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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung
zur Betätigung
von mindestens einem bewegbaren Kontakt eines Schalters in eine
eingeschaltete Position oder eine ausgeschaltete Position nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
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Gemäß weiteren
Aspekten bezieht sich diese Erfindung auf ein Verfahren für die Herstellung
einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung
und auf eine Anordnung zur Befestigung einer Betätigungsvorrichtung, wie beispielsweise
einer Betätigungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung in einer Schaltinstallation, die mindestens einen bewegbaren
Kontakt eines Schalters hat.
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Stand der Technik
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Eine
elektromagnetische Betätigungsvorrichtung
dieser Bauart wird offenbart in der Internationalen Patentveröffentlichung
WO 99/14769 . Als ein Ergebnis
der getrennten Magnetkreise kann die Betätigungsvorrichtung insofern
optimiert werden, als die Einschalt- und Ausschaltgeschwindigkeiten
und die erforderliche Einschalt- und
Ausschaltenergie betroffen sind. Jedoch kann die in dieser Veröffentlichung
beschriebene Betätigungsvorrichtung
noch weiter verbessert werden, und zwar sowohl bezüglich der
Anwendung im Betrieb der Betätigungsvorrichtung
als auch bezüglich
der Herstellung der Betätigungsvorrichtung.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung
vorzusehen, die einfacher mit niedrigeren Kosten herzustellen ist,
und die in der Anwendung im Vergleich zum Stand der Technik effizienter
ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung gemäß der Bauart
vorgesehen, die im Oberbegriff definiert wird, wobei in axialer
Richtung der Betätigungsvorrichtung
die Ausschaltspule näher
an der Halteplatte als am Permanentmagneten positioniert ist. Als
eine Folge dieser modifizierten Positionierung des Permanentmagneten
und der Ausschaltspule im Vergleich zu der Betätigungsvorrichtung, die aus
der Patentveröffentlichung
WO 99/14769 bekannt ist,
ist der Betrieb der Ausschaltspule effektiver, wobei als eine Folge
davon weniger Energie für
die Ausschaltwirkung der vorliegenden Betätigungsvorrichtung benötigt wird.
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Ein
weiteres Beispiel einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung wird offenbart
in der US-Patentanmeldung US-A-5 864 274. Diese Bauart einer Betätigungsvorrichtung
weist ein zylindrisches Weicheisengefäß mit Permanentmagneten auf,
die angeordnet sind, um einen Shunt-Magnetspalt (Nebenschlussmagnetspalt)
mit der Innenwand des Weicheisengefäßes zu bilden. Der Hals der
Fluss leitenden Scheibe wird von einer Stromwicklung umgeben. Eine
magnetisch anzuziehende Polscheibe liegt auf dem Hals des Weicheisengefäßes. Ein
elektrisch leitender Ring ist an der Polscheibe befestigt. Die Polscheibe
aktiviert mechanische und/oder elektrische Sicherheitsvorrichtungen.
Das System wird durch einen Stromimpuls aktiviert, der zu der Stromwicklung
gesandt wird. Diese Betätigungsvorrichtung weist
keine Einschaltspule auf, und im Fall von keiner externen Aktivierung
der Spule kehrt die Betätigungsvorrichtung
zurück
zu ihrer normalen Position, in der der Pol an (dem Hals der) Fluss
leitenden Scheibe ruht. Wie beschrieben ist diese Betätigungsvorrichtung
angeordnet, um relativ schnell die Polscheibe für eine kurze Zeit wegzudrücken, was
dadurch erreicht wird, dass der Magnetfluss gezwungen wird, sich
weg von der Polscheibe zu bewegen, und durch Verwendung des Kurzschlussleitungsrings,
um eine Abdruckkraft vorzusehen. Dies wird dadurch möglich gemacht,
dass man den Magnetkreis durch das Weicheisengefäß, den Permanentmagneten, die
Fluss leitende Scheibe und die Polscheibe formt, wobei der Durchmesser
des Permanentmagneten kleiner als der Durchmesser des Weicheisengefäßes ist
(der Permanentmagnet liegt in dem Weicheisengefäß).
