DE69832625T2

DE69832625T2 - Elektromagnetischer betätiger

Info

Publication number: DE69832625T2
Application number: DE69832625T
Authority: DE
Inventors: Jan Arend LAMMERS
Original assignee: Eaton Electrics BV
Current assignee: Danfoss Power Solutions II BV
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1998-09-07
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2018-09-08
Also published as: BR9812231A; DK1012857T3; JP4031197B2; WO1999014769A1; KR20010030619A; CZ301419B6; AU9008298A; EP1012857B1; AR020584A1; CA2304184A1; MY120161A; TR200000748T2; NO321950B1; SK286820B6; PL339347A1; BR9812231B1; CN1309812A; RU2216806C2; CN1182551C; ATE311656T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromagnetbetätiger zum Bewegen eines Kontaktes in einen eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand, wobei der Betätiger Folgendes aufweist: eine Kontaktbetätigungsstange, die in der Längsrichtung zwischen einer ersten Position, die dem ausgeschalteten Zustand entspricht und einer zweiten Position, die dem eingeschalteten Zustand entspricht, bewegbar ist, einen Kern der aus einem magnetisierbarem Material hergestellt ist und der an der Kontaktbetätigungsstange befestigt ist, eine Einschaltspule, die mit dem Kern zusammen arbeitet, ein Polstück, das aus einem magnetisierbarem Material hergestellt ist, und dessen zu dem Kern weisende Stirnseite in der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange mit einem Luftspaltabstand von der Oberfläche des Kerns, die senkrecht zur Bewegungsrichtung verläuft angeordnet ist, und in der zweiten Position so nah wie möglich gegen die Kernoberfläche drückt, ein Joch, das aus magnetisierbarem Material hergestellt ist, zum Schließen des Magnetflusskreises der Einschaltspule durch das Polstück und den Kern, eine Permanentmagnetvorrichtung zum Halten der Kontaktbetätigungsstange in der ersten Position, und eine. Feder, welche die Kontaktbetätigungsstange in ihre zweite Position zu der ersten Position vorspannt. Ein Betätiger dieser Art ist aus der britischen Patentanmeldung GB-A-2,289,374 bekannt.
Es gibt eine Anzahl von Eingangsbedingungen, welche für Elektromagnetbetätiger wichtig sind und die sich mit der Schaltsicherheit und der Einsatzlebenszeit eines Vakuumschalters beschäftigen, der in Mittelspannungsverteilungsnetzwerken verwendet wird:

1. Das Einschalten muss so rasch wie möglich erfolgen, so dass eine Beschädigung, bewirkt durch Kontaktoberflächenverbrennungen in folge von Überschlägen, begrenzt wird.
2. Das Halten des Einschaltzustands muss mit einem ausreichend hohen Kontaktdruck erreicht werden, da ansonsten ein übermäßiger Kontaktwiderstand zu Dissipation zwischen den Kontakten führt, was dazu führen kann, dass sie miteinander verschweißt werden. Dies tritt hauptsächlich bei hohen Kurzschlussströmen auf.
3. Das Öffnen der Kontakte muss mit einem hohen Impulsniveau erfolgen, um das Auseinanderbrechen von Kontakten zu gewährleisten, die zusammengeschweißt wurden.
4. Das Öffnen der Kontakte muss auch mit hoher Geschwindigkeit erfolgen, um das Ausmaß von Kontaktoberflächenverbrennungen infolge der erzeugten Überschläge bzw. Bögen zu begrenzen.
5. Für Betriebsverlässlichkeit des Antriebsmechanismus sollte die Anzahl der Komponenten so niedrig wie möglich sein. Der Ausfall eines Schalters kann üblicherweise einem fehlerhaften Antriebsmechanismus zugewiesen werden.
6. Um den maximalen Gebrauch der verfügbaren Schaltkapazität zu nutzen, ist es manchmal zweckmäßig das Ausschalten zu einem speziellen Moment in der Strom- oder Spannungskurve durchzuführen. Bei einem Dreiphasensystem kann sich dieser Schaltzeitpunkt für jede Phase unterscheiden und das Schaltmuster kann auch jedes Mal variieren, und zwar in Abhängigkeit von den Zuständen bzw. Bedingungen.

In der Vergangenheit wurden die ersten fünf Betrachtungspunkte durch mechanische Systeme erfüllt, welche auf der Basis von gespeicherter Energie in Federn wirkt. Diese Systeme erlauben auch das konstante Verzögerungszeiten erreicht werden. Trotzdem fallen diese Antriebe gelegentlich aus.
Die zuvor genannte britische Patentanmeldung bezieht sich auf einem bistabilen Betätiger, der mit einem Satz von Permanentmagneten, einer Spule und einer Feder arbeitet. Sobald ein Strom zu der Spule geführt wird, bewegt sich der Kontakt in den geschlossenen oder eingeschalteten Zustand. Das Feld der Spule, das durch den Strom erzeugt wird, ist in derselben Richtung orien tiert, wie das Magnetfeld des Permanentmagneten. Die gesamte Magnetkraft bringt eine leichte Erregung bzw. Ansteuerung mit sich und es ist nur ein geringer Strom erforderlich, um die Kontakte in den eingeschalteten Zustand zu bringen. In dem eingeschalteten Zustand wird die Feder zusammengedrückt und die Betätigungsstange wird durch die Permanentmagneten an ihrem Platz gehalten. Das Feld der Permanentmagneten. übt eine Kraft auf die Betätigungsstange aus, die größer ist als die Kraft der Feder und die entgegengesetzt ist zu der Kraft der Feder. Sobald der eingeschaltete Zustand der Kontakte erreicht ist, kann der elektrische Strom durch die Spule unterbrochen werden.
Um die Kontakte in den offenen oder ausgeschalteten Zustand zu bewegen, wird ein Impuls elektrischen Stroms zu der Spule zugeführt, der ein Feld erzeugt, das zu dem der Permanentmagneten entgegengesetzt ist. Die Kraft, die an der Betätigungsstange durch das Feld des Permanentmagneten erzeugt wird, wird dadurch partiel eliminiert, so dass die Betätigungsstange einerseits durch die in der Feder gespeicherten Energie gedrückt wird, und zwar zu der Position, die dem ausgeschalteten Zustand entspricht und die andererseits bis zum einem gewissen Maß durch die Restkraft verlangsamt wird, die durch die Permanentmagneten erzeugt wird.
