DE974344C

DE974344C - Elektromagnetisches Schaltschuetz mit Sparschaltung

Info

Publication number: DE974344C
Application number: DES8193D
Authority: DE
Inventors: Fritz Lucan; Otto Modersohn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-12-01
Filing date: 1939-12-01
Publication date: 1960-12-01

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 1. DEZEMBER 1960

S 8193 VIIIb 121C

(Ges. v. 15. 7.1951)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Schaltschütz zu schaffen, das einen sehr kleinen Dauerleistungsbedarf hat, jedoch imstande ist, einen hohen Kontaktdruck an den Schaltstellen zu erzielen. Die üblichen Schaltschütze weisen eine derartige Eigenschaft nicht auf. Bei ihnen wird der Kontaktdruck durch die magnetische Kraft der Spule beim Anziehen des Ankers erzielt. Um den Dauerleistungsbedarf des Schützes herabzusetzen, hat man schon vorgeschlagen, eine Sparschaltung anzuwenden, die die Erregung der Magnetspule, wenn sich der Anker auf dem letzten Drittel oder Viertel des Schaltweges befindet, vermindert. Selbst bei Anwendung dieser Sparschaltung haben die bekannten Schaltschütze immer noch einen hohen Dauerleistungsbedarf; denn die Erregung der Magnetspule kann nicht allzusehr vermindert werden, da sonst ein ungenügender Kontaktdruck an den Schaltstellen entsteht.

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schaltschütz mit Sparschaltung zur Verminderung des Steuerstromes der Magnetspule im angezogenen Zustand des Ankers, bei dem für den Antrieb der

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Schaltstellen Kniegelenke verwendet sind, die in der Einschaltstellung der Kontakte einen von der Haltekraft des Ankers unabhängigen Kontaktdruck erzeugen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Erregerleistung für die Magnetspule möglichst weitgehend zu beschränken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere zur Steuerung verschiedener Schaltstellungen durch den Anker dienende Kniegelenke an ihren Knien miteinander gekuppelt sind, wobei sich im unerregten Zustand der Magnetspule die Kniegelenke von Ruhekontakten in der gestreckten Lage, die Kniegelenke von Arbeitskontakten in der gebeugten Lage und im erregten Zustand der Magnetspule in den entsprechend umgekehrten Lagen befinden, und daß außer der an den gekuppelten Knien angreifenden Rückholfeder eine weitere, die Enden der Kniegelenke der Arbeitskontakte zusammenziehende Feder vorgesehen ist, die die Kniegelenke der Ruhekontakte in die gestreckte Lage zu bewegen und in dieser zu halten sucht, und daß ferner zum Schalten der Windungen der Magnetspule ein vom Anker gesteuerter Sprungschalter dient, dessen Sprungbewegung bei oder kurz vor Erreichen der angezogenen Endstellung des Ankers eintritt.

Elektromagnetische Schaltschütze mit Sparschaltung, die zur Erzielung eines hohen Kontaktdruckes einen zwischen Magnetanker und Schaltstücken angeordneten Kniehebel aufweisen, sind an sich bekannt. Eine Kupplung mehrerer Kniegelenke, die teils Arbeits- und teils Ruhekontakte tragen, und ihre Betätigung nach Art des Erfindungsgegenstandes ist bei Schaltschützen bisher nicht ausgeführt worden. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, die in

Fig. ι ein derartiges Schaltschütz schematisch darstellt und in

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel zeigt, ι ist die Magnetspule und 2 der Anker des Schalt-Schutzes. Die Klemmen für die Steuerleitungen der Magnetspule sind mit 3 und 4 bezeichnet. Die Magnetspule hat eine Anzapfung5. Der zwischen der Klemme3 und der Anzapfung 5 liegende Teil der Magnetspule hat wenige Windungen großen Querschnittes, während der andere zwischen der Anzapfung 5 und der Anschlußklemme 4 liegende Teil der Magnetspule eine große Anzahl Windungen kleinen Querschnittes besitzt. 6 ist ein Sprungschalter, der von dem Fortsatz 7 des Ankers gesteuert wird. Der bewegliche Kontaktteil 8 des Sprungschalters ist mit der Anschlußklemme 4 und der ortsfeste Kontaktteil 9 mit der Anzapfung 5 verbunden.

Die Kontaktteile der vom Schaltschütz zu schaltenden Schaltstelle sind mit 10 und 11 bzw. 10' und 11' bezeichnet. 10 und 10' sind die ortsfesten und 11 bzw. 11' die beweglichen Kontaktteile. Die beweglichen Kontaktteile 11 und 11' sitzen abgefedert an ortsfest geführten, längsverschiebbaren Stangen 12 bzw. 12'. Diese Stangen werden von Kniegelenken gesteuert, die aus den Hebeln 13 und 14 bzw. 13' und 14' bestehen. Die Hebel 13/13' sind an den Stangen 12/12' angelenkt und die Hebel 14/14' an den Stellen 15/15' ortsfest drehbar gelagert. Auf das Knie 13714' wirkt eine Rückholfeder 17 ein, die das Knie in die gebeugte Lage zu ziehen sucht.