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Jedoch
wird bei der vorliegenden Erfindung die Ausschaltwirkung eingeleitet
durch Gegenwirkung des Magnetflusses des Permanentmagneten, der
die Halteplatte hält,
und zwar durch einen Magnetfluss, der durch die Ausschaltspule erzeugt wird, jedoch
im gleichen Magnetflusspfad. Dies gestattet, den Permanentmagneten
in eine weiter radial außen gelegene
Position zu setzen als jene Position, die von US-A-5 864 274 gelehrt
wird, was somit sicherstellt, dass der bewegbare Polkörper (ein
Teil des primären
Kreises der Einschaltspule) nicht durch den sekundären Magnetkreis
der Betätigungsvorrichtung beeinflusst
wird. Dies gestattet eine kompaktere Betätigungsvorrichtung herzustellen,
was weniger Länge
erfordert, da die Elemente der Halteanordnung (Permanentmagneten,
Passkörper,
usw.) im Wesentlichen koaxial mit Teilen der Einschaltanordnung
positioniert werden können
(insbesondere mit dem relativ großen bewegbaren Polkörper).
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist der Permanentmagnet ein scheibenförmiger Magnet, dessen Polorientierung
parallel zur Achse des scheibenförmigen
Magneten ist. Permanentmagneten dieser Bauart sind einfach und kostengünstig herzustellen,
insbesondere im Vergleich zu dem Permanentmagneten, der in
WO 99/14769 beschrieben
wird, der eine Polorientierung in radialer Richtung erfordert. Weiterhin
können
die Herstellungstoleranzen bei den vorliegenden scheibenförmigen Permanentmagneten
größer sein,
weil der zweite Magnetkreis anders läuft und eine axiale Toleranz
leichter zu eliminieren ist als eine radiale.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
weist die Betätigungsvorrichtung
im Wesentlichen zylindrische Element auf. Die zylindrischen Elemente,
aus denen die Betätigungsvorrichtung
aufgebaut ist, sind im Allgemeinen einfach durch Anwendung von Techniken
herzustellen, die für
sich bekannt sind, beispielsweise durch Anwendung einer Drehmaschine. Die
zylindrische Struktur der Betätigungsvorrichtung ist
auch effizienter im Vergleich zum Stand der Technik bezüglich des
hergestellten Magnetkreises und dem Ausmaß des Raums, den die Betätigungsvorrichtung
einnimmt. Weiterhin können
die verschiedenen Elemente leicht montiert werden, beispielsweise durch
(Schrauben-)Befestigungsmittel und/oder durch Pressteile.
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In
noch einem weiteren Ausführungsbeispiel weist
die Betätigungsvorrichtung
zylindrische Elemente im ersten und zweiten Magnetkreis auf, die aus
Stahl gemacht sind, beispielsweise aus Automatenstahl. Dieses Material
ist billiger und einfacher (maschinell) zu bearbeiten, als die allgemein übliche Magnetblechplatte.
Es ist der Fall, dass dies einen Verlust an magnetischem Wirkungsgrad
zur Folge hat, dies kann jedoch einfach kompensiert werden und wird
durch den erreichten wirtschaftlichen Vorteil aufgewogen.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
weist die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung
eine bewegbare Welle auf, die mit dem bewegbaren Polkörper verbunden
ist, wobei die Welle sich relativ zu dem festen Polkörper durch
ein Gleitlager bewegen kann. Die Anwendung eines Gleitlagers bietet
den Vorteil, dass die Betätigungsvorrichtung
von der Umgebung abgeschlossen ist, sodass kein magnetisierbares
Material und/oder eine andere Verunreinigung sich an den Polkörpern sammeln
kann.
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Weiterhin
kann sich in einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung der bewegbare
Polkörper
nur in axialer Richtung relativ zu dem Kreis- bzw. Schaltungskörper durch
ein Gleitlager bewegen. Diese einfache und kostengünstige Fixierung wird
durch die zylindrische Konstruktion der Betätigungsvorrichtung möglich gemacht.