Der bekannte Betätiger erfüllt daher nicht die Anforderungen, die durch den Erfinder formuliert wurden, nämlich dass das Ausschalten rasch erfolgen soll. Dies kann der Tatsache zugewiesen werden, dass der Magnetfluss, wenn er diese Kontakte in den ausgeschalteten Zustand bewegt zu langsam in dem eingeschalteten Zustand der Kontakte reduziert wird. Die Einschaltzeit für einen Betätiger wird definiert, als die Zeit vom Beginn der Erregung der Einschaltspule, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Kontakte die durch den Betätiger betätigt werden in Kontakt miteinander kommen. Für den Fall von Betätigern zum Betätigen von Kontakten, die geeignet sind für das Schalten hoher Leistungen, ist die Einschaltzeit sehr groß und nicht reproduzierbar. Infolge der hohen Selbstinduktion der Einschaltspule des Betätigers steigt der Strom langsam auf das maximal erreichbare Niveau an. Wenn während dieses Auf baus des Stroms die Zugkraft des Betätigers ausreichend groß ist, um die entgegen gesetzte Kraft, die in dem ausgeschalteten Zustand auftritt, zu überwinden (infolge unter anderem von Reibung, Ausschaltfeder, Temperatur usw.) beginnt der bewegbare Teil des Betätigers, dass heißt die Kontaktbetätigungsstange sich zu bewegen. Der Moment zu dem dies auftritt, hängt unter anderem von Toleranzen hinsichtlich der Stromintensität und Reibung ab. Die Einschaltzeit, d.h. die Zeit, von dem Zeitpunk zu dem der Strom eingeschaltet wird, bis die Kontakte sich tatsächlich schließen ist schwierig vorherzusagen, und die Einschaltzeit ist daher variabel und nicht reproduzierbar.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt im Vorsehen eines Betätigers, des in der Einleitung beschriebenen Typs, bei dem die zuvor genannten Probleme vermieden und durch den unter anderem Vakuumschalter in einer gesteuerten Zeit ein- und ausgeschaltet werden können, wobei es möglich ist, die Schalter sehr rasch zu schalten, um Schalter zu einem kontrollierten Moment zu schalten und um, falls es notwendig ist, die Vakuumschalter in zwei stabilen Zuständen zu halten.
Dieses Ziel wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch die Tatsache erreicht, dass eine Ausschaltspule vorhanden ist, zum Zwecke des Bewegens der Kontaktbetätigungsstange von der zweiten Position zu der ersten Position, die erregt wird, zum Eliminieren des Magnetfeldes der Permanentmagnetvorrichtung wenigstens temporär und dadurch, dass die Magnetflussschaltung der Permanentmagnetvorrichtung von der der Einschaltspule getrennt ist.
Durch die Tatsache, dass der Magnetkreis des Permanentmagneten und der der Einschaltspule getrennt sind, kann der Flusspfad der Permanentmagneten kürzer sein, so dass kleinere Magneten ausreichen, wodurch die Größe des Betätigers kleiner sein kann. Dadurch, dass die Permanentmagneten kleiner sind, ist ihr Einfluss beim Ausschalten geringer, sodass eine hohe Ausschaltgeschwindigkeit erreicht wird. Ferner erlaubt die Trennung der Flusspfade der Einschaltspule optimal eingesetzt zu werden. Ferner wird bei dem Betätiger gemäß der vorliegenden Erfindung eine hohe Halteleistung in dem eingeschalteten Zustand erreicht.
Es sei bemerkt, dass die internationale Patentanmeldung WO 95/07542 einen bistabilen Elektromagnetbetätiger beschreibt, bei dem ein Permanentmagnet, ein bewegbarer Kern und zwei Spulen verwendet werden. Der Betätiger besitzt auch den Nachteil, dass der Magnetfluss jeweils über die Permanentmagneten geschlossen ist, der als ein Luftspalt für die Felder der Spulen dient. Infolge dessen ist der bekannte Betätiger nicht ausreichend effektiv.
Weitere Verbesserungen und Ausführungsbeispiele des ersten Aspekts der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.
Ferner bezieht sich ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung auf einen Elektromagnetbetätiger zum Bewegen eines Kontakts in einen eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand, wobei der Elektromagnetbetätiger Folgendes aufweist: eine Kontaktbetätigungsstange, die in Längsrichtung versetzbar ist, zwischen einer ersten Position, die dem ausgeschalteten Zustand entspricht und einer zweiten Position, die dem eingeschalteten Zustand entspricht, ein Kern, der aus einem magnetisierbaren Material besteht und an der Kontaktbetätigungsstange befestigt ist, eine Einschaltspule, die mit dem Kern zusammenwirkt, ein Polstück, das aus einem magnetisierbaren Material hergestellt ist, und dessen zum Kern weisende Stirnseite in der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange mit einem Luftspaltabstand von der Oberfläche des Kerns, die senkrecht zur Versatzrichtung verläuft angeordnet ist, und in der zweiten Position so nah wie möglich gegen die Kernoberfläche anliegt, und ein Joch, das aus einem magnetisierbaren Material hergestellt ist, zum Schließen des Magnetflusskreises der Einschaltspule durch das Polstück und den Kern, wobei der Betätiger gekennzeichnet ist, durch die Tatsache, dass eine Verriegelungsvorrichtung, die an der Kontaktbetätigungsstange wirkt, in den Verriegelungszustand bewegt wird, wenn die Kontaktbetätigungsstange die erste Position einnimmt und die entriegelt wird nach einer vorbestimmten Zeitperiode, nachdem ein Strom an die Einschaltspule geliefert wird, wobei die Zeitperiode größer ist, als die Aufbauzeit der Kraft an der Kontaktbetätigungsstange, die notwendig ist zum Überwinden der entgegen gesetzten Kraft, die in der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange auftritt.
Die Erfindung basiert auf dem Verriegeln des mobilen Teils, insbesondere der Kontaktbetätigungsstange des Betätigers in der ersten Position mit dem Ergebnis, dass sich ein Strom der in der Einschaltspule vorhanden ist, aufbauen kann, bis die Intensität dieses Stroms ausreicht, dass sich der mobile Teil beginnt zu bewegen, und zwar sofort dann, wenn die Verriegelungsvorrichtung entriegelt wird. Der Zeitpunkt des Beginns der Bewegung wird dann nicht durch die Stromintensität in der Einschaltspule, sondern durch das Entriegeln der Verriegelungsvorrichtung bestimmt.
