DE975980C

DE975980C - Electromagnetic contactor for low-noise switching of elevators and other electrically powered devices

Info

Publication number: DE975980C
Application number: DEZ2148A
Authority: DE
Inventors: Karl List; Fritz Ungerer
Original assignee: ADOLF ZAISER MASCHINENFABRIK G
Current assignee: ADOLF ZAISER MASCHINENFABRIK G
Priority date: 1951-10-25
Filing date: 1951-10-25
Publication date: 1963-01-03

Description

Die Erfindung bezweckt die Verringerung des Schaltgeräusches und zugleich eine Verbesserung der Löschung des Abreißlichtbogens von elektromagnetischen Schaltschützen der als Hubschütze bekannten Art.The invention aims to reduce the switching noise and at the same time to improve it the extinguishing of the breakaway arc of electromagnetic contactors used as lifting contactors known species.

Die Schaltgeräusche der elektromagnetischen Schaltschütze von Aufzügen in Wohnhäusern, Hotels, Krankenhäusern u. dgl. werden besonders in der Nachtruhe als störend empfunden. Aber auch bei anderen elektrisch angetriebenen Einrichtungen ist vielfach ein geräuscharmes Schalten erwünscht. Wohl ist es bekannt, das Schaltgeräusch von Schaltschützen durch Luft- oder öldämpfungseinrichtungen zu beseitigen. Solche Einrichtungen sind jedoch verhältnismäßig umständlich und verteuern das Schütz. Auch geben sie zu Störungen Anlaß. Andere bekannte einfachere Mittel sind zur Herabsetzung des Schaltgeräusches und besonders des Einschaltgeräusches nicht ausreichend wirksam. Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Schaltschütz mit nur geradlinig bewegten, beim Ankeranhub vom Anker angehobenen Teilen (Hubschütz) und daher auf ein Schütz von solcher bekannten Bauart, bei dem dessen Magnetsystem einen unter der Wirkung einer Rückstellfeder stehenden Anker aufweist, der über einen mit ihm starr verbundenen, parallel zu sich selbst sich verschiebenden Kontaktträger die beweglichen Kontakte betätigt, deren Abreißlichtbögen gelöscht werden. Dazu ist bei einem solchen bekannten SchützThe switching noises of the electromagnetic contactors of elevators in residential buildings, Hotels, hospitals and the like are perceived as annoying, especially at night. But also In the case of other electrically driven devices, low-noise switching is often desired. It is well known, the switching noise of contactors by air or oil damping devices to eliminate. However, such facilities are relatively cumbersome and expensive the contactor. They also give rise to disturbances. Other known simpler means are for Reduction of switching noise and especially of switch-on noise not sufficiently effective. The invention relates to an electromagnetic contactor with only linearly moved, Parts lifted by the armature when the armature is lifted (lifting contactor) and therefore on a contactor of such known type, in which the magnet system is under the action of a return spring has standing anchor, which is displaced parallel to itself via a rigidly connected to it Contact carrier actuates the moving contacts, whose breakaway arcs are extinguished. In addition, there is such a known contactor

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die Rückstellfeder nur über eine Anfangsstrecke des Ankerrücklaufes bei der Kontakttrennung wirksam, während über die Endstrecke des Ankerrücklaufs nur noch die Schwerkraft des Ankers und des Kontaktträgers als Rückstellkraft wirkt.the return spring is only effective over an initial section of the armature return when the contact is separated, while over the end section of the armature return only the gravity of the armature and the Contact carrier acts as a restoring force.

Da bei den bekannten Hubschützen von dieser Bauart die Ankerbahn lotrecht verläuft und somit die Schwerkraft des Ankers und des mit ihm starr verbundenen Kontaktträgers in voller Größe als ίο Rückstellkraft wirksam ist, führt diese Kraft beim Ein- und Ausschalten des Schützes noch zu unerwünscht großen Schaltgeräuschen.Since in the known helicopter of this type the anchor runway runs perpendicular and thus the gravity of the armature and the contact carrier rigidly connected to it in full size as ίο the restoring force is effective, this force is still undesirable when the contactor is switched on and off large switching noises.