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Um
zu verhindern, dass sich magnetisierbare Partikel oder andere Verunreinigungen
von außen in
dem Luftspalt im zweiten Magnetkreis sammeln, ist die Betätigungsvorrichtung
mit einer Staubkappe versehen, die den Luftspalt zwischen einem
Kreis- bzw. Schaltungskörper
(wo der Schaltungskörper
den zweiten Magnetkreis zwischen dem Permanentmagneten und der Halteplatte
schließt)
und der Halteplatte abschirmt. Wiederum ist eine solche Staubkappe, die
natürlich
Raum für
eine mögliche
Bewegung der verschiedenen Komponenten in der Betätigungsvorrichtung
vorsehen muss, einfach und kostengünstig einzupassen, und zwar
wegen der zylindrischen Konstruktion.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren
zur Montage einer Betätigungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei mindestens zwei der zylindrischen Elemente aneinander
durch ein Schraubenbefestigungsmittel festgelegt sind. Als eine
Folge der zylindrischen Struktur ist dies einfach möglich, indem man
geeignete Löcher
in die zylindrischen Elemente macht.
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Als
eine Alternative oder für
spezielle Teile der Betätigungsvorrichtung
können
in einem weiteren Ausführungsbeispiel
mindestens zwei der zylindrischen Elemente aneinander durch eine
Presspassung festgelegt sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft,
wenn beispielsweise zwei Elemente in der axialen Richtung während der
Herstellung ausgelegt werden müssen.
Beispielsweise müssen
in der Betätigungsvorrichtung
gemäß US-A-5
864 274 die Fluss leitende Scheibe und die Kante des Weicheisengefäßes ausgerichtet
sein, beispielsweise durch (maschinelle) Bearbeitung der Scheibe
und/oder der Kante des Weicheisengefäßes. Diese (maschinelle) Bearbeitung
ist ein zusätzlicher
Schritt, der die Kosten der Betätigungsvorrichtung
anheben wird. Weiterhin können
Eisenteile durch den Permanentmagneten angezogen werden, wobei diese
Eisenteile wieder schwierig zu entfernen sein werden. In der Betätigungsvorrichtung
die gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, kann ein Adapterkörper, der
zusammen mit dem Gehäuse
und einem Befestigungskörper,
durch den der Permanentmagnet in dem Gehäuse festgelegt ist, den Schaltungs-
bzw. Kreiskörper
bilden, der den zweiten Magnetkreis schließt, mit dem Befestigungskörper ausgerichtet
sein, sodass in der eingeschalteten Position diese zwei Teile präzise an
der Halteplatte anliegen. Auf diese Weise wird der übliche Schleifvorgang
für die
Kontaktflächen überflüssig.
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In
bekannten Betätigungsvorrichtungen,
wie sie beispielsweise in US-A-5 864 274 beschrieben werden, muss
der Permanentmagnet in einem Behälterförmigen Körper gelegen
sein, kann jedoch nicht die Innenwand des Behälters berühren. Dies ist ein sehr schwieriger
Herstellungsschritt, sowohl bezüglich
der ordnungsgemäßen Positionierung
als auch weil es eine Chance gibt, dass der Magnet zum Boden des
Gefäßes mit
großer
Kraft hingezogen wird, was das mögliche
Zerbrechen des Permanentmagneten zur Folge hat. Bei der vorliegenden
Erfindung kann der Permanentmagnet durch Verschiebung in die richtige
Position gebracht werden, wobei danach die Ausrichtung stattfinden
kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird nun genauer auf der Grundlage einer Anzahl
von veranschaulichenden Ausführungsbeispielen
mit Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen besprochen, in denen die Figuren Folgendes darstellen:
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1 eine
Querschnittsansicht von einem Ausführungsbeispiel der elektromagnetischen
Betätigungsvorrichtung;
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2 eine
Perspektivansicht eines Aufbaus einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung mit
Antriebselementen und einer Befestigung.
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Detaillierte Beschreibung
der veranschaulichenden Ausführungsbeispiele
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Eine
Querschnittsansicht von einem Ausführungsbeispiel einer elektromagnetischen
Betätigungsvorrichtung
1 ist
in
1 gezeigt. Die Betätigungsvorrichtung
1 hat
eine bewegbare Welle
2, die (direkt oder indirekt) mit
einem sich bewegenden Kontakt eines (nicht gezeigten) Schalters
verbunden sein kann. Betätigungsvorrichtungen
zum Betrieb von Schaltern in Installationen mit mittlerer Spannung,
für die
die vorliegende Betätigungsvorrichtung
1 auch
geeignet ist, sind beispielsweise in der Patentveröffentlichung
WO 99/14769 offenbart,
die hier als durch Bezugnahme mit aufgenommen angesehen werden soll.