Weitere Verbesserungen und Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Unteransprüchen beansprucht.
Die Erfindung wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; in den Zeichnungen zeigt:
1 einen Schnitt entlang der Achse der Betätigungsstange des Betätigers gemäß der Erfindung in dem ausgeschalteten Zustand des assoziierten Kontakts;
2 eine Seitenansicht dieses Betätigers in dem genannten Zustand;
3 einen Querschnitt durch den Betätiger in dem eingeschalteten Zustand;
4 eine Seitenansicht des Betätigers gemäß 3;
5 einen Schnitt entlang der Achse der Betätigungsstange eines Ausführungsbeispiels des Betätigers gemäß der Erfindung in dem ausgeschalteten Zustand des assoziierten Kontakts und mit einer Elektromagnetverriegelungsvorrichtung;
6 eine Seitenansicht des Betätigers gemäß 5 in dem genannten Zustand;
7 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Betätigers gemäß der vorliegenden Erfindung in dem eingeschalteten Zustand und mit einer mechanischen Verriegelungsvorrichtung;
8 eine Seitenansicht des Betätigers gemäß 7; und
9 eine Kurve des Einschaltstroms eines bekannten Betätigers und eines Betätigers gemäß der vorliegenden Erfindung als eine Funktion der Zeit.
Das Ausführungsbeispiel des Betätigers gemäß der Erfindung, der in den Figuren dargestellt ist, weist eine Kontaktbetätigungsstange 1 auf, die in der Lage ist den Kontakt 2 in einen geschlossenen oder eingeschalteten Zustand (siehe 4) und einen offenen oder ausgeschalteten Zustand (siehe 2) zu bewegen. Zu diesem Zweck ist die Kontaktbetätigungsstange so angeordnet, dass sie in der Längsrichtung beweg- bzw. versetzbar ist und kann sich somit zwischen einer ersten Position, die dem ausgeschalteten Zustand des Kontakts 2 entspricht, und einer zweiten Position, die dem eingeschalteten Zustand des Kontakts 2 entspricht bewegen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kontakt 2 in einer so genannten "Vakuumflasche (vacuum bottle)" aufgenommen.
Ferner ist eine Kontaktkompressionsfeder 3 in dem Betätiger vorhanden, wobei die Feder in dem eingeschalteten Zustand des Kontakts 2 (siehe 4) zusammengedrückt ist, um dadurch die Kontaktstücke des Kontakts 2 gegeneinander zu drücken, um den gewünschten Kontaktdruck zu erhalten. Ferner spannt die Kontaktkompressionsfeder 3 in diesem eingeschalteten Zustand des Kontakts 2 die Betätigungsstange 1 in die Richtung ihrer ersten Position vor.
Ein Kern 4, der mit einem Satz von Einschaltspulen 5 zusammen arbeitet ist an der Kontaktbetätigungsstange 1 angebracht. Diese Spulen 5 umgeben den Kern und ein Polstück 6. Der Kern und das Polstück sind aus magnetisierbarem Material hergestellt. In der ersten Position, d.h. dem ausgeschalteten Zustand des Kontakts 2, wie in 1 dargestellt ist, besitzen die Oberflächen des Kerns 4 und des Polstücks 6, die zueinander weisen, einen Luftspaltabstand d₁ dazwischen. Wenn der Betätiger aus dem ausgeschalteten Zustand, d.h. der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange 1, die in 1 dargestellt ist, zu dem eingeschalteten Zustand, d.h. die zweite Position der Kontaktbetätigungsstange 1, die in 3 dargestellt ist, geschaltet werden soll, wird der Satz von Spulen 5 für eine kurze Zeitperiode erregt, mit dem Ergebnis, dass der Kern 4 sich zu dem Polstück 6 bewegt, bis die zueinander weisenden Oberflächen des Kerns und des Polstücks 6 so eng wie möglich gegeneinander anliegen. Infolge dessen wird die vorgespannte Feder 3 noch weiter vorgespannt, wie in 4 dargestellt ist.
Da Energieeffizientbetrachtungen dazu geführt haben, dass eine kurze Erregungszeitdauer ausgewählt wird, muss die Betätigungsstange in der zweiten Position entgegen der Kraft der Kontaktkompressionsfeder 3 gehalten werden. Zu diesem Zweck wird eine Permanentmagnetvorrichtung vorgesehen, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Permanentmagneten 7 aufweist. Die Nord-Südrichtung dieses Permanentmagneten verläuft in der Querrichtung zu der Achse der Betätigungsstange 1. Diese Permanentmagneten 7 arbeiten mit einem Anker 8 zusammen, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Ankerelemente 9 aufweist, die quer zu der Achse der Betätigungsstange verlaufen und die aus magnetisierbarem Material hergestellt sind. Wie in 3 dargestellt ist, wird die Betätigungsstange in dem eingeschalteten Zustand gehalten, d.h. der zweiten Position der Betätigungsstange 1, die in 3 dargestellt ist, und zwar mittels der Anziehung zwischen dem Magneten 7 und den Ankerelementen 9. In 3 ist der assoziierte Magnetflusskreis II schematisch angezeigt mittels einer kontinuierlichen bzw. durchgehenden Linie und ist zur Verdeutlichung nur für den rechtsseitigen Permanentmagneten 7 eingezeichnet. Der Magnetflusskreis der Spulen 5 ist schematisch nur auf der rechten Seite durch die Linie I dargestellt. Die Jochteile die nachfolgend beschrieben werden stellen sicher, dass die Magnetflusskreise I und II geschlossen sind.
Es wird deutlich, dass die Magnetflusskreise I, II der Einschaltspulen 5 bzw. des Permanentmagneten 7 jeweils vollständig voneinander separat sind.
Die Permanentmagneten sind in einer solchen Art und Weise angeordnet, dass ihre Anziehungskraft vernachlässigbar ist, und zwar selbst mit einem Luftspalt der kleiner als 0,5 mm ist. Infolge dessen werden sie die Ausschaltbewegung des Betätigers nicht beeinträchtigen.