Durch die Erfindung ist bei einem elektromagnetischen Schaltschütz der vorgenannten Art das Schaltgeräusch in einfacher Weise dadurch verringert, daß die Bahn des Ankers zur Lotrechten geneigt ist. Dabei ist der Neigungswinkel ein solcher, daß die in der Laufrichtung des Ankers wirksame Komponente der Schwerkraft des Ankers und des so Kontaktträgers im Verein mit der diese Teile anfänglich beschleunigenden Wirkung der Rückstellfeder mit Sicherheit noch eine Rückstellung des Ankers in seine Ruhelage entgegen dem Reibungswiderstand der aufeinandergleitenden Teile des Schützes herbeiführt. Hierbei ist die Neigung so stark, daJß die wirksame Schwerkraftkomponente den für eine wesentliche Geräuschverminderung erwünschten geringen Wert hat. Ist die Neigung zu stark, wobei die Ankerbahn sich weitgehend der Horizontalen nähert, so ist die wirksame Schwerkraftkomponente zu klein, um eine auf die Dauer betriebssichere Rückstellung des Ankers in seine Ruhelage zu gewährleisten.The invention is in an electromagnetic contactor of the aforementioned type Switching noise is reduced in a simple manner in that the path of the armature is inclined to the perpendicular is. The angle of inclination is such that it is effective in the direction of travel of the armature Component of gravity of the armature and the so contact carrier in association with these parts initially accelerating effect of the return spring with security still a return of the Armature in its rest position against the frictional resistance of the sliding parts of the Schützes brings about. Here the inclination is so great that the effective gravity component has the low value desired for substantial noise reduction. Is the tendency to strong, with the anchor path largely approaching the horizontal, this is the effective gravity component too small to be able to return the armature to its permanent safe position To ensure rest position.

Die Geräuschverminderung durch die erfindungsgemäße Verringerung der Rückstellkraft liegt beim Hubschütz der Erfindung beim Abschalten und Einschalten vor. Das Abschaltgeräusch ist weiter dadurch herabgesetzt, daß der durch die Neigung und damit den vergrößerten Gewichtsdruck in den Gleitlagern der beweglichen Teile des Schützes vergrößerte Reibungswiderstand dieser Teile dämpfend auf den Ankerrücklauf wirkt. Diese dämpfende Wirkung tritt bei der erfindungsgemäß geringen Rückstellkraft besonders in Erscheinung. Beim Einschalten ist das Geräusch gemäß folgendem verringert. Der angezogene Anker hat einen ausreichenden Kontaktdruck zu bewirken und dabei die Rückstellkraft zu überwinden. Daher muß eine Magnetzugkraft, die diesen Kontaktdruck für sich allein beim Fehlen einer Rückstellkraft hervorrufen würde, in einem Hubschütz um den Betrag der hier vorhandenen Rückstellkraft größer sein, damit der gleiche Kontaktdruck entsteht. Bei der schwachen Rückstellkraft nach der Erfindung kann die Magnetzugkraft zur Erzielung des gleichen Kontaktdruckes entsprechend geringer sein. Die kleinere Anzugskraft wird durch eine geringere AW-Zahl der Magnetspule herbeigeführt. Die für einen bestimmten Kontaktdruck beim Hubschütz der Erfindung erforderliche kleinere AW-Zahl bildet bereits einen Vorteil dieses Schützes. Die kleinere Anzugskraft führt aber zu einer geringeren Beschleunigung der bewegten Massen des Schützes beim Ankeranzug.The noise reduction due to the reduction in the restoring force according to the invention is included Hub contactor of the invention when switching off and on before. The shutdown noise is still through it that is reduced by the inclination and thus the increased weight pressure in the slide bearings of the moving parts of the contactor increased frictional resistance of these parts acts on the armature return. This damping effect occurs with the low one according to the invention Restoring force particularly evident. When switching on, the sound is according to the following decreased. The tightened anchor has to cause sufficient contact pressure and thereby to overcome the restoring force. Therefore, there must be a magnetic pull that has this contact pressure for itself alone in the absence of a restoring force, in a lifting contactor by the amount here existing restoring force must be greater so that the same contact pressure is created. With the weak one Restoring force according to the invention can be the magnetic pulling force to achieve the same contact pressure be correspondingly lower. The smaller tightening force is due to a lower AW number of the Solenoid brought about. The one for a specific contact pressure in the contactor of the invention required smaller AW number is already an advantage of this contactor. The smaller pulling force but leads to a lower acceleration of the moving masses of the contactor when the armature is pulled.