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Die
Betätigungsvorrichtung 1 weist
einen ersten (bewegbaren) Polkörper 3,
der mit der bewegbaren Welle 2 verbunden ist, und einen
zweiten (festen) Polkörper 4 auf,
der mit einem Gehäuse 5 verbunden
ist. Die bewegbare Welle 2 kann sich relativ zum zweiten
Polkörper 4 durch
ein Gleitlager 6 bewegen. Ein erster Spulenhalter 7 mit
einer Einschaltspule 8 darin ist an der Stelle des Luftspaltes
zwischen dem ersten Polkörper 3 und
dem zweiten Polkörper 4 positioniert.
Dadurch, dass man den Strom durch die Einschaltspule 8 fließen lässt, wird
ein Magnetfeld erzeugt, welches über
das Gehäuse 5,
den ersten Polkörper 3,
den zweiten Polkörper 4 und
den Luftspalt zwischen dem ersten und dem zweiten Polkörper 3, 4 läuft (wobei
der erste und zweite Polkörper 3, 4 und das
Gehäuse 5 aus
magnetisch leitendem Material gemacht sind). Als eine Folge wird
eine Anzugskraft zwischen dem ersten und dem zweiten Polkörper 3, 4 erzeugt,
wobei sich als eine Folge davon die bewegbare Welle 2 nach
links bewegt (und somit den Schalter einschaltet, der mit der Betätigungsvorrichtung
verbunden ist).
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Um
die Betätigungsvorrichtung
1 in
dieser eingeschalteten Position zu halten, ohne dass Energie benötigt wird,
um die Einschaltspule
8 zu erregen, wird ein zweiter getrennter
Magnetkreis vorgesehen (siehe auch die oben veröffentlichte erwähnte Patentveröffentlichung
WO 99/14769 ). In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
enthält
der zweite Magnetkreis einen Permanentmagneten
9 in Form
eines scheibenförmigen
Rings, dessen Nord/Süd-Orientierung parallel
zur Achse des scheibenförmigen
Rings ist. Dies macht die Herstellung des Permanentmagneten
9 einfacher
und kostengünstiger
und macht auch die Unempfindlichkeit gegen Toleranzen größer im Vergleich
zum Stand der Technik. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die bewegbare
Welle
2 mit einer Halteplatte
10 verbunden (beispielsweise
wie gezeigt mit einem Schraubenbefestigungsmittel
11).
Der Permanentmagnet
9 ist mit dem Gehäuse
5 mit Hilfe eines
Befestigungskörpers
13 verbunden
(und beispielsweise mit Schraubenbefestigungsmitteln
16). Ein
Adapterkörper
12 in
Form eines Zylinders sorgt für
das Schließen
des Magnetkreises von dem einen Pol des Permanentmagneten
9 über das
Gehäuse
5, den
Adapterkörper
12,
die Halteplatte
10 und den Befestigungskörper
13 zum
anderen Pol des Permanentmagneten
9. Der zweite Magnetkreis
weist daher den Permanentmagneten
9, die Halteplatte
10 und einen
Kreis- bzw. Schaltungskörper
auf, der einen Teil des Gehäuses
5,
den Befestigungskörper
13 und den
Adapterkörper
12 enthält, was
den zweiten Magnetkreis schließt.
Um diesen Magnetkreis zu erhalten, gibt es einen Luftspalt zwischen
dem Permanentmagneten
9 und dem Adapterkörper
12 und
zwischen dem Befestigungskörper
13 und
dem Adapterkörper
12.
Der erste Polkörper
3 kann
sich relativ zum Adapterkörper
12 nur
in axialer Richtung durch Anwendung eines Gleitlagers
14 bewegen.
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Sobald
die Betätigungsvorrichtung 1 mit
Hilfe der Einschaltspule 8 erregt wird, wird sich die Halteplatte 10 nach
links in der Zeichnung bewegen, wobei als eine Folge davon Luftspalte
zwischen der Halteplatte 10 und dem Befestigungskörper 13 und
zwischen der Halteplatte 10 und dem Adapterkörper 12 immer
kleiner werden. Die Anzugskraft des zweiten Magnetkreises wird sehr
hoch, wenn der Luftspalt ausreichend klein ist, was einen wesentlichen
Beitrag dazu bildet, die Betätigungsvorrichtung 1 in
die eingeschaltete Position zu drücken. In der eingeschalteten
Position (in der die Luftspalte nahezu vollständig verschwunden sind) reicht
die Anzugskraft auf der Halteplatte, um die Betätigungsvorrichtung 1 in
dieser Position gegen irgendwelche Kräfte zu halten, die in der entgegengesetzten
Richtung wirken.