Im Gegensatz zu den bekannten Betätigern ist das Haltesystem des Betätigers, gemäß der Erfindung, der in dem bevorzugten verwendeten Ausführungsbeispiel die Permanentmagneten 7 und die Ankerelemente 9 aufweist, in einer solchen Art und Weise aufgebaut, dass der Fluss der Permanentmagneten zweimal an den effektiven Luftspalt (siehe Flusskreis II) überquert. Hierdurch wird eine Halteleistung erreicht, die zweimal so hoch ist. Beim Ausschalten besitzt die Haltekraft per se einen nachteiligen Effekt auf die Ausschaltbewegung. Jedoch bedeutet bei diesem Aufbau der doppelte Luftspalt, dass sich die Kraft, welche die Permanentmagneten auf den Anker ausüben, beim Ausschalten sehr rasch verringert, während sich der Luftspalt vergrößert, so dass der nachteilige Effekt sehr rasch verschwindet.
Der Magnetflusskreis I der Einschaltspulen 5 verläuft durch den Kern 4, das Polstück 6 und die Joche 10.
Die Permanentmagnetvorrichtung ist auch mit Flussführungselementen 11, 12 versehen, welche den Magnetfluss zu und durch das Ankerelement 9 führen.
Vorzugsweise sind die Joche 10 und die Flussführungsstücke 11, 12 als eine einzelne Einheit hergestellt, so dass sie es nicht weiterhin eine Notwendigkeit für Einstellungen zwischen den Luftspalten d₁ und d₂, gibt.
Ferner weisen der Kern 4 und die Ankerelemente 9 eine einzelne Einheit auf, wobei Kern und Ankerelement, die durch ein Verbindungsstück 13 verbunden sind. Dieses Verbindungsstück 13 besitzt vorzugsweise eine kleinere Querabmessung, als der Kern 4 und die Ankerelemente 9.
Der Betätiger wird durch die Ausschaltspule 14 ausgeschaltet, die in einer solchen Art und Weise angeordnet ist, dass bei einer Erregung das hierdurch erzeugte Magnetfeld dem Magnetfeld der Permanentmagneten entgegengesetzt ist. Eine Erregung in Impulsform ist schon ausreichend. Die Ausschaltenergie wird vorgesehen durch Freigabe der Kontaktkompressionsfeder 3 und, wo dies geeignet ist, durch eine zusätzliche Ausschaltfeder.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Kurzschlusselement (shunt) 15 vorgesehen, durch dass die Halteleistung des Haltesystems und die Empfindlichkeit der Ausschaltauslösespule 6 beeinflusst werden kann (siehe Flusspfad III): Es sei auch bemerkt, dass bestehende Betätiger eine exzessiv langsame Ausschaltwirkung besitzen. Dies ergibt sich aus Kompromissen zwischen einer effizienten Verwendung der Magnetschaltungen, der Luftspalte und einer Flussverteilung je nach Notwendigkeit die Verwendung vom Permanentmagneten und die Anzahl von Steuerspulen. Diese Nachteile werden hier überwunden. Die Vorteile des elektromagnetischen bistabilen Betätigers gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Folgenden:

1. Hohe Halteleistung in dem eingeschalteten Zustand;
2. Hohe Ausschaltgeschwindigkeit;
3. Optimale Verwendung des Permanentmagneten in folge der separaten Magnetschaltungen und der Verwendung des doppelten Luftspalts für die Permanentmagnetschaltung.

Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auf der Basis eines bistabilen Betätigers erklärt, der in den 5 bis 8 dargestellt ist. Es sei bemerkt, dass die Erfindung mit irgendeiner Art von Betätiger verwendet werden kann.
Das Ausführungsbeispiel des Betätigers gemäß der Erfindung, das in den Figuren dargestellt ist, weist eine Kontaktbetätigungsstange 1 auf, die in der Lage ist, den Kontakt 2 in einen geschlossenen oder eingeschalteten Zustand, (siehe 8) und einen offenen oder ausgeschalteten Zustand (siehe 6) zu bewegen. Zu diesem Zweck ist die Kontaktbetätigungsstange so angebracht, dass sie in der Längsrichtung bewegbar bzw. versetzbar ist und kann sich somit zwischen einer ersten Position bewegen, die dem ausgeschalteten Zustand des Kontakts 2 entspricht und einer zweiten Position, die dem eingeschalteten Zustand des Kontakts 2 entspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kontakt 2 in einer so genannten "Vakuumflasche (vacuum bottle)" aufgenommen.
Ferner ist eine Kontaktkompressionsfeder 3 in dem Betätiger vorhanden, wobei die Feder in dem eingeschalteten Zustand des Kontakts 2 (siehe 8) zusammengedrückt ist, um dadurch die Kontaktstücke des Kontakts 2 gegeneinander zu drücken, um den gewünschten Kontaktdruck zu erreichen. Darüber hinaus spannt die Kontaktkompressionsfeder 3 in diesem eingeschalteten Zustand des Kontakts 2 die Betätigungsstange 1 in die Richtung ihrer ersten Position vor.
Ein Kern 4, der mit einem Satz von Einschaltspulen 5 zusammenarbeitet, ist an der Kontaktbetätigungsstange 1 befestigt. Diese Spulen 5 umgeben den Kern und ein Polstück 6. Der Kern und das Polstück sind aus magnetisierbarem Material hergestellt. In der ersten Position, d.h. dem ausgeschalteten Zustand des Kontakts 2, der in 5 dargestellt ist, besitzen die Oberflächen des Kerns 4 und des Polstücks 6, die zueinander weisen einen Luftspaltabstand d₁ dazwischen. Wenn der Betätiger aus dem ausgeschalteten Zustand, der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange 1, die in 5 dargestellt ist, in den eingeschalteten Zustand, die zweite Position der Kontaktbetätigungsstange 1, die in 7 dargestellt ist, geschaltet werden soll, wird der Satz von Spulen 5 für eine kurze Zeitperiode erregt, mit dem Ergebnis, dass der Kern 4 zu dem Polstück 6 bewegt wird, bis die zueinander weisenden Oberflächen des Kerns und Polstücks 6 so eng wie möglich aneinander anliegen. Infolge dessen wird die vorgespannte Feder 3 noch weiter vorgespannt, wie in 8 dargestellt ist.
