EP0272617A2 - Elektromagnetischer Schalterantrieb für ein elektrisches Schaltgerät - Google Patents

Elektromagnetischer Schalterantrieb für ein elektrisches Schaltgerät Download PDF

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EP0272617A2
EP0272617A2 EP87118708A EP87118708A EP0272617A2 EP 0272617 A2 EP0272617 A2 EP 0272617A2 EP 87118708 A EP87118708 A EP 87118708A EP 87118708 A EP87118708 A EP 87118708A EP 0272617 A2 EP0272617 A2 EP 0272617A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hinged
hinged armature
contact carrier
pole face
armature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP87118708A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0272617A3 (de
Inventor
Georgi Dipl.-Ing. Cwetanski
Reiner Dipl.-Ing. Dick (Fh)
Peter Dr. Dipl.-Ing. Hoyer
Roland Klempp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASEA BROWN BOVERI AKTIENGESELLSCHAFT
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Asea Brown Boveri AG Germany
BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri AG Switzerland, Asea Brown Boveri AG Germany, BBC Brown Boveri AG Germany filed Critical BBC Brown Boveri AG Switzerland
Publication of EP0272617A2 publication Critical patent/EP0272617A2/de
Publication of EP0272617A3 publication Critical patent/EP0272617A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/18—Movable parts of magnetic circuits, e.g. armature
    • H01H50/24—Parts rotatable or rockable outside coil
    • H01H50/26—Parts movable about a knife edge

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic switch drive provided for an electrical switching device with a magnetic core surrounded by a magnetic coil and with a diapered magnetic yoke firmly connected to the magnetic core, the free ends of both the magnetic core and the magnetic yoke being designed as pole faces which are connected to one or cooperate with the hinged armature mounted near the pole face of the magnetic yoke, the latter leading a contact carrier from a first contact position, preferably a contact opening position, into a second contact position, preferably into the contact closing position, when the magnet coil is excited against a spring force.
  • Such an electromagnetic switch drive can be found, for example, in DE-OS 35 05 881 with regard to its basic mechanical structure.
  • cost-saving design principles have already been implemented, which - at least in the case of small shooters and their electromagnetic switch drives - are increasingly being used.
  • hinged anchors are no longer provided in the traditional way by means of an elaborate axle bearing and are also not equipped with separate return springs, but rather are loosely assigned to the magnetic core and magnet yoke construction and their return to an open position is taken over by the reset mechanism of a contact carrier arrangement.
  • a pressure spring that is too weak cannot adequately fulfill its task, but a pressure spring that is too strong can have an unfavorable effect on the friction phenomena that cannot be completely avoided with this construction, with the disadvantages already mentioned, and also otherwise have an unfavorable effect on switch operation.
  • the object of the present invention is to further improve the storage of the hinged anchor, to further reduce the required number of functional parts and to simplify the assembly steps or to favor the possibilities for at least partially automated assembly by means of a corresponding part design, without the reliability and the To affect the service life of the switch drive or the switching device.
  • the support of the hinged armature is provided on the pole face of the magnetic yoke and is located in an angular recess which is formed from the pole face of the magnetic yoke and an immediately adjacent wall surface which is at least approximately perpendicular to this pole face, whereby the end edge of the hinged anchor located in this angular recess and facing the pole face forms a bearing edge; Furthermore, it is provided for the solution of the task that the hinged armature - starting from its bearing on the pole face of the magnetic yoke - extends over the pole face of the magnetic core to a movable contact carrier influenced by at least one return spring and is in direct non-positive connection with it, whereby its area extending across the pole faces tapers almost suddenly in width compared to its previous longitudinal area; it is also provided that the hinged armature is guided and held therein by the movable contact carrier in the open position upon interruption of the excitation current for the magnetic coil, and finally that the hinged armature in
  • a tapering of the width of the hinged armature in the area which extends over the magnetic core up to the contact carrier is advantageous insofar as the mass to be moved can thereby be reduced, as a result of which impact loads and the on and off duration can be favorably influenced .
  • a particularly advantageous effect can be seen in the fact that the hinged anchor is not only guided into its open position and held therein by means of the spring-loaded contact carrier, son which also lies in its open position on the abovementioned stop edge and is pressed against it by a residual force of the return spring of the contact carrier. In this way, the effect of a bell crank is achieved and the hinged armature is held in a force-fitting manner on the pole face of the magnetic yoke.
  • the pressure spring which is generally present in the known prior art has become unnecessary, which is not only advantageous in terms of the number of parts required, but also brings with it the advantages already mentioned above in terms of storage and bearing friction.
  • a particularly advantageous storage can be seen from a design proposal for the invention, according to which it is provided that the end face of the hinged armature, which is located in the angular recess, runs at an acute angle to its face facing the pole face of the magnetic yoke, which angle is less than or at most equal to an angle of 90 °, minus the intended opening angle of the hinged anchor.
  • the friction forces that occur are thus kept to a minimum and wear phenomena are practically completely avoided.
  • a further, useful design suggestion finally relates to the hinged armature itself.
  • a protruding elevation in the form of a deformation or an additionally arranged part, for example a round head rivet, can be provided on the wall area facing the pole face of the magnetic core.
  • the amount of this protruding deformation or the runk head of a rivet should only be very small, but this is a point contact between the Folding armature and the associated pole surface of the magnetic core can be achieved, which has a very favorable effect on the so-called tearing force of the folding armature when it is opened.
  • FIG. 1 illustrates in a longitudinal section, ie in a central section along the central axis of a magnet coil 10, an electromagnetic switch drive for an electrical switching device.