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Wie
in der Patentveröffentlichung
WO 99/14769 besprochen
und erklärt,
sind die Magnetkreise der Einschaltspule
8 und des Permanentmagneten
9 vollständig getrennt.
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Um
die Betätigungsvorrichtung
auszuschalten, ist eine Ausschaltspule 15 vorgesehen, die
auch in einen Spulenhalter gepasst ist. Die Ausschaltspule 15 ist
so bemessen, dass im Fall einer korrekten Betätigung dies dem Magnetfeld
des Permanentmagneten 9 entgegenwirkt, so dass die Energie,
die in einer Kontaktdruckfeder des zu betätigenden Schalters und in einer
optionalen zusätzlichen
(nicht gezeigten) Ausschaltfeder gespeichert ist, ausreicht, um
die bewegbare Welle 2 vollständig nach hinten zu bewegen.
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Im
Vergleich zu der Betätigungsvorrichtung, die
in der Veröffentlichung
WO 99/14769 gezeigt ist, sind
die Positionen der Ausschaltspule
15 und des Permanentmagneten
9 umgedreht
worden. Als eine Folge der Position der Ausschaltspule
15 in
der vorliegenden Betätigungsvorrichtung
kann letztere effizienter arbeiten, wobei sie als eine Folge davon
kleiner gemacht werden kann und im Betrieb eine geringere Leistungseinspeisung
erfordert, um die gleiche Ausschaltwirkung zu erhalten.
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Der
zweite Magnetkreislauf in der vorliegenden Betätigungsvorrichtung
1 ist
länger
im Vergleich zu der Betätigungsvorrichtung,
die in der Patentveröffentlichung
WO 99/14769 gezeigt ist,
wobei als eine Folge davon der Magnetwiderstand höher ist. Dies
kann jedoch einfach durch Verwendung eines stärkeren Permanentmagneten
9 kompensiert
werden. Als eine Folge der ausgewählten Position des Permanentmagneten
9 und
des Aufbaus des zweiten Magnetenkreises kann der Permanentmagnet
9 ein einfacher
scheibenförmiger
Magnet mit einer Nord/Süd-Orientierung parallel
zu seiner Achse sein, im Gegensatz zu dem zylindrischen Permanentmagneten
mit einer Nord/Süd-Orientierung,
die radial verläuft,
der bei
WO 99/14769 erforderlich
ist. Der vorliegende Permanentmagnet
9 ist folglich einfacher
und kostengünstiger
herzustellen.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
weist die Betätigungsvorrichtung 1 Komponenten
auf, die alle eine zylindrische Struktur der Betätigungsvorrichtung 1 möglich machen.
Somit können
das Gehäuse 5,
der erste Polkörper 3,
der zweite feste Polkörper 4,
die Halteplatte 10, der Adapterkörper 12 und der Befestigungskörper 13 leicht
mit einfacher maschineller Bearbeitung des magnetisch leitenden
Materials hergestellt werden (beispielsweise auf einer Drehbank),
beispielsweise aus einem Automatenstahl. Der Automatenstahl hat
den Vorteil, dass er billiger als Magnetblechplatten ist, die normalerweise
eingesetzt werden. Obwohl die magnetischen Eigenschaften von Automatenstählen schlechter
sind als jene von Magnetblechplatten kann dies einfach durch Verwendung
von proportional mehr Material ausgeglichen werden. Der Permanentmagnet 9 kann ein
scheibenförmiger
Magnet sein, der einfach herzustellen oder zu erhalten ist. Der
zweite feste Polkörper 4,
der Permanentmagnet 9 und der Befestigungskörper 13 können leicht
an dem Gehäuse 5 beispielsweise
durch Schraubenbefestigungsmittel 16, 17 befestigt
sein.