Da Energieeffizienzbetrachtungen dazu geführt haben, dass eine kurze Erregungsdauer ausgewählt wurde, muss die Betätigungsstange in der zweiten Position entgegen der Kraft der Kontaktkompressionsfeder 3 gehalten werden. Zu diesem Zweck ist eine Permanentmagnetvorrichtung vorgesehen, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Permanentmagneten 7 aufweist. Die Nord-Süd-Richtung dieser Permanentmagneten verläuft in Querrichtung zur Achse der Betätigungsstange 1. Diese Permanentmagneten 7 wirken mit einem Anker 8 zusammen, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Ankerelemente 9 aufweist, die quer zur Achse der Betätigungsstange verlaufen und aus magnetisierbarem Material hergestellt sind. Wie in 7 dargestellt ist, wird die Betätigungsstange in dem eingeschalteten Zustand gehalten, der zweiten Position der Betätigungsstange 1, wie in 7 dargestellt ist, mittels der Anziehung zwischen dem Magneten 7 und den Ankerelementen 9. In 7 ist der assoziierte Magnetflusskreis II schematisch angezeigt, mittels einer durchgehenden Linie und für Klarheitszwecke ist nur der Kreis für den rechtsseitigen Permanentmagneten 7 eingezeichnet. Der Magnetflusskreis der Spulen 5 ist schematisch nur auf der rechten Seite durch die Linie I dargestellt. Die Jochteile, die nachfolgend beschrieben werden, stellen sicher, dass der Magnetflusskreis I und II geschlossen sind.
Es wird deutlich, dass die Magnetflusskreise I, II der Einschaltspulen 5 und des Permanentmagneten 7 jeweils vollständig voneinander separat sind.
Die Permanentmagneten sind in einer solchen Art und Weise angeordnet, dass ihre Anziehungskraft vernachlässigbar ist, selbst mit einem Luftspalt der kleiner ist als 0,5 mm. Infolge dessen beeinträchtigen sie nicht die Ausschaltbewegung des Betätigers.
Im Gegensatz zu den bekannten Betätigern ist das. Haltesystem des Betätigers gemäß der vorliegenden Erfindung, gemäß dem bevorzugt verwendeten Ausführungsbeispiel, dass die Permanentmagneten 7 und die Ankerelemente 9 aufweist, derart ausgebildet, dass der Fluss der Permanentmagneten zweimal einen effektiven Luftspalt (siehe Flusskreis II) überquert. Infolge dessen wird eine Haltekraft erreicht, die zweimal so hoch ist. Beim Ausschalten besitzt die Haltekraft per se einen nachteiligen Effekt auf die Ausschaltbewegung. Bei diesem Aufbau bedeutet der doppelte Luftspalt jedoch, dass die Kraft, welche die Permanentmagneten auf den Anker während des Ausschaltens ausüben, sehr rasch abnehmen, wenn der Luftspalt größer wird, so dass der negative Effekt rasch verschwindet.
Der Magnetflusskreis I der Einschaltspulen 5 läuft durch den Kern 4, das Polstück 6 und die Joche 10.
Die Permanentmagnetvorrichtung ist auch mit Flussführungselementen 11, 12 versehen, welche den Magnetfluss zu und durch das Ankerelement 9 führen. Vorzugsweise sind die Joche 10 und die Flussführungsteile 11, 12 als eine einzelne Einheit hergestellt, so dass es nicht länger eine Notwendigkeit für Einstellungen zwischen den Luftspalten d₁ und d₂ gibt.
Ferner weisen der Kern 4 und die Ankerelemente 9 eine einzelne Einheit auf und das Kern- und Ankerelement sind durch ein Verbindungsstück 13 verbunden. Dieses Verbindungsstück 13 besitzt vorzugsweise eine kleinere Querabmessung als der Kern 4 und die Ankerelemente 9.
Der Betätiger wird durch die Ausschaltspule 14 ausgeschaltet, die derart angeordnet ist, dass das sich bei einer Erregung ergebende Magnetfeld dem Magnetfeld der Permanentmagneten entgegengesetzt ist. Eine Erregung in Impulsform ist ausreichend. Die Ausschaltenergie wird vorgesehen durch Lösen der Kontaktkompressionsfeder 3 und wenn notwendig durch eine zusätzliche Ausschaltfeder.
In 9 ist der Einschaltstrom I eines bekannten Betätigers entlang der Ordinate aufgetragen und die Zeit t ist entlang der Abszisse aufgetragen.
Zum Zeitpunkt t₀ wird eine Spannung an den Anschlüssen der Einschaltspule angelegt und der Einschaltstrom, der durch die Einschaltspule fließt, steigt nur langsam an, wie durch die durchgezogene Linie dargestellt ist, bis der Einschaltstrom I zu dem Zeitpunk t₁ das Niveau I₁ erreicht hat, wobei dieses Niveau mit der entgegen gesetzten Kraft assoziiert ist, die in dem Ausschaltzustand des Betätigers zu überwinden ist, um diesen Betätiger in den Einschaltzustand zu bewegen. Zu dem Zeitpunkt t₁ beginnt die Einschaltbewegung der durch den Betätiger betätigenden Kontakte, wobei die Kontakte zu einem späteren Zeitpunk t₂ in Kontakt miteinander kommen. Nach dem Zeitpunkt t₂ beginnt der Einschaltstrom I wiederum auf ein maximales Niveau anzusteigen. Die entgegen gesetzte Kraft ist abhängig von Faktoren wie zum Beispiel unter anderem der Reibung in dem Betätiger, der Ausschaltfeder davon, wobei diese Faktoren Veränderungen unterliegen, und zwar insbesondere unter dem Einfluss von Temperaturen.