Dabei ist von Einfluß, daß die Anzugskraft mit der Annäherung des Ankers an den Magnetpol stark und meist quadratisch ansteigt. Ist jedoch die Anzugskraft klein, so ist auch dieser Kraftanstieg entsprechend geringer, wobei die Verringerung bei einem quadratischen Kraftanstieg ebenfalls eine quadratische Größe bildet. Daher ist die bis zum Kontaktschluß in den nun erheblich weniger beschleunigten Massen sich aufspeichernde kinetische Energie und damit das Einschaltgeräusch wesentlich geringer. Eine weitere Verringerung des Einschaltgeräusches entsteht dadurch, daß auch beim Ankeranzug der durch die Neigung der aufeinandergleitenden Teile des Schützes vergrößerte Reibungswiderstand dämpfend wirkt. Diese Dämpfung ist bei der der erfindungsgemäß geringen Rückstellkraft entsprechend gering bemessenen Anzugskraft besonders wirksam.It is important that the attraction force is strong as the armature approaches the magnetic pole and usually increases quadratically. However, if the tightening force is small, this increase in force is also corresponding less, with the decrease in the case of a quadratic force increase also being a square size. Therefore, it is now considerably less accelerated up to the contact closure in the Masses of accumulating kinetic energy and thus the switch-on noise are essential less. A further reduction in the switch-on noise arises from the fact that the Armature suit the increased frictional resistance due to the inclination of the sliding parts of the contactor has a dampening effect. This damping is in the case of the low restoring force according to the invention correspondingly low tightening force is particularly effective.

Bei der Neigung der Ankerbahn gemäß der Erfindung verläuft bei einem Hubschütz der genannten Art mit einem mit dem Anker starr verbundenen Kontaktträger auch die Bahn der vom Anker bewegten Kontakte zur Lotrechten geneigt. Es ist deshalb der innen und außen offene Raum zwischen den beiden Kontakten eines Kontaktpaares trotz der bei der geneigten Kontaktbahn zur Lotrechten ebenfalls schrägliegenden Kontaktflächen noch nach oben gerichtet, so daß dieser Raum noch eine Kaminwirkung ergibt. Die deshalb zwischen den Kontaktflächen aufsteigende heiße Luft begünstigt die Löschung des Abreißlichtbogens und in den Schaltpausen eine Kühlung der Kontakte. Die Kaminwirkung besteht nicht bei den üblichen Hubschützen mit vertikaler Anker- und Kontaktbahn und deshalb übereinanderliegenden horizontalen Kontaktflächen. Bei einem Schütz mit horizontaler Anker- und Kontaktbahn liegt die Kaminwirkung wohl vor, jedoch wird bei einem solchen Schütz der Anker nicht angehoben, und es wirkt hier die Ankerschwerkraft nicht als Rückstellkraft. Die Kaminwirkung des Raumes zwischen den schrägliegenden Kontaktflächen ist trotz dieser Flächen- lage noch überraschend groß und bildet einen weiteren Vorteil der gemäß der Erfindung zur Lotrechten geneigt liegenden Bahn des Ankers und der vom Anker bewegten Kontakte.In the case of the inclination of the anchor track according to the invention, the aforementioned runs in the case of a lifting contactor With a contact carrier rigidly connected to the armature, also the path of the armature moving contacts inclined to the perpendicular. It is therefore the open space between inside and outside the two contacts of a contact pair despite the inclined contact path to the perpendicular also inclined contact surfaces are directed upwards, so that this room still has a chimney effect results. The hot air therefore rising between the contact surfaces favors the Extinguishing the breakaway arc and during the switching pauses a cooling of the contacts. The chimney effect does not exist with the usual riflemen with vertical anchor and contact tracks and therefore horizontal contact surfaces lying one above the other. In the case of a contactor with a horizontal armature and contact track, the chimney effect is present, but with such a contactor the The anchor is not raised and the anchor's gravity does not act as a restoring force. the The chimney effect of the space between the sloping contact surfaces is despite this surface was still surprisingly large and forms a further advantage of the perpendicular according to the invention inclined trajectory of the armature and the contacts moved by the armature.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des elektromagnetischen Schaltschützes gemäß der Erfindung. Es zeigtThe drawing illustrates an embodiment of the electromagnetic contactor according to FIG the invention. It shows