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Der
Adapterkörper 12 hat
vorzugsweise eine zylindrische Form, so dass er in dem Gehäuse 5 durch
eine Presspassung befestigt werden kann. Vorzugsweise wird dies
als letztes getan, so dass die korrekte Position des Adapterkörpers 12 mit
Bezug zum Befestigungskörper 13 automatisch
erreicht wird (d. h., so dass die Enden des Adapterkörper 12 und des
Befestigungskörper 13 präzise an
der Halteplatte 10 anliegen, wenn die Betätigungsvorrichtung 1 in der
erregten Position ist).
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Als
eine Folge des Gehäuses 5 und
der präzisen
Passung (Gleitlager 6) zwischen der bewegbaren Welle 2 und
dem zweiten Polkörper 4 werden
die Polflächen
der ersten und zweiten Polkörper 3, 4 adäquat gegen
Einflüsse
von außen
geschützt.
Insbesondere werden Metallpartikel davon abgehalten, in die Betätigungsvorrichtung 1 als
Folge von magnetischer Anzugskraft einzutreten, und möglicherweise dort
Fehlfunktionen zu verursachen.
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Um
die gleiche Art von Schutz auf der anderen Seite der Betätigungsvorrichtung 1 zu
erreichen, reicht es, einen hülsenförmigen Verschluss 19 festzulegen.
Dieser Verschluss kann um das Gehäuse 5 durch eine Presspassung
gepasst werden. In diesem Fall ist vorzuziehen, dass die Staubkappe
einen adäquaten
Raum für
die Bewegung der Halteplatte 10 vorsieht, und dass die
Luft nicht in der Umschließung bzw.
in dem Gehäuse
komprimiert wird (beispielsweise dadurch, dass man Löcher in
die Halteplatte 10 macht). Durch angepasste Bemessung und
Positionierung der Löcher
ist es auch leicht möglich,
die Geschwindigkeit zu dämpfen
oder Schmutzpartikel abzusaugen oder wegzublasen.
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Die
zylindrische Struktur der vorliegenden Betätigungsvorrichtung 1 ergibt
eine sehr robuste Konstruktion, eine gleichförmige Verteilung der Magnetfeldlinien
und eine instandhaltungsfreie Konstruktion.
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Bei
einer Schalterinstallation mit einem oder mehreren belegbaren Kontakten
eines Schalters kann die Betätigungsvorrichtung 1 verwendet
werden, um einen oder mehrere der bewegbaren Kontakte des Schalters
zu betätigen.
In dem veranschaulichenden Ausführungsbeispiel
unten, welches schematisch in 2 gezeigt
ist, wird eine Anordnung von einer Betätigungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung mit Befestigungsmitteln und Übertragungsmitteln zum Einpassen
in die Schalterinstallation besprochen. Es sei bemerkt, dass die
unten besprochene Konstruktion auch für andere Arten von Betätigungsvorrichtungen 1 geeignet
ist.
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Die
Befestigungsmittel weisen zwei Befestigungsplatten 20, 21 auf,
die parallel angeordnet sind, und einander spiegelbildlich darstellen,
die leicht unter Verwendung von Bearbeitungstechniken hergestellt
werden können,
die für
sich bekannt sind, wie beispielsweise Bördeln und Bohren von Löchern.
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Die
Betätigungsvorrichtung 1 ist
an zwei Flanschteilen der Befestigungsplatten 20, 21 mit
Hilfe von Befestigungsstiften 18 befestigt (siehe auch 1).
Die Achse der Betätigungsvorrichtung 1 (und somit
die Bewegungsrichtung der bewegbaren Welle 2) ist entlang
einer ersten Richtung (Längsrichtung der
bewegbaren Welle 2 in 2) orientiert.
Es gibt Übertragungsmittel,
so dass die bewegbare Welle 2 der Betätigungsvorrichtung 1 sich
im Wesentlichen senkrecht zu einer zweiten Richtung bewegt (vertikale
Richtung in 2). Die zweite Richtung ist
die Bewegungsrichtung der Kontaktstangen für die sich bewegenden Pole
der Schalter. Dies macht eine sehr kompakte Konstruktion des Aufbaus
möglich.
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Die Übertragungsmittel
weisen die folgenden Komponenten auf. Die bewegbare Welle 2 ist über eine
erste Verbindungsstange 22 und eine Schwenkverbindung 23 mit
einem ersten Übertragungskörper 24 verbunden.