Die obigen Einflüsse können eine entgegen gesetzte Kraft ergeben, welche dem Niveau I₂ des Einschaltstroms entsprechen. Wenn eine Spannung an die Einschaltspule zu dem Zeitpunkt t₀ angelegt wird, beginnt der Schaltstrom wiederum anzusteigen, wie durch die durchgezogene Linie dargestellt ist und wird dann weiter ansteigen, wie durch die strichpunktierte Linie dargestellt ist. Zu dem Zeitpunkt t₃ wird das Niveau I₂ erreicht, nachdem die Einschaltbewegung des Betätigers beginnt. Zum Zeitpunkt t₅ kommen die Kontakte, die durch den Betätiger betätigt werden, in Kontakt miteinander. Die Einschaltzeit, die mit dem Strom I₁ assoziiert ist, ist daher gleich t₂–t₀, während in dem Fall des Niveaus I₂ die Einschaltzeit t₅–t₀, so dass die Einschaltzeit variieren kann und nicht reproduzierbar ist. Darüber hinaus kann die Spannung, die mit dem Einschaltstrom assoziiert ist variieren, so dass bei einer niedrigeren Spannung der Einschaltstrom I beispielsweise der Kurve folgt, die durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Aus der Kurve lässt sich erkennen, dass an dem Schwellenwertniveau I₁ der Betätiger seine Einschaltbewegung zu einem Zeitpunkt t₄ beginnt, während bei dem Schwellenwertniveau I₂ die Einschaltbewegung zu dem Zeitpunkt t₆ beginnt. Daher scheint die Einschaltzeit des Betätigers auch zu einem erheblichen Maß von der Einschaltspannung abzuhängen.
Die relativ hohe Variation der Einschaltzeit unter geringen Variationen hinsichtlich des Schwellenwertniveaus und/oder der Versorgungsspannung zum Schalten des Betätigers wird reduziert, gemäß dieser Erfindung durch die Tatsache, dass eine Verriegelungsvorrichtung 16, die an der Kontaktbetätigungsstange 1 wirkt, verwendet wird. Diese Verriegelungsvorrichtung wird in den verriegelten Zustand bewegt, wenn die Betätigungsstange die erste Position einnimmt, die dem ausgeschalteten Zustand des Betätigers entspricht. Wenn die Einschaltspannung oder der Strom angeschaltet wird, verbleibt die Verriegelungsvorrichtung 16 in dem verriegelten Zustand bis eine vorbestimmte Zeitperiode abgelaufen ist, seit dem Zeitpunkt, zu dem der Einschaltstrom angeschaltet wurde. Diese Zeitperiode ist größer als die Aufbauzeit der Kraft an der Kontaktbetätigungsstange, die erforderlich ist, um die entgegenwirkende Kraft zu überwinden, die in der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange 1 auftritt. Mit anderen Worten ist die Zeitperiode beispielsweise größer als t₆–t₀, wobei die Zeit t₆ die maximale Zeit ist, die erwartet werden kann, unter den kumulativen Effekten von sich gemeinsam verstärkenden Einflüssen.
Die Zeitperiode kann eingestellt werden als eine Funktion des Einschaltstroms und läuft vorzugsweise ab, wenn der Strom durch die Einschaltspule ein Niveau erreicht hat, dass höher ist als das Niveau das erforderlich ist, zum Überwinden der entgegen gesetzten Kraft, die in der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange 1 auftritt. Der Beginn der Einschaltbewegung ist daher unabhängig von der variablen entgegenstehenden Kraft des Betätigers in dem ausgeschalteten Zustand. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel besitzt diese Periode eine unabhängige festgelegte Zeitdauer, die größer ist als t₆–t₀. Wobei t > t6, I ist größer und daher ist dies auch die Kraft. Durch Vergleich mit der Situation ohne Verriegelung ist eine kleinere Einschaltspule ausreichend, da die Einschaltspule besser eingesetzt wird.
Das Einschaltverhalten im entriegelten Zustand ist in dem rechten Teil der Kurve gemäß 9 zu sehen, wobei der Entriegelungsimpuls zu dem Zeitpunkt t10, emittiert wird, wobei t11–t10 die Ansprechzeit der Einschaltentriegelung ist.
Diese Ansprechzeit ist viel kürzer und stärker reproduzierbar, als die Ansprechzeit in dem Fall eines Betätigers ohne Entriegelung. Schaltmomente t12 und t12', die mit den Einschaltspulenströmen assoziiert sind, welche sich in Folge von Toleranzen verändern können, liegen viel näher aneinander als t2 und t5, welche die Schaltmomente ohne Verriegelung zeigen. Die 5 und 6, zeigen eine elektromagnetische Version der Verriegelungsvorrichtung 16, während die 7 und 8 eine mechanische Version der Verriegelungsvorrichtung 16 zeigen. Die Verriegelungsvorrichtung 16 gemäß den 5 und 6 weist einen Permanentmagneten 17 auf, der in einer festen Position angeordnet ist, wie durch den gestrichelten Bereich, dargestellt ist. In der ausgeschalteten Position gemäß den 5 und 6, liegt das Ankerelement 9 gegen die Polplatten 18 an, so dass in diesem ausgeschalteten Zustand der Magnetkreis des Permanentmagneten über die Polplatten 18 und das Ankerelement 9 geschlossen ist. Infolge dessen wird das Ankerelement 9 an seinem Platz gehalten, sowie der assoziierte Kern 4 und die Kontaktbetätigungsstange 1. Die Verriegelungsvorrichtung 16 ist ferner mit einer Spule 19 versehen mit Wicklungen 20, wobei der Kern der Spule gegen die Polplatten 18 anliegt bzw. drückt.
Wenn ein Strom an die Einschaltspulen 5 angelegt wird, wird der Betätiger in dem ausgeschalteten Zustand gehalten, wie gemäß den 5 und 6 und daher wird die Kontaktbetätigungsstange 1 in ihrer ersten Position gehalten, wobei die Kontakte 2, die durch die Stange 1 betätigt werden, separat voneinander verbleiben. Nachdem der Strom eingeschaltet wird, baut sich der Strom in den Einschaltspulen 5 auf. Der Betätiger verbleibt in dem ausgeschalteten Zustand selbst wenn sich die entgegen gesetzte Kraft aufbaut bis nach einer vorbestimmten Zeitperiode nach dem Einschaltzeitpunkt des Einschaltstroms ein Strom an die Wicklung 20 der Spule 19 angelegt wird, wobei dieser Strom eine Größe und Richtung besitzt, die so ausgewählt sind, dass das Feld des Permanentmagneten 17 eliminiert wird. Dann wird unter dem Einfluss des Einschaltstroms für die Einschaltspulen 5 die Kontaktbetätigungsstange 1 in einen eingeschalteten Zustand bewegt, in dem der Kontakt 2 geschlossen ist. Der eingeschaltete Zustand des Betätigers mit dem geschlossenen Kontakt 2 ist in den 7 und 8 dargestellt. Jedoch zeigen diese Figuren einen Betätiger mit einer mechanischen Verriegelungsvorrichtung.
