen werden.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel, aus dem weitere Einzelheiten und Vorteile zu ersehen sind, näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Schaltgerät in einer vereinfach­ ten, zu den Anschlußebenen parallelen Schnittdarstel­ lung;

Fig. 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung entlang der Linie A bis D in Fig. 1.

Das elektromechanische Schaltgerät ist gemäß Fig. 1 und Fig. 2 mit einem Formgehäuse 10 umgeben, das aus einem Unterteil 11, einem Oberteil 12, einer abnehmbaren Haube 13 und einem inneren Formteil 14 besteht. Im mittleren Teil des Oberteiles 12 ist ein dreipoliges Kontaktsystem 20 gelagert. Das Kontaktsystem 20 besitzt für jeden Pol ein Paar feststehender Kontaktträger 21A, 21B mit je einem zugehörigen feststehenden Kontaktstück 23A, 23B sowie eine bewegliche Kontaktbrücke 24 mit einem Paar bewegli­ cher Kontaktstücke 25A, 25B. Zugehörige Lichtbogenlöschkammern sind nicht dargestellt. Die Kontaktbrücken 24 sind in einem Brückenträger 26 verschieblich gelagert und stützen sich gegen die nach oben gerichtete Federkraft je einer Kontaktdruckfeder 27 ab. Für jeden Pol ist eine zugehende und eine abgehende An­ schlußklemme 31A bzw. 31B vorgesehen, wobei letztere über einen ersten Anschlußleiter 33B direkt mit dem in Fig. 1 rechts gele­ genen Kontaktträger 21B verbunden ist.

Unterhalb des Kontaktsystems 20 befindet sich ein Magnetantrieb 40, der aus einem feststehenden Antriebsjoch 41, einem darunter befindlichen Antriebsanker 42 und aus einer mit dem Antriebsjoch 41 verbundenen Antriebsspule 43 besteht. Die Anschlüsse der von den Polen isolierten Antriebsspule 43 sind nicht dargestellt.

Bei Erregung der Antriebsspule 43 wird der Antriebsanker 42 entgegen der Rückstellkraft einer Antriebsrückstellfeder 44 nach oben in Richtung des Antriebsjoches 41 getrieben. Die Antriebs­ bewegung des Antriebsankers 42 wird durch ein Übertragungsteil 50 auf den Brückenträger 26 übertragen, so daß die beweglichen Kontaktstücke 25A, 25B unter Einwirkung der Vorspannkräfte der Kontaktdruckfedern 27 mit den feststehenden Kontaktstücken 23A, 23B in Verbindung gebracht werden. Das Übertragungsteil 50 be­ steht aus zwei zueinander symmetrischen Schenkeln 51C und 51D, die jeweils mit ihrem oberen, geraden Schenkelteil 52C bzw. 52D beidseitig am Brückenträger 26 befestigt sind und mit ihrem unteren, nach innen abgewinkelten Schenkelteil 53G bzw. 53D von außen in eine durchgehende Ausnehmung 45 des Antriebsankers 42 eingreifen. Der Brückenträger 26 sowie die geraden Schenkelteile 52G, 52D des Übertragungsteiles 50 werden im Oberteil 12 und der Antriebsanker 42 im Unterteil 11 des Formgehäuses 10 geführt.

Oberhalb des Kontaktsystems 20 ist für jeden Pol ein Magnetaus­ löser 60 vorgesehen. Jeder Magnetauslöser 60 besteht aus einer in dem Formteil 14 gehalterten Auslösespule 61 und einem Schlag­ anker 62, der ebenfalls in dem Formteil 14 geführt gelagert ist. Die Spulenenden 63, 64 der Auslösespule 61 sind jeweils einer­ seits über einen zweiten Anschlußleiter 33A mit der zugehenden Anschlußklemme 31A und andererseits mit dem zugehörigen Kontakt­ träger 21A verbunden. Wird einer der Pole mit einem sehr hohen Überstrom, d. h. einem Kurzschlußstrom, beaufschlagt, dann wird durch die Erregung der betreffenden Auslösespule 61 der zugehö­ rige Schlaganker 62 schlagartig entgegen der Rückstellkraft einer Auslöserückstellfeder 65 in die Auslösespule 61 hineinge­ zogen. Diese Bewegung wird mittel eines Schlagstifts 66, der mit dem unteren Ende des Schlagankers 62 verbunden ist und durch eine Öffnung 28 im oberen Teil des Brückenträgers 26 greift, auf die betreffende Kontaktbrücke 24 übertragen, wodurch die paar­ weise Verbindung der zugehörigen feststehenden und beweglichen Kontaktstücke 23A, 25A bzw. 23B, 25B schlagartig aufgerissen wird.

Das elektromagnetische Schaltgerät besitzt außer der Funktion eines Schaltschützes noch die des Kurzschlußschutzes. Die vor­ teilhafte Vereinigung beider Funktionen geschieht unter Vermei­ dung der Nachteile des Standes der Technik in der Weise, daß durch die nichtversetzte Anordnung der Magnetauslöser 60, des Kontaktsystems 20 und des Magnetantriebes 40 zueinander und zusammen mit dem symmetrischen Übertragungsteil 50 die Bewe­ gungsachsen dieser Organe in die gleiche Wirkungsebene fallen, in der auch die Mittellinie 70 des Schaltgerätes liegt.

Die Magnetauslöser 60 und das Formteil 14 sind als Modul ausge­ führt, das nach Lösen und Abnehmen der Haube 13 nachträglich eingesetzt oder entfernt, aber auch durch Module gleicher Art, jedoch mit einer anderen Auslösecharakteristik, oder durch Modu­ le anderer Art, beispielsweise Hilfsschalter, ersetzt werden kann.

Claims (4)

1. Elektromagnetisches Schaltgerät, mit einem Formgehäuse (10) und für jeden zu schaltenden Pol enthaltend

• - ein Paar feststehender Kontaktträger (21A; 21B) mit je einem feststehenden Kontaktstück (23A; 23B),
• - eine mit einer Kontaktdruckfeder (27) beaufschlagte beweg­ liche Kontaktbrücke (24) mit einem Paar beweglicher Kon­ taktstücke (25A; 25B), die in und außer Verbindung mit den feststehenden Kontaktstücken (23A; 23B) bringbar sind,
• - einen Magnetauslöser (60), der einen Schlaganker (62), eine mit einem der feststehenden Kontaktträger (21A) seriell verbundene Auslösespule (61) und erforderlichenfalls einen feststehenden Eisenkern enthält, sowie
• - einen die Bewegung des Schlagankers (62) auf die Kontakt­ brücke (24) übertragenden Schlagstift (66),
• - wobei die Bewegungsachsen von Schlaganker (62), Schlagstift (66) und Kontaktbrücke (24) zusammenfallen,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Kontaktbrücken (24) nebeneinander und verschieblich in einem Brückenträger (26) angeordnet sind, der seinerseits in dem Formgehäuse (10) geführt gelagert ist.
• - die Magnetauslöser (60) oberhalb der Kontaktbrücken (24) angeordnet sind,
• - ein Magnetantrieb (40), der aus einem feststehenden An­ triebsjoch (41), einem Antriebsanker (42) und eine von den feststehenden Kontaktträgern (21A; 21B) isolierte Antriebs­ spule (43) enthält, unterhalb des Brückenträgers (26) an­ geordnet ist,
• - ein symmetrisch ausgebildetes Übertragungsteil (50) einer­ seits mit dem Antriebsanker (42) und andererseits mit dem Brückenträger (26) wirkverbunden ist und
• - die Bewegungsachsen von Antriebsanker (42), Übertragungs­ teil (50) sowie Brückenträger (26) zusammenfallen.

2. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsteil (50) einerseits mit dem Brückenträger (26) verbunden ist, das Antriebsjoch (41) beidseitig seitlich umfaßt und endseits mit seinen nach innen abgewinkelten Schenkelteilen (53C; 53D) in den Antriebsanker (42) eingreift.

3. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Magnetauslöser (60) als unter einer abnehmbaren Haube (13) des Formgehäuses (10) einzuset­ zende sowie entfern- und/oder austauschbare Module ausgeführt sind.

4. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetauslöser (60) als zusammen mit der Haube (13) einzusetzende sowie entfern- und/oder aus­ tauschbare Module ausgeführt sind.