Abb. ι eine Vorderansicht des Schützes, Abb. 2 eine Seitenansicht in teilweisem Schnitt. Das Magnetsystem des Hubschützes besteht aus einer Magnetspule 1 und einem in diese ragenden Tauchanker 2 mit konischem Ende, dem ein innen entsprechend hohlkonisch geformtes Magnetjoch 3 gegenüberliegt. Der Anker 2 ist vorn mit einem auf Stehbolzen 4 parallel zu sich selbst sich bewegenden Träger 5 für die beweglichen Kontakte 6 starr verbunden, die mit den festen Gegenkontakten 7 zusammenwirken. Hinten ragt vom Anker 2 ein Bolzen 8 ab, der durch einen die Magnetspule 1 aufnehmenden U-förmigen Eisenbügel 9 führt. Der Bolzen 8 und die .Stehbolzen 4 bilden eineFig. Ι a front view of the contactor, Fig. 2 is a side view in partial section. The magnet system of the lifting contactor consists of a magnet coil 1 and one that protrudes into it Plunger armature 2 with a conical end, to which a magnet yoke 3 which is correspondingly hollow conical on the inside opposite. The armature 2 is at the front with a stud bolt 4 moving parallel to itself Carrier 5 for the movable contacts 6 rigidly connected to the fixed mating contacts 7 cooperate. At the rear, a bolt 8 protrudes from the armature 2, which by means of a magnet coil 1 receiving U-shaped iron bracket 9 leads. The bolt 8 and the .Stehbolzen 4 form a

Gleitführung für den Anker 2 und den Kontaktträger 5.Slideway for armature 2 and contact carrier 5.

Die beweglichen Kontakte 6 sitzen auf dem hinteren Ende von Bolzen ig, die in mit Buchsen 20 ausgelegten Bohrungen im Kontaktträger 5 verschiebbar und auf die am vorderen Ende zur Bildung von Anschlußklemmen Muttern 17 aufgeschraubt sind. Die dort angeschlossenen Leitungen 18 führen zu einer Platte 13 mit Klemmschrauben 14, 15 für den Anschluß der Leitungen des zu schaltenden Betriebsstromes. Zwischen dem Kontaktträger 5 und den beweglichen Kontakten 6 liegen Druckfedern 2i, die beim Ankeranzug erst nach erfolgter Berührung der Kontakte 6 und 7 gespannt werden.The movable contacts 6 sit on the rear end of bolts ig, which are displaceable in bores designed with sockets 20 in the contact carrier 5 and are screwed onto the nuts 17 at the front end to form connecting terminals. The lines 18 connected there lead to a plate 13 with clamping screws 14, 15 for connecting the lines of the operating current to be switched. Between the contact carrier 5 and the movable contacts 6 there are compression springs 2i which, when the armature is tightened, are only tensioned after the contacts 6 and 7 have touched.