Die ausgewählte Zeitperiode ist nicht länger als die Aufbauzeit der Zugkraft des Betätigers zu der die mobilen Teile des Betätigers anfangen sich zu bewegen. Die Länge der Zeitperiode kann aus dem Einschaltstrom abgeleitet werden oder kann einen festen Wert besitzen.
Die mechanische Verriegelungsvorrichtung 16, die in den 7 und 8 dargestellt ist, weist zwei Verriegelungselemente auf, die in der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange miteinander in Eingriff kommen und die Kontaktbetätigungsstange in dieser fixierten Position halten. Ein Verriegelungselement ist bei dem Ausführungsbeispiel, gemäß den 7 und 8 durch die Klinke 21 ausgebildet, die an dem Ankerelement 9 fixiert ist. Das andere Verriegelungselement ist in diesem Fall in der Form einer Greifklinke 22 vorgesehen, die sich um den Stift 23 schwenken kann. Die Greifklinke 22 ist in die gezeigte Position vorgespannt, durch die Kompressionsfeder 24. Die Position der Greifklinke 22 kann mittels einer Steuervorrichtung verändert werden, die in diesem Fall durch den schematisch dargestellten Hilfsbetätiger 25 ausgebildet ist, der ein herkömmlicher Elektromagnetbetätiger mit niedriger Leistung sein kann.
Wenn der Betätiger in den ausgeschalteten Zustand bewegt wird, durch Liefern eines Stroms an die Ausschaltspule 14 kommen die Klinke 21 und die Greifklinke 22 in Eingriff miteinander insbesondere mittels der hakenförmigen freien Enden der Klinken. Wenn ein Strom an die Einschaltspulen 5 angelegt wird, um den Betätiger zu schalten, wird der Eingriff zwischen den Klinken 21 und 22 beibehalten bis eine Spannung oder ein Strom an den Hilfsbetätiger 25 geliefert wird, um zu erlauben, dass sich die Greifklinke 22 nach rechts dreht, so dass die Klinke 21 aus der Greifklinke 22 freigegeben wird. Dieser mechanische Aufbau der Verriegelungsvorrichtung 16 hält auch den ausgeschalteten Zustand des Betätigers bei, bis eine Zeitperiode abgelaufen ist, die größer ist als die Aufbauzeit der Kraft an der Kontaktbetätigungsstange 1, die erforderlich ist, um die entgegen gesetzte Kraft zu überwinden, die in der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange 1 auftritt.
Hier kann die Zeitperiode wiederum aus dem Strom abgeleitet werden, der an die Einschaltspule angelegt wird oder kann einen unabhängigen festgelegten Wert besitzen.
Der Steuerstrom für den Hilfsbetätiger 25 oder die Wicklung 20 der Spule 19 könnte mittels eines Komparators (nicht gezeigt) abgeleitet werden, wobei der Einschaltstrom an einen Eingang des Komparators angelegt wird, während ein Referenz- bzw. Bezugsstrom an dessen anderen Eingang angelegt wird, wobei der Bezugsstrom größer ist als das Niveau das erforderlich ist, um die entgegen gesetzte Kraft in der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange 1 zu überwinden. Der Steuerstrom für den Hilfsbetätiger 25 oder die Wicklung 20 der Spule 19 kann optional nach Verstärkung oder Verarbeitung dann an den Ausgang des Komparators angelegt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel mit einer festgelegten Zeitperiode kann ein Zeitschalter (nicht gezeigt) mit einer festgelegten vorbestimmten Zeitperiode verwendet werden, wobei die Länge gemäß den oben beschriebenen Punkten ausgewählt werden kann. Der Zeitschalter wird gestartet, wenn der Einschaltstrom für die Einschaltspule des Betätigers eingeschaltet wird und das Ende der Zeitperiode kann selbst nach dem Moment liegen, zu dem der Einschaltstrom sein maximales Niveau erreicht hat.

Claims

Elektromagnetbetätiger zum Bewegen eines Kontaktes (2) in einen eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand, der Folgendes aufweist: eine Kontaktbetätigungsstange (1), die in Längsrichtung versetzt bzw. verschiebbar ist zwischen einer ersten Position, die dem ausgeschalteten Zustand entspricht und einer zweiten Position, die dem eingeschalteten Zustand entspricht, einen Kern (4), der aus magnetisierbarem Material hergestellt ist und an der Kontaktbetätigungsstange (1) befestigt ist, eine Einschaltspule (5), die mit dem Kern (4) zusammenwirkt, ein Polstück (6), das aus magnetisierbarem Material hergestellt ist, und dessen Stirnseite zum Kern (4) gerichtet ist und das in der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange (1) mit einem Luftspaltabstand (d₁) von der Oberfläche des Kerns (4), die senkrecht zur Versatz- bzw. Verschieberichtung verläuft, angeordnet ist, und in der zweiten Position so nah wie möglich gegen die Kernoberfläche drückt bzw. anliegt, ein Joch (10), das aus magnetisierbarem Material hergestellt ist, zum Schließen des Magnetflusskreises der Einschaltspule durch das Polstück (6) und den Kern (4), eine Permanentmagnetvorrichtung (8) zum Halten der Kontaktbetätigungsstange (1) in der ersten Position und eine Feder (3), welche die Kontaktbetätigungsstange in ihrer zweiten Position zu der ersten Position vorspannt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausschaltspule (14) vorhanden ist, die zum Bewegen der Kontaktbetätigungsstange (1) aus der zweiten Position zu der ersten Position erregt wird, um das Magnetfeld der Permanentmagnetvorrichtung wenigstens temporär zu eliminieren und dass der Magnetflusskreis der Permanentmagnetvorrichtung (8) von dem der Einschaltspule (5) getrennt ist.
Betätiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ankerelement (9), das quer zur Achse der Betätigungsstange (1) verläuft und aus magnetisierbarem Material hergestellt ist mit der Kontaktbetätigungsstange verbunden ist und das die Permanentmagnetvorrichtung mit Flussführungselementen (11, 12), welche den Magnetfluss zu und durch das Ankerelement (9) führen bzw. lenken versehen ist.