  • This switch drive essentially consists of the magnetic coil 10 just mentioned, a magnet Core 11, which is surrounded by the magnet coil 10, further from an angular magnetic yoke 12 which is firmly connected to the magnetic core 11 and from a hinged armature 13.
  • This hinged armature 13 lies at its left-hand end in the illustration on a pole face 14 of the magnet yoke 12 on and otherwise acts together with a pole face 15 of the magnetic core during switch operation.
  • the magnet coil 10 As far as the magnet coil 10 is concerned, it should be added that it is wound on a coil body 16, the winding volume (based on the illustration) of which is limited at the top and bottom by coil body flanges 17 and 18. As far as its overall impression is concerned, the coil former flange 18 has a strong "thickening", ie it is still connected to a superstructure 19 in terms of shape.
  • a contact carrier 20 is also to be mentioned, which is influenced by a spring element 21 designed as a compression spring, further an intermediate layer 22, which is located between the magnet coil 10 or the coil body 16 and the contact carrier 20, and finally - if recognizable - Angled housing wall 23, on which the two legs of the angular magnetic yoke bear directly against the inside of the housing.
  • FIG. 2 This represents two half-cuts moved together on a center line 24, one of which is located along the section line AA indicated in FIG. 1 and the other along the section line BB indicated in FIG. 1.
  • This represents the means Line 24 also represents a mirror axis, ie the continuation of the individual half-sections AA and BB is a mirror image of the half-section shown in each case.
  • All previously mentioned parts of the electromagnetic switch drive are contained in FIG. 2 and provided with the same reference numbers as in FIG. 1.
  • this bearing end of the hinged armature 13 rests on the pole face 14 of the magnetic yoke 12 and is otherwise located in an angular recess which is formed from the pole face 14 just mentioned and the immediately adjacent wall surface of the housing wall 23 running perpendicular to this pole face . It is noteworthy that the end face 25 of the hinged anchor 13 located in this angular recess does not run perpendicular to the face of the hinged anchor 13 facing the magnetic yoke 12, but instead at an acute angle, which in the present case is significantly smaller than a right angle, minus the indicated opening angle "Alpha" of the hinged armature 13.
  • the lower front edge of the hinged armature which is in contact with the pole face 14, forms a regular bearing cutting edge, which is located and supported in the outermost corner of the angular recess described. Except for this cutting edge with very low friction values, no end-face friction occurs on the hinged armature 13 during switching operation.
  • the hinged anchor 13 has further, remarkable shapes, namely laterally projecting tabs 27 and 28, the first of which can be seen in the upper part of FIG. 2 and the other in FIGS. 1 and 3.
  • these side tabs 27 and 28 are located in mirror-image-like wall recesses in the superstructure 19 of the coil former 16, one of which, namely the wall recess 29, can be seen in FIGS. 1 and 3.
  • this wall recess 29 is shown again in a perspective view and on a larger scale than that shown in FIG. 1, in FIG. 4 .
  • a small section of the superstructure 19 of the coil former 16 and - in the direction of the viewer in front of it - a corner of the armature 13 with its laterally projecting tab 27 and its oblique end face 25 can be seen.
  • This lateral tab 27 of the hinged armature 13 can be inserted into the said wall recess 29 and then captured therein, wherein the wall regions 30 to 33 the freedom of movement of the hinged armature 13 or that of its tab 27 laterally outwards, downwards and upwards (in relation to the underside facing the pole faces and the opposite top side of the hinged armature 13) and on limit their side pointing in the direction of the contact carrier (here the wall area 33).
  • protruding beads 34 and 35 are formed within the wall recess 29, specifically on the wall area 30 and 33 thereof, which serve to keep the tab 27 friction during the movement of the hinged anchor 13 as low as possible. Such friction can occur in particular when the switchgear is in a lying position. It does not need to be specifically explained that there is also the other tab 28 of the hinged anchor 13 is located in a mirror-image, but otherwise identically designed wall recess, which however cannot be seen from the present representations.
  • the hinged anchor 13 is initially almost rectangular in its longitudinal area extending from the end face 25 in the direction of the contact carrier 20 (if one disregards the side tabs 27 and 28). This design extends up to the wall of the magnetic core 11 or the pole face 15 (on the right in the representations according to FIG. 1 and FIG. 2).
  • the hinged armature 13 tapers more or less abruptly in its width and opens into a tab-like longitudinal region 36, which protrudes into a continuous opening 37 in the contact carrier 20.
  • the tab-like longitudinal region 36 of the hinged armature 13 rests on a spherical surface 38 within the opening 37 and is thus in a force-locking connection with the contact carrier 20 - due to the action of the spring element 21.
  • the interaction of the hinged armature 13 with the contact carrier 20 does not require a particularly detailed explanation; it is sufficiently clear to the person skilled in the art that in the event of excitation of the magnetic coil 10, the hinged armature 13 is attracted to the pole face 15 of the magnetic core 11 (by the way until a protrusion 39 protruding above the lower face of the hinged armature strikes the pole face 15), whereby the tab-like longitudinal region 36 of the hinged armature 13 moves the contact carrier 20 downward against the force of the spring element 21 (in the illustration) and now — not shown — closes or opens contact elements. If the voltage supply to the magnetic coil 10 is interrupted, the magnetic holding force is also no longer given the contact carrier 20 is returned to its starting position (as shown) by the spring element 21 already mentioned, taking the hinged armature 13 with it.