Beim Ankerabfall sind somit die Federn 21 als Rückstellfedern nur über eine Anfangsstrecke des Ankerrücklaufes bei der Kontakttrennung wirksam, während über die Endstrecke des Ankerrücklaufes allein noch die Schwerkraft des Ankers 2 und des Kontaktträgers 5 als Rückstellkraft wirkt. Die Bahn des Ankers ist zur Lotrechten so geneigt, daß die in der Laufrichtung des Ankers wirksame Komponente der Schwerkraft des Ankers und des Kontaktträgers im Verein mit der diese Teile anfänglieh beschleunigenden Wirkung der Rückstellfedern 21 mit Sicherheit noch eine Rückstellung des Ankers in seine Ruhelage entgegen dem Reibungswiderstand der aufeinandergleitenden Teile des Schützes herbeiführt. Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel weist das Schütz, das vom Anbauwinkel 23 gehalten wird, eine Neigung der Ankerbahn zur Horizontalen von 30⁰ und somit zur Lotrechten von 6o° auf. Die die Magnetzugkraft bestimmende AW-Zahl der Magnetspule 1 ist zur Herabsetzung auch des Einschaltgeräusches der bei dieser Neigung vorhandenen schwachen Rückstellkraft entsprechend gering bemessen.When the armature falls off, the springs 21 are only effective as return springs over an initial section of the armature return during contact separation, while the gravity of the armature 2 and the contact carrier 5 alone act as a return force over the final section of the armature return. The path of the armature is inclined to the perpendicular so that the effective component of the force of gravity of the armature and the contact carrier in the direction of travel of the armature, in conjunction with the initially accelerating action of the return springs 21, still restores the armature to its rest position Brings about frictional resistance of the sliding parts of the contactor. When drawn embodiment the contactor that is held by mounting bracket 23, an inclination of the anchor web to the horizontal of ⁰ 30 and thus to the perpendicular of 6o °. The AW number of the magnet coil 1, which determines the magnet pulling force, is correspondingly small in order to reduce the switch-on noise of the weak restoring force present with this tendency.

Die gleiche Neigung zur Lotrechten wie die Bahn des Ankers 2 weist die Bahn der vom Anker bewegten Kontakte 6 auf. Es ist deshalb der innen und außen offene Raum zwischen den Kontaktflächen der beiden Kontakte 6, 7 eines Kontaktpaares trotz der zur Lotrechten ebenfalls schrägliegenden Kontaktflächen noch nach oben gerichtet, so daß dieser Raum noch eine Kaminwirkung ergibt, die die Lichtbogenlöschung und in den Schaltpausen die Kühlung der Kontakte verbessert.The same inclination to the perpendicular as the path of the armature 2 has the path of that moved by the armature Contacts 6 on. It is therefore the space between the contact surfaces that is open inside and outside of the two contacts 6, 7 of a contact pair in spite of the also inclined to the perpendicular Contact surfaces still directed upwards, so that this room still has a chimney effect, which improves the arc quenching and the cooling of the contacts during the switching breaks.

Sind starke Betriebsströme wie bei Aufzügen zu schalten, so weist das Schütz noch besondere Löschmittel bekannter Art in Form von Löschspulen 10 und Löschkammern 11 mit einer Trennwand 12 auf. Auch bei Anwendung derartiger Löschmittel sind die Lichtbogenlöschung und die Kontaktkühlung in den Schaltpausen infolge der zur Lotrechten geneigt verlaufenden Kontaktbahn verbessert.If strong operating currents are to be switched, as is the case with elevators, the contactor also has special extinguishing agents known type in the form of quenching coils 10 and quenching chambers 11 with a partition 12 on. Arc extinguishing and contact cooling are also important when using such extinguishing agents improved in the switching pauses due to the contact path inclined to the perpendicular.

Claims

PATENTANSPRUCH:PATENT CLAIM:

Electromagnetic contactor for low-noise switching of elevators and others electrically powered devices, whose magnet system has one under the effect has a return spring standing armature, which is connected via a rigidly connected to it, parallel to itself shifting contact carrier actuates the movable contacts, whose Breakaway arcs are extinguished, and its return spring only over an initial distance of the armature return is effective in the contact separation, while over the end section of the Armature return only uses the force of gravity of the armature and the contact carrier as a restoring force acts, characterized in that the path of the armature and the contacts moved by it is inclined to the perpendicular so that the in the direction of travel of the anchor effective component of the force of gravity of the anchor and the Contact carrier in conjunction with the initially accelerating effect of these parts Return spring with security against a return of the armature to its rest position the frictional resistance of the sliding parts of the contactor.

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Considered publications:

German Patent Nos. 847465, 182056, 296920, 389930, 437698, 649291, 141 169,
643347,289022,733606; U.S. Patent Nos. 1,590,0001, 2524287; British Patent No. 470532;

Swiss Patent No. 230351;

French patent specification No. 966 522.

1 sheet of drawings

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