Betätiger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnetvorrichtung wenigstens einen Permanentmagneten (7) aufweist, der in einer solchen Art und Weise angeordnet ist, dass dessen Nord-Süd-Richtung quer zur Achse der Kontaktbetätigungsstange (1) verläuft, und wobei die Flussführungselemente (11, 12) an der Nordpolseite und an der Südpolseite des Magneten (7) angeordnet sind, wobei diese Elemente Oberflächen besitzen, die senkrecht zur Achse der Kontaktbetätigungsstange (1) verlaufen, die in der ersten Position davon mit einem Luftspaltabstand (d₂) von dem Ankerelement (9) beabstandet sind, und die in der zweiten Position gegen das letztere drücken bzw. anliegen und wobei die Ausschaltspule (14) in einer Ebene senkrecht zur Achse der Kontaktbetätigungsstange (1) und an der Seite der Flussführungselemente (11, 12) positioniert ist, die entgegengesetzt zum Ankerelement (9) liegt, wobei die Innenoberfläche der Ausschaltspule (14) auf einer Linie mit der Seite des Permanentmagneten (7) liegt, die zu der Kontaktbetätigungsstange (1) gerichtet ist.
Betätiger nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Joche (10) der Einschaltspulen und der Flussführungselemente (11, 12) der Permanentmagnetvorrichtung eine einzelne Einheit bilden.
Betätiger nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (4) und das Ankerelement (9) aus einer einzelnen Einheit bestehen, wobei das Kern- und Ankerelement durch ein Verbindungsstück (13) verbunden sind.
Betätiger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (13) eine kleinere Querabmessung besitzt als der Kern (4) und das Ankerelement (9).
Betätiger nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Einschaltzustand des Kontakts (2) der Luftspalt (d₁) zwischen dem Kern (4) und dem Polstück (6) ein Minimum beträgt, aber nicht 0 ist.
Betätiger nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnetkurzschlusselement (Shunt) (15) in dem Magnetflusskreis (II) des Permanentmagneten aufgenommen ist.
Betätiger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder wenigstens teilweise durch die Kontaktkompressionsfeder gebildet wird.
Elektromagnetbetätiger zum Bewegen eines Kontakts (2) in einen eingeschalteten oder ausgeschalteten Zustand, der Folgendes aufweist: eine Kontaktbetätigungsstange (1), die in der Längsrichtung zwischen einer ersten Position, die dem ausgeschalteten Zustand entspricht und einer zweiten Position, die dem eingeschalteten Zustand entspricht, versetz- bzw. verschiebbar ist, ein Kern (4), der aus einem magnetisierbaren Material hergestellt ist und an der Kontaktbetätigungsstange (1) befestigt ist, eine Einschaltspule (5), die mit dem Kern (4) interagiert, ein Polstück (6), das aus einem magnetisierbaren Material hergestellt ist, und dessen Stirnseite, die zum Kern (4) gerichtet ist, in der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange (1) mit einem Luftspaltabstand (d₁) von der Oberfläche des Kerns (4), die senkrecht zur Versatz- bzw. Verschieberichtung verläuft, angeordnet ist, und in der zweiten Position so nah wie möglich gegen die Kernoberfläche drückt bzw. anliegt, und ein Joch (10), das aus magnetisierbarem Material hergestellt ist zum Schließen des Magnetflusskreises der Einschaltspule durch das Polstück (6) und den Kern (4), eine Permanentmagnetvorrichtung (8) zum Halten der Kontaktbetätigungsstange (1) in der ersten Position und eine Feder (3), welche die Kontaktbetätigungsstange in ihrer zweiten Position zu der ersten Position vorspannt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verriegelungsvorrichtung (16) vorgesehen ist, die auf die Kontaktbe tätigungsstange (1) wirkt, die in den verriegelten Zustand bewegt wird, wenn die Kontaktbetätigungsstange (1) die erste Position einnimmt und die nach einer vorbestimmten Periode nach dem Zeitpunkt entriegelt wird, zu dem ein Strom an die Einschaltspule (5) angelegt wird, wobei die Periode größer ist als die Aufbauzeit der Kraft an der Kontaktbetätigungsstange (1), die erforderlich ist, um die entgegengesetzte Kraft zu überwinden, die in der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange (1) auftritt.
Betätiger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Periode abläuft, wenn der Strom durch die Einschaltspule (5) ein Niveau erreicht hat, das höher ist als das Niveau, das erforderlich ist zum Überwinden der entgegengesetzten Kraft, die in der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange (1) auftritt.
Betätiger nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitperiode eine unabhängige feste Dauer besitzt.
Betätiger nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (16) einen Permanentmagneten (17) aufweist, der die Kontaktbetätigungsstange (1) in ihrer ersten Position hält und eine Spule (19) zum Eliminieren des Feldes des Permanentmagneten (17).
Betätiger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Komparator vorhanden ist, wobei der Einschaltstrom der Einschaltspule (5) an einen Eingang davon geliefert wird, und ein Referenzsignal an den anderen Eingang geliefert wird, und wobei der Ausgang bzw. das Ausgangssignal davon mit der Spule (19) gekoppelt ist.
Betätiger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (19) durch einen Zeitschalter mit einer festen vorbestimmten Dauer gesteuert wird.
Betätiger nach Anspruch 10, 11 oder 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (16) zwei Verriegelungselemente aufweist, die in der ersten Position der Kontaktbetätigungsstange (1) miteinander in Eingriff kommen und die Kontaktbetätigungsstange (1) in dieser Position fixiert halten, und das eine Steuervorrichtung vorhanden ist, die nach der Zeitperiode die Verriegelungselemente außer Eingriff bringt.
Betätiger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung ein Elektromagnet-Zusatz- bzw. -Hilfsbetätiger ist.
Betätiger nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Komparator vorhanden ist, wobei der Einschaltstrom der Einschaltspule (5) an einen Eingang davon geliefert wird und ein Referenzsignal an den anderen Eingang geliefert wird, und wobei der Ausgang bzw. das Ausgangssignal davon mit der Steuervorrichtung gekoppelt ist.
Betätiger nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung durch einen Zeitschalter mit einer festen vorbestimmten Dauer gesteuert wird.