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Elektrisches Schaltgerät mit Abhebekontakten Bei elektrischen Schaltgeräten
mit Abhebekontakten werden häufig nach der ersten Kontaktberührung Flattererscheinungen
beobachtet, :die durch Rückstoß verursacht werden. Es ist bekannt, den Rückstoß
durch eine Dämpfungseinrichtung aufzufangen. Damit wird aber der Aufbau der Kontakteinrichtung
umständlicher. Wird die Dämpfungseinrichüung am bewegten Kontaktstück angebracht,
so wird dadurch die bewegte Masse vergrößert, bei Anbringung am ruhenden Kontaktstück
wird durch Lageveränderung des letzteren die Einhaltung genauer Kontaktzeiten erschwert,
was besonders bei Kurzzeitschaltern und periodisch betätigten Kontaktumformern stört.
Außerdem genügt das mit einer Dämpfungseinrichtung erreichte Ergebnis in, vielen
Fällen nicht den gestellten Anforderungen hinsichtlich Flatterfreiheit. Erfindungsgemäß.
kann in einfacher Weise eine gegebenenfalls zusätzliche Verminderung der Flatterbewegungen
dadurch, erzielt. werden, daß das ruhende Kontaktstück an dem ersiten einer Reihe
von in der Bewegungsrichtung aneinanderliegenden festen Körpern anliegt, deren jeder
annähernd die gleiche. Masse hat wie das bewegte Kontaktstück, und deren letzter
auf einer festen Unterlage ruht. Die Wirkung einer derartigen Anordnung beruht auf
der bekannten Erscheinung, daß ein bewegter Körper, der auf eine Reihe aneinanderliegender
Körper gleicher Masse auftrifft, sofort zum .Stillstand gebracht wird, daßdabei
diese Körper mit Ausnahme des letzten in Ruhe bleiben. und der letzte Körper die
Bewegung fortsetzt. Bei der Übertragung de.s. Stoßes von einem Körper zum anderen.
dritt sowohl ein Energieverlust als auch. ein Zeitverlust ein, und zwar auch unter
der Voraussetzun:
g, daß die -Körper durch den Stoß, keine merklich
bleibende Formänderung erleiden:. Der Energieverlust bei der Stoßdibertragung.durch
einen Körper hindurch kann durch- einen Faktor-k gekennzeichnet werden.. der :das
Verhältnis. der empfangenen zur weitergegebenen Bewegungsenergie bezeichnet, Wenn
-der letzte Körper der Reihe oder sogenannten Stoßkette an einer festen Unterlage
anliegt, so wird der ,Sto:ßi reflektiert: und trifft nach Ablauf einer endlichen
Zeitspanne am Anfang der Stoßkette als Rückstoß mit verminderter Energie ein. Beträgt
die Zahl der nebeneinan.derliegenden Körper n, so ist der gesamte Stoßverlust durch
das Verhältnis k (2 n- z) bestimmt. Der Wert h ist von der Härte und
Oberflächenbeschaffenheit der Körper abhängig. Bei Stahlkörpern mit glatt polierten
ebenen Berührungsflächen liegt k nur wenig unterhalb i. Werte in der Größenordnung
o,.5 können bei Metallkörpern mit nicht polierten, z. B. lediglich glatt bearbeiteten
Berührungsflächen auftreten und damit erklärt werden, daß eine bleibende Verformung
der Körper eintritt.
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iBei Geräten für Einzelschaltung, !die verhältnismäßig selten betätigt
werden, kann zugunsten eines möglichst kleinen Faktors k eine bleibende Verformung
in Kauf genommen werden, die so gering ist, daß# sie erst nach einigen hunderttausend
Schalrungen merkbar wird. Bei sehr häufig betätigten Geräten dagegen, z. B. bei
Kontaktumformern, Kurzzeitschaltern und Steuerschützen für Antriebsmotoren mit aussetzendem
Betrieb, können auch geringe bleibende Verformungen schon nach kurzer Bietriebszeit
zu Unzuträglichkeiten führen. Wenn hier auf eine wesentliche Verminderung der Rückstoßenergie
verzichtet werden mu:ß,, so bedeutet doch die mittels der Stoßkette erreichte Verzögerung
einen wertvollen Gewinn, weil in der Zwischenzeit. eine Haltekraft wirksam werdenkann,
die den Rück stoß aufhebt und so eine erneute Trennung der geschlossenen Kontakte
verhindert.
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Die Erfindung wird durch die Fig. i bis 3 veranschaulicht. Nach Fig.
i sinid Kontaktstücke i i und 12, deren Massen einander annähernd gleich sind, an
Schwenkarmen 13 und 14 befestigt. Eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung wirke
auf die Welle des Schwenkarmes 13. Das Kontakt-. stück i2 ruht auf einem.Stapel
von walzenförmigen Stoßkörpern 15, 16 und 17, diese können aus Metall, gesintertem
Metall; keramischem Werkstoff, z. B. ,Steatit, aus unedlen oder edlen Natur- oder
Kunst:-steinen oder einem ähnlichen festen Stoff bestehen. Praktisch bewährt hat
sich u. a. auch Messing. Die Masse jedes Körpers ist annähernd gleich der Masse
des beweglichen Kontaktstückes i i, gegebenenfalls zuzüglich von damit starr verbundenen
Massen. Die Bierührungsflächen der 'Kontaktstücke und der Stoßkörper sind bei dem
gezeichneten Ausführungsbeispiel ballig gewölbt. Die Stoßkörper können: in einer
Bohrung einer Haltebüchse i8 gelagert sein, die an, idem in der Zeichnung nicht
dargestellten Gerätegestell befestigt ist. Der Boden der Büchse 18 bildet die feste
Unterlage. Er kann z. B. mittels Gewinde verstellbar sein. Trifft das bewegliche
Kontaktstück i i bei der Schließung mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit
u in Pfeilrichtung auf das ruhende Kontaktstück 12, so pflanzt sich der Stoß durch
die von den Stoßkörpern 15 bi!s 17 gebildete Stoßkette fort, wird am letzten reflektiert,
durchläuft nochmals die Stoßlette in umgekehrter Richtung und erscheint mit Verzögerung
und mit um die iStoßverluste verringerter Energie wieder am bewegten Kontakt. Die
Verringerung kann bei kleinem Wert von k und genügend großer Anzahl von Stoßkörpern
so stark sein, daß, zwischen den Kontakten überhaupt kein merklicher Rückstoß, mehr
auftritt. Tritt aber doch ein Rückstoß, auf, so kann: in der Zeit, während er zweimal
die Stoßkette durchläuft, beispielsweise der Schwenkarm 13 durch eine Nachlaufbewegung
des Schalterantriebes elastischdurchgebogen werden, so daß iseine Federkraft den
Rückstoß, auffängt und eine- nochmalige Trennung der Kontaktstücke verhindert. Der
Schwenkarm 13 kann zu diesem Zweck beispielsweise aus Federbronze oder hartgezogenem
Kupfer hergestellt sein. Die ruhenden: Teile 12 und 15 bis 17 können durch Federwirkung
des für -diesen Fall elastisch durchgebogenen Schwenkarmes 14 unter Vorspannung
gehalten werden.
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Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit zwei an federnden Armen i9 und 2o
befestigten ruhenden Kontaktstücken 21 und 22 und einer beweglichen Schaltbrücke
23. Hier ist jedes ruhende Kontaktstück auf einem Stapel von, iStoßkörpern 2.4 bis
26 bzw. 27 bis 29 gelagert. Derartige Anordnungen sind wegen der geringen Masse
ihrer bewegten Teile lvesonders für Kurzzeitschaltung und für periodische Betätigung
zu Umformungszwecken gut geeignet. Nach Fig. 3 ist zusätzlich ein Haltemagnet
30 mit einer Erregerspule 31 vorgesehen. Der Magnetanker 32 bildet zugleich
die bewegliche Schaltbrücke oder ist mit; einer beweglichen Schaltbrücke fest verbunden,
z. B. verlötet. .Er kann von Silberleisten 33 rahmenförmig umgelben sein. 34 und
35 sind feste Gestellteile. Der Anker 3o kann an gespannten Klaviersaitendrähten
schwingfähig aufgehängt sein. Durch einen zweiten, in der Zeichnung nicht dargestellten
Haltemagneten kann der Anker 32 in geöffneter Stellung gehalten werden. Wird dieser
zweite Haltemagnet ausgelöst, so schwingt der Anker 30 zum Magneten 2$ hinüber.
Der Rückstoß wird durch die Stoßketten verzögert. Inzwischen kann sich der den Magnetanker
30 durchsetzende Haltekraftfluß in genügender Stärke ausbilden, so daß die Restkraft
des nunmehr zwischen den Kontakten wiederkehrenden Röckstoßes durch die Haltekraft
des Magneten aufgehoben wird.
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Besonders vielfältige Anordnungsmöglichkeiten für den Magneten und
sonstige Zubehörteile L:önnen dadurch: erzielt werden, daß an den vier Ecken der
beweglichen Schaltbrücke je ein auf einer Stoßkette ruhendes Kontaktstück angeordnet
wird. je zwei davon können .durch einen gegabelten 1<ontalztarm unter Vorspannung
gehalten werden. Wird der Magnet durch starke Seitenplatten aus
nichtmagnetischem
Metall zusammengehalten, so können die Stoßketten in 3-ohrungen dieser Seitenplatten
untergebracht sein. Durch verstellbare Gegenlager der Stoßketten, z. B,. in Gestalt
von Gewindestopfen, welche die Bohrungen unten abzchließen>, kann die Vorspannun.g
der Kontaktarme r9 und 2o einzeln eingestellt werden. Bei der Herstellung werden
vorteilhaft an dem Schaltgerät nach Einstellung der Vorspannungen die Auflageflächen
der ruhenden Kontaktstücke 2 z und 2@2 und des Magneten 3o gemeinsam eben geschliffen,
worauf der Magnet um die gewünschte .Breite des Ankerluftspalt.e,s zurückverstellt
wird.