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Abstract

Ein elektromagnetischer Schal terantrieb mit einem von einer Magnetspule (10) umgebenen Magnetkern (11) und einem mit dem Magnetkern fest verbundenen, winkeligen Magnetjoch (12) wirkt mit einem Klappanker (13) zusammen und zeichnet sich dadurch aus, daß die Auflagerung des Klappankers auf der Polfläche (14) des Magnetjochs in einer Winkelnische gelegen ist, die aus dieser Polfläche und einer angrenzenden Wandungsfläche (23) gebildet ist, daß der Klappanker sich über die Polfläche (15) des Magnetkernes (11) hinweg bis hin zu einem beweglichen Kontaktträger (20) ertstreckt und mit diesem in kraftschlüssiger Verbindung steht, daß der Klappanker von dem beweglichen Kontaktträger in seine Öffnungsstellung geführt und hierin gehalten wird, und daß der Klappanker in seiner Öffnungsstellung in einem Längsbereich zwischen seiner Lagerstelle und seiner Verbindungsstelle mit dem Kontaktträger an einer eine Hebelgelenkstelle bildenden Anschlagkante (40) anliegt und hieran durch die Kraft der Rückstellfeder des Kontaktträgers angedrückt wird, wodurch die Lagerschneide des Klappankers in kraftschlüssiger Anlage an der Polfläche des Magnetjochs gehalten ist. Ein solcher Schalterantrieb weist eine geringe Anzahl von Montageteilen auf und ist einfach zu montieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen für ein elektrisches Schaltgerät vorgesehenen elektromagnetischen Schalteran­trieb mit einem von einer Magnetspule umgebenen Magnet­kern und mit einem mit dem Magnetkern fest verbundenen, windeligen Magnetjoch, wobei die freien Enden sowohl des Magnetkernes als auch des Magnetjochs als Polflächen ausgebildet sind, die mit einem an oder nahe der Polflä­che des Magnetjochs gelagerten Klappanker zusammenwir­ken, welch letzterer bei Erregung der Magnetspule entge­gen einer Federkraft einen Kontaktträger aus einer er­sten Kontaktstellung, vorzugsweise einer Kontaktöff­nungsstellung, in eine zweite Kontaktstellung, vorzugs­weise in die Kontaktschließstellung, führt.
  • Ein derartiger elekromagnetischer Schalterantrieb ist, was seinen mechanischen Grundaufbau betrifft, beispiel­sweise der DE-OS 35 05 881 zu entnehmen. Bei diesem be­kannten Schalterantrieb sind bereits kostensparende Kon­struktionsprinzipien verwirklicht, die - jedenfalls bei Kleinschützen und deren elektromagnetischen Schalteran­trieben - zunehmend Anwendung finden. Demnach werden beispielsweise Klappanker nicht mehr nach altherkömmli­cher Weise mittels einer aufwendigen Achslagerung verse­hen und auch nicht mit gesonderten Rückzugfedern ausge­stattet, sondern vielmehr lose der Magnetkern- und Ma­gnetjochkonstruktion zugeorndet und ihre Rückführung in eine Öffnungsstellung vom Rückstellmechanismus einer Kontaktträger-Anordnung übernommen. Die der obengenann­ten Veröffentlichung zu entnehmende Konstruktion und auch andere, auf dem einschlägigen Markt bekannt gewor­dene Konstruktionen weisen allerdings häufig gewisse Nachteile hinsichtlich einer präzisen und reibungslosen Schwenklagerung des Klappankers auf, was nach einer großen Anzahl von Schaltungen zu einem Abrieb an einer Anlagefläche des Klappankers und damit einhergehenden Störungen des Schalterbetriebes führen kann. Außerdem wird in aller Regel eine gesonderte Andruckfeder benö­tigt, welche das ansonsten nicht gesondert befestigte Lagerende des Klappankers in einer Sollstellung hält. Diese Andruckfeder stellt nicht nur ein gesondertes Teil dar, sonderen bedarf auch einer ordnungsgemäßen Montage und einer gewissen Präzision. Eine zu schwach ausfallen­de Andruckfeder vermag die ihr zukommende Aufgabe nicht hinreichend zu erfüllen, eine zu startke Andruckfeder hingegen kann sich ungünstig auf die bei dieser Kon­struktion nicht ganz zu vermeidenden Reibungserscheinun­gen mit den bereits erwähnten Nachteilen und auch sonst ungünstig auf den Schalterbetrieb auswirken.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Lagerung des Klappankers weiter zu verbessern, die benötigte An­zahl von Funktionsteilen noch weiter zu verringeren und die Montageschritte zu vereinfachen bzw. durch eine ent­sprechende Teilegestaltung die Möglichkeiten für eine wenigstens teilautomatisierte Montage zu begünstigen, ohne die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des Schal­terantriebes bzw. des Schaltgerätes zu beeinträchtigen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß die Auflagerung des Klappankers auf der Polfläche des Magnetjochs vorgesehen und in einer Win­kelnische gelegen ist, die aus der Polfläche des Magnet­jochs und einer unmittelbar angrenzenden, wenigstens angenähert senkrecht zu dieser Polfläche verlaufenden Wandungsfläche gebildet ist, wobei die in dieser Winkel­nische gelegene stirnseitige Kante des Klappankers, die der Polfläche zugekehrt ist, eine Lagerschneide bildet; weiterhin ist zur Aufgabenlösung vorgesehen, daß der Klappanker - ausgehend von seiner Lagerstelle an der Polfäche des Magnetjochs - sich über die Polfläche des Magnetkerns hinweg bis hin zu einem von wenigstens einer Rückstellfeder beeinflußten, beweglichen Kontaktträger erstreckt und mit diesem in unmittelbarer kraftschlüssi­ger Verbindung steht, wobei sich sein über die Polflä­chen hinweg erstreckender Bereich nahezu sprunghaft ge­genüber seinem vorherigen Längsbereich in seiner Breite verjüngt; außerdem ist vorgesehen, daß der Klappanker bei Unterbrechung des Erregerstromes für die Magnetspule von dem beweglichen Kontaktträger in seine Öffungsstel­lung geführt und hierin gehalten wird, und schließlich, daß der Klappanker in seiner Öffnungsstellung in einem Längsbereich zwischen seiner Lagerstelle und seiner Ver­bindungsstelle mit dem Kontaktträger an einer ortsfe sten, den Öffnungswinkel des Klappankers begrenzenden und zugleich für diesen eine Hebelgelenkstelle bildenden Anschlagkante anliegt und hieran durch eine restliche Kraft der Rückstellfeder des beweglichen Kontaktträgers angedrückt wird, wodurch die Lagerschneide des Klappan­kers in kraftschlüssiger Anlage an der Polfläche des Magnetjochs gehalten ist. Durch diese Maßnahmen werden mannigfache Vorteile erzielt, nämlich zunächst der, daß Reibungen an der Lagerstelle des Klappankers mindestens stark verringert sind, weil auf eine gesonderte Andruck­feder völlig verzichtet wird; und wenn noch Reibungser­scheinungen auftreten, so spielen sich diese in erster Linie zwischen der der Polfläche des Magnetjochs zuge­kehrten Stirnflächenkante des Klappankers und der eben genannten Polfläche ab. Durch eine geeignete Dauer­schmierung kann diese Reibung - wie gesagt: soweit sie überhaupt noch auftritt - auf ein Mindestmaß verringert werden. Durch eine unmittelbare Koppelung des Klappan­kers mit dem beweglichen Kontaktträger ist ein einwand­freier Schalterbetrieb gewährleistet, solange der Rück­stellmechanismuns des Kontaktträger funktionstüchtig bleibt, wobei noch der Vorteil zu nennen ist, daß eine A stimmung dieses Rückstellmechanismus mit anderen, ent­gegenwirkenden oder auch in gleicher Richtung wirkenden Federelementen entbehrlich ist. Eine Verjüngung der Breite des Klappankers in demjenigen Bereich, welcher sich über den Magnetkern hinweg bis hin zum Kontaktträ­ger erstreckt, ist in soweit vorteilhaft, als hierdurch die zu bewegende Masse verringert werden kann, wodurch Schlagbelastungen und auch die Ein- und Ausschaltdauer günstig beeinflußt werden können. Ein besonders vorteil­hafter Effekt ist darin zu sehen, daß der Klappanker mittels des gefederten Kontaktträgers nicht nur in seine Öffnungsstellung geführt und hierin gehalten wird, son dern darüber hinaus in seiner Öffnungsstellung an der genannten Anschlagkante anliegt und hieran durch eine restliche Kraft der Rückstellfeder des Kontaktträgers angedrückt wird. Hierdurch wird die Wirkung eines Um­lenkhebels erzielt und der Klappanker in Kraftschlüssi­ger Anlage an der Polfläche des Magnetjochs gehalten. Durch diesen Effekt ist die beim bekannten Stand der Technik in aller Regel vorhandene Andruckfeder entbehr­lich geworden, was nicht nur vorteilhaft hinsichtlich der erforderlichen Teileanzahl ist, sondern auch die oben bereits erwähnten Vorteile bezüglich der Lagerung und der Lagerreibung mit sich bringt.
  • Eine besonders vorteilhafte Lagerung ist durch einen Ausgestaltungsvorschlag für die Erfindung zu sehen, wo­nach vorgesehen ist, daß die in der Winkelnische gelege­ne Stirnfläche des Klappankers zu dessen der Polfläche des Magnetjochs zugekehrten Fläche in einem spitzen Win­kel verläuft, der kleiner oder höchstens gleich ist ei­nem Winkel von 90 °, abzüglich dem vorgesehenen Öff­nungswinkel des Klappankers. Hierdurch ergibt sich für die Lagerung des Klappankers in der genannten Winkelni­sche, die aus der Polfläche des Magnetjochs und der an­grenzenden Wandlungsfläche gebildet ist, eine regelrech­te Schneidenlagerung, wobei die spitzwinkelige Stirnkan­te des Klappankers die Lagerschneide bildet und die Ecke der Winkelnische das Lager für diese Schneide. Somit sind die auftretenden Reibungskräfte auf ein Minimum be­grenzt und Abrieberscheinungen praktisch vollständig vermieden.
  • Eine zweckmäßige Ausgestaltung ist auch in dem Vorschlag zu sehen, den Klappanker an seinem auf der Polfläche des Magnetjochs auflagernden Ende an beiden Seitenkanten mit seitlich vorstehenden Laschen auszustatten, die in spie­gelbildlich zueinander ausgebildete, ortsfeste Wand­lungsausnehmungen hineinragen, welch letztere die La­schen in Richtung seitlich nach außen, nach unten und auch nach oben sowie in Richtung des Kontaktträgers hin - unter Belassung eines kleinen Bewegungsspielraumes - einfangen. Die Begriffe "unten" und"oben" beziehen sich hierbei auf die zu den Polflächen gerichtete Unterseite und auf die entgegengesetzte Oberseite des Klappankers. Derartige seitlich vorstehende Laschen dienen einer La­gefixierung des Klappankers und treten insbesondere bei einer hinsichtlich der Lagerung ungünstigen Einbaulage des Schaltgerätes in einer Schaltanlage oder dergleichen in Funktion. Um auch hier unter Umständen auftretende Reibungseffekte auf ein Mindestmaß zu begrenzen, wird der Vorschlag gemacht, in den eben genannten Wandungs­ausnehmungen, und zwar an deren voneinander gerichteten Seitenflächen und (oder statt dessen) an deren zum Kon­taktträger hin gerichteten Seitenflächen vorstehende Wülste oder abgerundete, warzenartige Vorsprünge anzu­ordnen. Hierdurch sind die Berührungsmöglichkeiten zwi­schen den seitlich vorstehenden Laschen an dem Klappan­ker und den diese Laschen einfangenden Wandungen auf eine linienförmige oder gar nur punktförmige "Fläche" begrenzt und somit Reibung stark vermindert.