Die beiden Kniegelenke 13, 14, 13', 14' sind an den Knien durch ein Zwischenglied 19 miteinander verbunden. Im unerregten Zustand der Magnetspule befindet sich das Kniegelenk 13, 14 des Arbeitskontaktes in der gebeugten Lage, das Kniegelenk 13', 14' des Ruhekontaktes in der gestreckten Lage, im erregten Zustand der Magnetspule in der entsprechend umgekehrten Lage.

Die Wirkungsweise des Schaltschützes ist folgende: Die Fig. 1 zeigt das Schaltschütz in der Ausschaltstellung. Wird der Steuerstrom für die Magnetspule 1 eingeschaltet, so fließt der Strom von der Anschlußklemme 3 zu der Anzapfung 5 und von dort über den Sprungschalter 6 zu der Anschlußklemme 4. Da der zwischen der Anschlußklemme 3 und der Anzapfung 5 befindliche Teil der Magnetspule eine kleine Anzahl Windungen großen Querschnittes hat, ist die Erregung der Magnetspule recht stark. Der Anker 2 wird dadurch entgegen der Wirkung der Rückholfeder 17 angezogen. Auf diese Weise wird das Kniegelenk 13,14 in die Strecklage übergeführt, in der der Anker zugleich seine Endstellung erreicht, und der Kontaktteil 11 gegen den ortsfesten Kontaktteil 10 gepreßt. Auf dem letzten Teil der Einschaltbewegung des Ankers stößt der Fortsatz 7 gegen den Sprungschalter 6. Erst kurz vor Erreichung der gestreckten Lage des Kniegelenkes beginnt die Sprungbewegung des Sprungschalters und öffnet dann die Kontakte 8, 9 (Fig. 1) zu einem Zeitpunkt, wo die Ankerschlußstellung bereits erreicht ist. Der Steuerstrom fließt nunmehr durch die gesamte Wicklung der Spule. Da der zwischen der Anschlußklemme 4 und der Anzapfung 5 befindliche Teil der Magnetspule eine große Anzahl Windungen kleinen Querschnittes hat, wird der Steuerstrom stark vermindert. Die Erregung ist nur so groß, daß gerade noch der Anker 2 im angezogenen Zustand gehalten wird, also die Kraft der Rückholfeder 17 überwindet.

Das Getriebe des Schaltmechanismus hat die Eigenschaft, daß es in der Einschaltstellung der Kontaktteile 10,11 einen von der Haltekraft des angezogenen Ankers unabhängigen Kontaktdruck erzeugt. Es braucht also keine Magnetkraft für den Kontaktdruck aufgewendet zu werden. Es ist nur das Kniegelenk 13, 14 entgegen der Kraft der Rückholfeder 17 in der gestreckten Lage zu halten. Die hierfür erforderliche Magnetkraft ist sehr gering. Infolgedessen kann die für den Dauerbetrieb notwendige Erregung der Magnetspule sehr klein gehalten werden. Die Umschaltung der Erregung der Magnetspule darf aber nur bei Erreichen der Strecklage des Kniegelenkes erfolgen, da in anderen Stellungen des Kniegelenkes infolge des Durchdrückens des Kniegelenkes die Magnetspule Kräfte aufzubringen hat, die erheblich größer sind als die Gegenkraft der Rückholfeder 17. Die Eigenart des Sprungschalters verhindert eine frühere Umschaltung, so daß eine Schwächung der Magnetkraft vor Erreichen der Ankerschlußstellung nicht eintreten kann.

Außer der Rückholfeder 17 ist eine weitere Feder 20 verwendet, die die Enden des Kniegelenkes 13, 14

des Arbeitskontaktes ίο, 11 zusammenzuziehen sucht. Diese Feder dient dazu, das Kniegelenk des Ruhekontaktes io', ii' in die gestreckte Lage zu bewegen und den Ruhekontakt dadurch unter Erzeugung des Kontaktdruckes zu schließen. Hat das Kniegelenk 13', 14' die gestreckte Lage erreicht, so hält die Feder 20 das Kniegelenk in der gestreckten Lage und sichert dadurch die geschlossene Schaltstellung des Ruhekontaktes. Hat der Anker die Schlußstellung in angezogenem Zustand erreicht, so übt die Feder 20 auf den Anker keine Kraft mehr aus. Zur Aufrechterhaltung ihrer Spannung ist daher keine Magnetkraft, somit keine besondere Erregung der Spule notwendig. Infolge der Verwendung der Feder 20 ist es zugleich möglich, die Rückholfeder 17 schwächer zu bemessen, so daß man mit einer kleineren Erregung für die Magnetspule des Schaltschützes auskommt. Die Fig. 2 zeigt ein Schaltschütz mit zwei Arbeitsund zwei Ruhekontakten, insbesondere in Form von zwei Umschaltkontakten. Von dem Anker 2 werden mehrere Kniegelenke gesteuert, die an ihrem einen Ende ortsfest gelagert sind und an ihrem anderen Ende bewegliche, abgefederte Schaltkontaktteile tragen. An den Knien sind die Kniegelenke durch Zwischenglieder 19 miteinander verbunden. In Fig. 2 sind die Sprungschaltung und der Sprungschalter in gleicher Weise wie in Fig. 1 vorhanden, jedoch der Einfachheit halber nicht nochmals dargestellt.