Der erste Übertragungskörper 24 hat eine
im Wesentlichen dreieckige Form, wobei die Schwenkverbindung 23 an
einer Ecke davon ist. Der erste Übertragungskörper 24 ist
an den Befestigungsplatten 20, 21 an einer gegenüberliegenden Ecke
durch ein Stiftbefestigungsmittel 25, angebracht, so dass
er sich drehen kann. Die Kontaktstange für einen der Schalter kann an
der anderen Ecke angebracht sein, und ein Stift 26 ist
eingepasst, der in Verbindung mit einer Öffnung 27 in den Befestigungsplatten 20, 21 sicherstellt,
dass der Stift sich nur in der zweiten Richtung bewegen kann.
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Durch
Variieren des Verhältnisses
der Distanz zwischen dem Stiftbefestigungsmittel 25 und dem
Stift 26 auf der einen Seite und der Distanz zwischen dem
Stiftbefestigungsmittel 25 und der Schwenkverbindung 23 auf
der anderen Seite ist ein skalierbares Übersetzungsverhältnis von
der Bewegung der bewegbaren Welle 2 der Betätigungsvorrichtung 1 auf
die Kontaktstange für
den Schalter möglich.
Das Übersetzungsverhältnis wird
auf der einen Seite durch die erwünschte Geschwindigkeit (Einschalt-
und Ausschaltgeschwindigkeit der Schalter), wobei ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis eine
höhere
Geschwindigkeit ergibt, und andererseits durch die Kräfte bestimmt,
die die Betätigungsvorrichtung 1 zu
erzeugen und zu absorbieren hat, wobei ein größeres Übersetzungsverhältnis eine
größere Absorption
von Kräften
ermöglicht.
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In
dem in 2 gezeigten veranschaulichenden Ausführungsbeispiel
wird eine Betätigungsvorrichtung 1 verwendet,
um drei bewegbare Kontakte des Schalters anzutreiben. Dies wird
durch Verwendung einer weiteren Übertragungsstange 29 möglich gemacht,
die an dem ersten Übertragungskörper 24 unter
Verwendung eines Stiftbefestigungsmittels 28 angebracht
ist. Die Übertragungsstange 29 ist
in kongruenter Weise durch weitere Stiftbefestigungsmittel 28 an
zwei weiteren Übertragungskörpern 30 angebracht,
die an den Befestigungsplatten 20, 21 angebracht
sind, sodass sie sich drehen können,
und zwar unter Verwendung von weiteren Stiftbefestigungsmitteln 31.
Kontaktstangen für
die anderen Schalter können
an der restlichen Ecke der weiteren Übertragungskörper 30 unter
Verwendung eines Stiftes 32 angebracht werden, der sich
vertikal in Öffnungen 33 in
den Befestigungsplatten 20, 21 bewegen kann. Es
wird dem Fachmann klar sein, dass Variationen an dieser Konstruktion
beispielsweise eingesetzt werden können durch Positionierung des ersten Übertragungskörpers 24 in
der Mitte, wobei die weiteren Übertragungskörper 30 auf
jeder Seite davon angeordnet sind.
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Es
ist herausgefunden worden, dass in dem Fall einer einzigen Betätigungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung und von drei bewegbaren Kontakten eines Schalter, die
zu betätigen
sind, das Übersetzungsverhältnis ein
spezielles Optimum hat. Dieses Optimum ist im Bereich zwischen 1:2
und 1:2,5 gelegen, beispielsweise bei 1:2,2. Es ist somit überraschend
niedriger als das Verhältnis
von 1:3, welches aus der Kombination von einer Betätigungsvorrichtung 1 und
drei bewegbaren Kontakten eines Schalters zu erwarten ist.
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Ein
zusätzlicher
Vorteil ist, dass als eine Folge des vergleichsweise längeren Hubes
der Betätigungsvorrichtung
die Anzugskraft, die in dem Luftspalt in dem zweiten Magnetkreis
erzeugt wird, vergleichsweise schneller absinkt, wobei als eine Folge
davon eine noch schnellere Ausschaltzeit erreicht werden kann.
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Es
wird dem Fachmann klar sein, dass die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
nur Beispiele sind, um die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen.
Modifikationen und Veränderungen werden
als im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen betrachtet,
wie dieser von den beigefügten
Ansprüchen
definiert wird.