  • Ein hinsichtlich seiner Montagevorteile verblüffender Ausgestaltungsvorschlag ist in der Anordnung des Klapp­ankers in einer tunnelartigen Ausnehmung zu sehen, die in einem hierfür verdickten Flansch des die Magnetspule aufnehmenden Spulenkörpers eingeformt ist. In diese tun­nelartige Ausnehmung ist - einer betimmten Montage­lage des Spulenkörpers - der Klappanker unverlierbar einfügbar und bedarf zunächst keiner weiteren Halterung, solange diese Montagelage nicht verändert wird. Zur end­gültigen unverlierbaren Halterung bedarf es dann nur noch der Wandungsfläche (beispielsweise eines Gehäuses), welche die bereits wiederholt genannte Winkelnische an der Polfläche des Magnetjochs bildet. Diese tunnelartige Ausnehmung kann übrigens an ihrem dem Magnetjoch und der Klappankerlagerung zugekehrten Ende Sprunghaft beidsei­tig erweitert sein un die ortsfesten Wandungsausnehmun­gen für die Aufnahme der vom Klappanker seitlich vorste­henden Laschen bilden.
  • Außerdem kann - zufolge eines anderen, zweckmäßigen Aus­gestaltungsvorschlages - an der oberhalb des Klappankers verlaufenden, d. h. an der von den Polflächen abgewand­ten Wandung der tunnerlartigen Ausnehmung die als Hebel­gelenkstelle für den Klappankar dienende Anschlagkante ausgebildet sein, was also an dem dem beweglichen Kon­taktträger zugewandten Endbereich der tunnelartigen Aus­nehumung der Fall wäre. Somit vermag ein in der Grunder­scheinung verdeckter Flansch eines Spulenkörpers mit ei­ner in diesem Flansch ausgebildeten tunnelartigen Aus­nehmung mehrere vorteilhafte Effekte zu erfüllen, nicht zuletzt den, die Möglichkeiten für eine teilautomati­sierte Montage zu verbessern und zu vereinfachen.
  • Ein weiterer, zweckmäßiger Ausgestaltungsvorschlag schließlich bezieht sich auf den Klappanker selbst. An dessen der Polfläche des Magnetkerns zugekehrten Wan­dungsbereich kann nämlich eine vorstehende Erhebung in Gestalt einer Verformung oder eines zusätzlich angeord­neten Teiles, beispielsweise eines Rundkopfnietes vorge­sehen sein. Die Höhe dieser vorstehenden Verformung bzw. des Runkopfes einer Niete soll nur sehr gering sein, dennoch ist hierdurch eine Punktberührung zwischen dem Klappanker und der zugeordneten Polfläche des Magnetker­nes erzielbar, was sich sehr günstig auf die sogenannte Abreißkraft des Klappankers bei seiner Öffnung auswirkt.
  • Anhand eines in der Zeichnung in mehreren Einzelfiguren dargestellten Ausführungsbeispieles und der nachfolgen­den Erläuterungen hierzu sollen der Erfindungsgedanke und seine vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeiten nocheinmal erläutert und verdeutlicht werden.
  • Es zeigt:
    • Figur 1 Einen elektromagnetischen Schalterantrieb für ein elektrisches Schaltgerät in einem Längs­schnitt, bezogen auf die Magnetspule, den Ma­gnetkern und das Magnetjoch,
    • Figur 2 beiderseits einer Mittellinie Halbschnitte A-A und B-B gemäß den in Figur 1 angedeuteten Schnittverlauf-Markierungen,
    • Figur 3 eine Einzelheit zur Lagerung des Klappankers und
    • Figur 4 eine Einzelheit bezüglich der Anordnung einer seitlichen Lasche de Klappankers in einer Wandungsausnehmung.
  • Die Figur 1veranschaulicht in einem Längs­schnitt, d. h. in einem mittigen Schnitt längs der Mit­telachse einer Magnetspule 10, einen elektromagnetischen Schalterantrieb für ein elektrisches Schaltgerät. Dieser Schalterantrieb setzt sich im wesentlichen zusammen aus der eben bereits genannten Magentspule 10, einem Magnet kern 11, der von der Magnetspule 10 umgeben ist, weiter­hin aus einem mit dem Magnetkern 11 fest verbundenden, winkeligen Magnetjoch 12 und aus einem Klappanker 13. Dieser Klappanker 13 liegt an seinem in der Darstellung nach links gerichteten Ende auf einer Polfläche 14 des Magnetjochs 12 auf und wirkt im übrigen beim Schalterbe­trieb mit einer Polfläche 15 des Magentkerns zusammen. Was die Magnetspule 10 betrifft, so sei hinzugefügt, daß diese auf einen Spulenkörper 16 gewickelt ist, dessen Wickelvolumen (bezogen auf die Darstellung) nach unten und nach oben durch Spulenkörperflansche 17 und 18 be­grenzt ist. Der Spulenkörperflansch 18 weist, was seinen Gesamteindruck betrifft, eine starke "Verdickung" auf, d. h. er ist formmäßig noch mit einem Überbau 19 verbun­den.
  • An erkennbaren Einzelteilen sind noch ein Kontaktträger 20 zu nennen, welcher von einem als Druckfeder ausgebil­deten Federelement 21 beeinflußt wird, weiterhin eine Zwischenlage 22, die sich zwischen der Magnetspule 10 bzw. dem Spulenkörper 16 und dem Kontaktträger 20 befin­det, und schließlich eine - soweit erkennbar - winkelig geführte Gehäusewandung 23, an welcher im Gehäuseinneren die beiden Schenkel des winkeligen Magnetjochs unmittel­bar anliegen.
  • Bevor die besondere Ausbildung der einzelnen, oben ge­nannten Teile und ihre besondere Lage zueinander erläu­tert werden sollen, sei auf die Figur 2 hinge­wiesen. Diese stellt zwei an einer Mittellinie 24 zusam­mengerückte Halbschnitte dar, deren einer entlang dem in Figur 1 angedeuteten Schnittlinienverlauf A-A und deren anderer entlang dem in Figur 1 angedeuteten Schnittli­nienverlauf B-B gelegen ist. Hierbei stellt die Mittel linie 24 zugleich eine Spiegelachse dar, d. h. die Fort­setzung der einzelnen Halbschnitt A-A und B-B stellt sich spiegelbildlich dem jeweils gezeigten Halbschnitt dar. Alle bisher genannten Teile des elektromagnetischen Schalterantriebes sind in der Figur 2 enthalten und mit gleichen Bezugsziffern wie in der Figur 1 versehen.
  • Ein wesentlicher Komplex des Erfindungsgegenstandes ist in der Lagerung des Klappankers 13 an seinem in der Dar­stellung nach links weisenden Ende zu sehen. Diese La­gerstelle ist - in deutlich vergörßertem Maßstab - aus­schnittsweise noch einmal in der Figur 3 veran­schaulicht. Auch hierfür gilt: gleiche Teile bzw. Form­elemente weisen gleiche Bezugsziffern auf.
  • Es ist erkennbar, daß dieses Lagerende des Klappankers 13 auf der Polfläche 14 des Magnetjochs 12 aufliegt und im übrigen in einer Winkelnische gelegen ist, die aus der eben genannten Polfläche 14 und der unmittelbar an­grenzenden, senkrecht zu dieser Polfläche verlaufenden Wandungsfläche der Gehäusewandung 23 gebildet ist. Be­merkenswert ist es, das die in dieser Winkelnische gela­gene Stirnfläche 25 des Klappankers 13 nicht senkrecht zu der dem Magnetjoch 12 zugekehrten Fläche des Klappan­kers 13 verläuft, sondern statt dessen in einem spitzen Winkel, der im vorliegenden Falle deutlich kleiner ist als ein rechter Winkel, abzüglich dem angedeuteten Öff­nungswinkel "Alpha" des Klappankers 13. Auf diese Weise bildet die untere, an der Polfläche 14 anliegende stirn­seitige Kante des Klappankers eine regelrechte Lager­schneide, die in der äußersten Ecke der erläuterten Win­kelnische gelegen und gelagert ist. Außer an dieser La­gerschneide mit sehr geringen Reibungswerten treten beim Schaltbetrieb keine stirnseitigen Reibungen am Klappan­ker 13 auf.
  • Der Klappanker 13 weist aber noch weitere, bemerkenswer­te Ausformungen auf, nämlich seitlich vorstehende La­schen 27 nd 28, von denen die erstgenannte im oberen Teil der Figur 2 und die andere in den Figuren 1 und 3 erkennbar sind. diese seitlichen Laschen 27 und 28 sind in spiegelbildlich zueinander ausgebildeten Wandungsaus­nehmungen im Überbau 19 des Spulenkörpers 16 gelegen, von denen eine, nämlich die Wandungsausnehmung 29, in den Figuren 1 und 3 erkennbar ist. Diese Wandungsausneh­mung 29 ist, um ihre genauere Gestalt zu veranschauli­chen, in perspektivischer Sicht und in gegenüber der Darstellung in Figur 1 auch deutlich vergrößertem Maß­stab, in der Figur 4 nocheinmal gezeigt. Erkenn­bar hier ein kleiner Abschnitt des Überbaus 19 des Spu­lenkörpers 16 und - in Richtung des Betrachters davor­liegend - eine Ecke des Ankers 13 mit seiner seitlich vorstehenden Lasche 27 und seiner schrägen Stirnfläche 25. Diese seitliche Lasche 27 des Klappankers 13 ist in die besagte Wandungsausnehmung 29 einfügbar und sodann hierin eingefangen, wobei die Wandungsbereiche 30 bis 33 den Bewegungsspielraum des Klappankers 13 bzw. den von dessen Lasche 27 seitlich nach außen, nach unten und oben (bezogen auf die zu den Polflächen gerichtete Un­terseite und die entgegengesetzte Oberseite des Klappan­kers 13) sowie auf ihrer in Richtung des Kontaktträgers weisenden Seite (hier der Wandungsbereich 33) begrenzen. Nicht unerwähnt bleibe, daß innerhalb der Wandungsaus­nehmung 29, und zwar an deren Wandungsbereich 30 und 33, vorstehende Wülste 34 bzw. 35 angeformt sind, welche dazu dienen, Reibungen der Lasche 27 beim Bewegungsab­lauf des Klappankers 13 möglichst gering zu halten. Sol­che Reibungen können insbesondere bei liegenden Arbeits­lagen des Schaltgerätes auftreten. Es muß nicht beson­ders erläutert werden, daß sich auch die andere Lasche 28 des Klappankers 13 in einer spiegelbildlich, anson­sten jedoch gleich ausgebildeten Wandungsausnehmung be­findet, die jedoch den vorliegenden Darstellungen nicht zu enthehmen ist.
  • Der Klappanker 13 ist in seinem von der Stirnfläche 25 ausgehenden Längsbereich in Richtung des Kontaktträgers 20 zunächst (wenn man von den seitlichen Laschen 27 und 28 einmal absieht) nahezu rechteckig ausgebildet. Diese Ausbildung reicht bis zur ( in den Darstellungen gemäß Figur 1 und Figur 2) rechts liegenden Wandung des Ma­gnetkerns 11 bzw. der Polfläche 15. Nunmehr verjüngt sich der Klappanker 13 in seiner Breite mehr oder weni­ger sprungartig und mündet in einen laschenartigen Längsbereich 36 ein, welcher in eine durchgehende Öff­nung 37 im Kontaktträger 20 hineinragt. Hier liegt der genannte laschenartige Längsbereich 36 des Klappankers 13 auf einer balligen Fläche 38 innerhalb der Öffnung 37 auf und steht somit mit dem Kontaktträger 20 - infolge der Wirkung des Federelementes 21 - in kraftschlüssiger Verbindung. Das Zusammenspiel des Klappankers 13 mit dem Kontaktträger 20 bedarf keiner besonders eingehenden Erläuterung; es ist dem Fachmann hinreichend klar, daß im Falle der Erregung der Magnetspule 10 der Klappanker 13 an die Polfläche 15 des Magnetkernes 11 angezogen wird (übrigens so weit bis eine über der unteren Fläche des Klappankers vorstehende Ausformung 39 auf der Pol­fläche 15 aufschlägt), wobei der laschenartige Längsbe­reich 36 des Klappankers 13 den Kontaktträger 20 entge­gen der Kraft des Federelementes 21 (in der Darstellung) nach unten bewegt und nun - nicht dargestellte - Kon-­taktelemente schließt oder auch öffnet. Wird die Span­nungsversorgung der Magnetspule 10 unterbrochen, so ist auch die magnetische Haltekraft nicht mehr gegeben und der Kontaktträger 20 wird von dem bereits genannten Fe­derelement 21 - unter Mitnahme des Klappankers 13 - in seine Ausgangslage (wie gezeichnet) zurückgeführt.
  • Dieser Rückführvorgang ist aber, und auch dieses stellt einen wesentlichen Komplex des Erfindungsgedankens dar - begrenzt, und zwar durch eine Anschlagkant 40 innerhalb einer bisher unerwähnt gebliebenen tunnelartigen Ausneh­mung 41 im Überbau 19 des Spulenkörpers 16. Da die Kraft des Federelementes 21 in dieser lage noch nicht "er­schöpft" ist, d. h. sie steht auch in der gezeichneten Lage noch unter einer gewissen Restspannung, tritt nun folgender Effekt auf
  • Das Ende des laschenartigen Längsbereiches 36 des Klapp­ankers 13 wird (bezogen auf die Darstellung) nach oben gedrückt, die genannte Anschlagkante 40 wirkt nunmehr als eine Art Hebelgelenkstelle und der links dieser An­schlagkante 40 gelegene Längsbereich des Klappankers 13 wird nach unten gedrückt. Dieser Effekt erspart eine gesonderte Andruckfeder am gelagerten (linken) Längsbe­reich des Klappankers 13, der trotzdem hinreichend auf die Polfläche 14 des Magnetjochs 12 angedrückt wird.
  • Die konstruktive Ausbildung eines elektromagnetischen Schalterantriebes wie er soeben anhand der Figuren 1 bis 4 noch einmal erläutert worden ist, erweist sich als besonders "arm" bezüglich seiner Teileanzahl, er ist darüber hinaus aber auch einfach zu montieren, wozu nicht zuletzt die vorhin erwähnte tunnelartige Ausneh­mung 41 im Spulenkörper 16 bzw. in dessen Überbau 19 beiträgt und es erweist sich schließlich, daß diese Kon­struktion besonders geeignet ist für eine teilautomati­sche Montage.
  • Eingangs der Figurenbeschreibung ist bereits erwähnt worden, daß diese Figuren ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens wiedergeben. Mannigfache formliche Abweichungen oder auch Abweichungen hinsichtlich der gewählten Dimensionen sind denkbar und funktionstüchtig realisierbar, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. So kann beispielsweise die Querschnittsform des Magnet­kernes (11) durchaus anders gewählt werden, ebenso kön­nen Magnetkern (11) und Magnetjoch (12) als einstückiges Teil gestellt werden. Aber auch andere Abweichungen, beispielsweise die Koppelung zwischen dem Klappanker (13) und einem Kontaktträger (20), können von der darge­stellten Ausführungsform abweichen.

Claims (7)

1. Für ein elektrisches Schaltgerät vorgesehener elektromagnetischer Schalter antrieb mit einem von einer Magnetspule umgebe­nen Magnetkern und mit einem mit dem Magnetkern fest verbundenen, winkeligen Magnetjoch, wobei die freien Enden sowohl des Magnetkernes als auch des Magnetjochs als Polflächen ausgebildet sind, die mit einem an oder nahe der Polfläche des Magnetjochs gelagerten Klappanker zusammenwirken, welch letzterer bei Erregung der Magnet­spule entgegen einer Federkraft einen Kontaktträger aus einer ersten Kontaktstellung (vorzugsweise einer Kon­taktöffnungsstellung) in eine zweite Kontaktstellung (vorzugsweise die Kontaktschließstellung) führt, dadurch gekennziechnet,
daß die Auflagerung des Klappankers (13) auf der Polflä­che (14) des Magnetjochs (12) erfolgt un din einer Win­kelnische gelegen ist, die aus der Polfläche des Magnet­jochs und einer unmittelbar angrenzenden, wenigstens angenähert senkrecht zu dieser Polfläche verlaufenden Wandungsfläche (23) gebildet ist, wobei die in dieser Winkelnische gelegenen stirnseitige Kante (26) des Klappankers, die der Polfläche zugekehrt ist, eine La­gerschneide bildet,
daß der Klappanker - ausgehend von seiner Lagerstelle an der Polfläche des Magnetjochs - sich über die Polfläche (15) des Magnetkernes (11) hinweg bis hin zu einem von wenigstens einer Rückstellfeder (21) beinflußten, beweg­lichen Kontaktträger (20) erstreckt und mit diesem in unmittelbarer kraftschlüssiger Verbindung steht, wobei sich sein über die Polfläche hinweg erstreckender Be­reich nahezu sprunghaft gegnüber seinem vorherigen Längsbereich in seiner Breite verjüngt,
daß der Klappanker bei Unterbrechung des Erregerstromes für die Magnetspule (10) von dem beweglichen Kontaktträ­ger in seine Öffnungsstellung geführt und hierin gehal­ten wird,
und daß der Klappanker in seiner Öffnungsstellung in einem Längsbereich zwischen seiner Lagerstelle und sei­ner Verbindungsstelle mit dem Kontaktträger an einer ortsfesten, den Öffnungswinkel begrenzenden und zugleich eine Hebelgelenkstelle bildenden Anschlagkante (40) an­liegt und hierin durch eine restliche Kraft der Rück­stellfeder des beweglichen Kontaktträgers angedrückt wird, wodurch die Lagerschneide des Klappankers in kraftschlüssiger Anlage an der Polfläche des Magnetjochs gehalten ist.
2. Schalterantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die in der Winkelnische gelegene Stirnflä­che (25) des Klappankers (13) zu dessen der Polfläche (14) des Magnetjochs (12) zugekehrten Fläche in einem spitzen Winkel verläuft, der kleiner oder höchstens gleich ist einem Winkel von 90°, abzüglich dem vorgese­henen Öffnungswinkel (Alpha) des Klappankers;
3. Schalterantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klappanker (13) an seinem auf der Polfläche (14) des Magnetjochs (12) auflagernden Ende an beiden Seitenkanten mit seitlich vorstehenden Laschen (27, 28) ausgestattet ist, die in spiegelbild­lich zueinander ausgebildete, ortsfeste Wandungsausneh­mungen (29) hineinragen, welch letztere die Laschen seitlich nach außen, nach unten und oben (bezogen auf die zu den Polflächen (14, 15) gerichtete Unterseite und die entgegengesetzte Oberseite des Klappankers) sowie auf ihrer in Richtung des Kontaktträgers (20) weisenden Seite unter Belassung eines kleinen Bewegungsspielraumes einfangen.
4. Schalterantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß innerhalb der beiden ortsfesten, die vor­stehenden Laschen (27, 28) des Klappankers (13) aufneh­menden Wandungsausnehmungen (29), hier an deren vonei­nander gerichteten Seitenflächen (30) und/oder an deren zum Kontaktträger (20) hin gerichteten Seitenflächen (33), vorstehende Wülste (34, 35) oder abgerundete, war­zenartige Vorsprünge angeordnet oder angeformt sind.
5. Schalterantrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kappanker (13) in einer tunnel­artigen Ausnehmung (41) angeordnet ist, die in einen hierfür verdeckten Flansch (Überbau 19) eines die Ma­gnetspule (10) aufnehmenden Spulenkörpers (16) einge­formt ist,
und daß diese tunnelartige Ausnehmung sich an ihrem dem Magnetjoch (12) und der Klappankerlagerung zugekehrten Ende sprunghaft beidseitig erweitert, wobei diese Erwei­terungen die ortsfesten Wandungsausnehmungen (29) für die Aufnahme der vom Klappanker seitlich vorstehenden Laschen (27, 28) bilden.
6. Schalterantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß an der oberhalb des Klappankers (13) ver­laufenden, d. h. an der von den Polflächen (14, 15) ab­gewandten Wandung der tunnelartigen Ausnehmung (41), hier an deren dem beweglichen Kontaktträger (20) zuge wandten Endbereich, die als Hebelgelenkstelle für den Klappanker dienende Anschlagkante (40) (siehe den letz­ten Merkmalskomplex des Anspruchs 1) gelegen bzw. ausge­bildet ist.
7. Schalterantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Klappanker (13) an seinem der Polfläche (15) des Magnetkerns (11) zugekehr­ten Wandungsbereich eine vorstehende Erhebung in Gestalt einer Verformung (39) oder eines zusätzlich angeordneten Teiles (beispielsweise eines Rundkopfnietes) aufweist, wodurch er in seiner an der Polfläche des Magnetkernes anliegenden Lage mit dieser Polfläche nur eine Punktbe­rührung aufweist.
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