Um bewegliche Zuleitungen zu den beweglichen Schaltkontakten der Kniegelenke zu vermeiden, sind bei dem Beispiel der Fig. 2 die an den Kniegelenken sitzenden Schaltkontaktteile 11 als Brücken ausgebildet, von denen jede sich gegen zwei ortsfeste Kontaktteile 10' und 10" legt. Vorteilhaft sind die Kontaktflächen der ortsfesten Kontaktteile 10', 10" schräg zueinander angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, den von dem Kniegelenk zu erzeugenden Druck kleiner zu halten als die Summe der an den Kontaktflächen der ortsfesten Kontaktteile auftretenden Drücke. Insbesondere eignen sich Schrägstellungen der Kontaktflächen zwischen 30 und 45⁰. Bei dem Beispiel der Fig. 2 sind 21 die Anschlußklemmen für die durch das Schütz zu schaltenden Leitungen. Diese Anschlußklemmen liegen in einer Reihe, die quer zu der Verbindungslinie der Kniegelenke liegt. Diese Anordnung der Anschlußklemmen eignet sich insbesondere für Schütze, die in einer Reihe nebeneinander angeordnet werden. Bei solchen aneinandergereihten Schützen sitzen die Anschlußklemmen nur an einer Seite der Reihe. Um die Leitungszuführung von den Anschlußklemmen 21 zu den ortsfesten Schaltkontaktteilen 10', 10" zu vereinfachen, sind erfindungsgemäß die Schaltstellen des Schützes abwechslungsweise auf den beiden Seiten der Verbindungslinie der Knie angeordnet. 22 sind die Schienen, die die Anschlußklemmen 21 mit den ortsfesten Schaltkontaktteilen 10', 10" verbinden.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel des Schützes gemäß der Erfindung ist zur Steuerung des Getriebes des Schaltmechanismus ein Magnetsystem mit Tauchanker verwendet. Statt dessen können auch Magnetsysteme mit Klappanker oder Drehanker benutzt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Schaltschütz mit Sparschaltung zur Verminderung des Steuerstromes der Magnetspule im angezogenen Zustand des Ankers und mit Kniegelenk zur Erzeugung eines in der Einschaltstellung der Kontakte von der Haltekraft des angezogenen Ankers unabhängigen Kontaktdruckes, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zur Steuerung verschiedener Schaltstellungen durch den Anker (2) dienende Kniegelenke (13, 14; 13', 14') an ihren Knien miteinander gekuppelt sind, wobei sich im unerregten Zustand der Magnetspule (1) die Kniegelenke von Ruhekontakten (10', 11') in der gestreckten Lage, die Kniegelenke von Arbeitskontakten (10, 11) in der gebeugten Lage und im erregten Zustand der Magnetspule in den entsprechend umgekehrten Lagen befinden, und daß außer der an den gekuppelten Knien angreifenden Rückholfeder (17) eine weitere, die Enden der Kniegelenke der Arbeitskontakte zusammenziehende Feder (20) vorgesehen ist, die die Kniegelenke der Ruhekontakte in die gestreckte Lage zu bewegen und in dieser zu halten sucht, und daß ferner zum Schalten der Windungen der Magnetspule (1) ein vom Anker gesteuerter Sprungschalter (6) dient, dessen Sprungbewegung bei oder kurz vor Erreichen der angezogenen Endstellung des Ankers (2) eintritt.

2. Schütz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Schaltkontaktteilen (11) der Kniegelenke zusammenwirkenden Gegenkontakte je von zwei Kontaktteilen (10', 10") mit schräg zueinander liegenden Kontaktflächen gebildet werden, gegen die sich der bewegliche Schaltkontaktteil als Brücke legt.

3. Schütz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstellen abwechselnd auf beiden Seiten der von den Knien gebildeten Linie und die Anschlußklemmen (21) für die zu schaltenden Leitungen in einer quer zu dieser Linie liegenden Reihe angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 624 631, 620 767, 495803, 457174, 266464;
ETZ, 1912, Heft 17, S. 436;

Liste 4 g der Firma Voigt & Haeffner A. G., Frankfurt a. M., vom Juli 1934, S. 6, 7 und 40.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen