WO1995004365A1

WO1995004365A1 - Wechselstromschütz

Info

Publication number: WO1995004365A1
Application number: PCT/DE1994/000807
Authority: WO
Inventors: Kurt Held
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 1993-07-28
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 1995-02-09
Also published as: DE4325324C1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wechselstromschütz mit einem von einem Magnetsystem betätigten Anker (4), der mit einem die beweglichen Kontaktteile des Kontaktsystems haltenden, rückstellfederkraftbelasteten Kontaktträger (6) in Wirkverbindung steht. Hierbei steht der Anker (4) über einen relativ zum Kontaktträger (6) verschiebbar gelagerten Zwischenschieber (9) und über eine Koppelfeder (10) mit dem Kontaktträger (6) in Wirkverbindung, und der Kontaktträger (6) ist mit einer Zusatzmasse (8) versehen, die über eine Blattfeder (18) entgegen der Bewegungsrichtung des Kontaktträgers (6) gegen einen Anschlag (14) am Kontaktträger (6) federkraftbelastet ist. Die Zusatzmasse (8) ist derart drehbar gelagert, daß sie aufgrund ihrer Trägheit nach Beschleunigung des Kontaktträgers (6) in einer Drehbewegung schleifend auf der Blattfeder (18) entlanggleitet.

Description

Wechselstromschütz

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wechselstromschütz mit einem von einem Magnetsystem betätigten Anker, der mit ei- nem die beweglichen Kontaktteile des Kontaktsystems halten¬ den, rückstellfederkraftbelasteten Kontaktträger in Wirk¬ verbindung steht, wobei der Anker über einen relativ zum Kontaktträger verschiebbar gelagerten Zwischenschieber und über eine Koppelfeder mit dem Kontaktträger in Wirkverbin- düng steht und der Kontaktträger mit einer Zusatzmasse ver¬ sehen ist, die über eine gesonderte Blattfeder entgegen der Bewegungsrichtung des Kontaktträgers gegen einen Anschlag am Kontaktträger federkraftbelastet ist.

Ein derartiges Wechselstromschütz ist aus der DE-OS-35 23 051 bekannt. Um die Problemstellung der vorliegenden Er¬ findung zu verdeutlichen, wird zunächst dieses bekannte Wechselstromschütz anhand der FIG 3 bis 8 näher erläutert. Das bekannte Wechselstromschütz gemäß FIG 3 besteht aus einem Gehäuse 1, in dem das Magnetsystem mit einem Kern 2 und einer Spule 3 sowie einem Anker 4 und ein durch eine Rückdruckfeder 5 federkraftbelasteter Kontaktträger 6 gelagert sind. Mit dem Kontaktträger 6 ist gemäß Ausführung FIG 3 und 4 eine Zusatzmasse 8 fest verbunden. Der als Klappanker ausgebildete Anker 4 ist über eine Feder 7 an den einen Schenkel des Kernes 2 gedrückt. An der anderen Seite liegt der Anker 4 an dem relativ zum Kontaktträger 6 beweglichen Teil 9 an, das einerseits über eine Koppelfeder 10 mit dem Kontaktträger 6 in Wirkverbindung steht.

Wird nun das Magnetsystem erregt, so ergibt sich ein Strom¬ verlauf im Magnetsystem, wie er aus FIG 4 zu ersehen ist. Der Kurvenverlauf ist mit 11 bezeichnet. Der Anker 4 bewegt sich in Richtung auf den Kern 2 zu; das bewegliche Teil 9 wird in Bewegung gesetzt, die vorgespannte Koppelfeder 10 weitergespannt. Mit zunehmendem Druck der Koppelfeder 10 wird der Kontaktträger 6 entgegen der Kraft der Rückdruck¬ feder 5 bewegt (siehe hierzu das Diagramm) "Weg des Kon- taktträgers über Zeit" mit dem Bezugszeichen 12, wodurch die nicht näher dargestellten Öffner-Kontakte über den Kontaktträger 6 geöffnet werden. Die Öffnung der Kontakte bleibt erhalten, wie der Kurvenzug 13 zeigt, da die An- kopplung des Ankers 4 an den Kontaktträger 6 mit der Zusatzmasse 8 über die Federelemente 10 erfolgt, so daß infolge der bis dahin gespeicherten kinetischen Energie ein Rückschwingen des Kontaktträgers 6 im Stromnulldurchgang des Erregersystems ausgeschlossen ist.

Bei der Ausführung nach FIG 5 und 6 ist die Koppelfeder 10 in zwei Schraubenfedern aufgeteilt, die sich einerseits am Kontaktträger 6 und andererseits an dem beweglichen Zwi¬ schenschieber 9 abstützen. Der Zwischenschieber 9 ist gegen Anschläge 17 des Kontaktträgers 6 gedrückt. Der Angriffs- punkt des Ankers 4 ist in FIG 6 durch einen Pfeil darge¬ stellt. Die Zusatzmasse 8 wird hier durch eine Blattfeder 18 entgegen der Bewegungsrichtung des Kontaktbrückenträgers im Einschaltsinne gegen den Anschlag 14 am Kontaktträger 6 gedrückt. Die freien Enden der Blattfeder 18 stützen sich an den Vorsprüngen 20 des Kontaktträgers 6 ab. Etwa in der Mitte der Blattfeder 18 liegt die ballig ausgeführte Anlagefläche 21 der Zusatzmasse 8 an. Beim Bewegen der Zusatzmasse 8 umgreift die Blattfeder 18 die ballige Anlagefäche 21 der Zusatzmasse. Die Blattfeder 18 ist im Verhältnis zu den beiden Koppelfedern 10 relativ schwach ausgeführt und so dimensioniert, daß sie kurzzeitig den Kraftbedarf des Schützes übernehmen kann (Zeitverzögerung). Der Zwischenschieber 9 legt etwa einen Weg von 4/10 mm zurück, wenn der Kontaktträger 6 samt seiner Zusatzmasse 8 auf den Anker auftrifft. Somit beträgt das Rückschwingen des Kontaktträgers 6 nur etwa 0,4 mm. Wird nach dem Ausführungsbeispiel nach FIG 5 das Magnetsy¬ stem erregt, so ergibt sich entsprechend FIG 4 der gleiche Stromverlauf im Magnetsystem, wie er aus FIG 7 ersichtlich ist. Der Kurvenverlauf ist hier mit 11 bezeichnet. Der An- ker 4 bewegt sich in Richtung auf den Kern 2 zu. Der Kon¬ taktträger 6 wird über den Zwischenschieber 9 und die vor¬ gespannten Koppelfedern 10 in Bewegung gesetzt, und mit zu¬ nehmendem Druck auf die Koppelfeder 10 wird mit dem Kon¬ taktträger 6 auch die Zusatzmasse 8 durch den Anschlag 14 bewegt. Da die Blattfeder 18 schwächer als die Koppelfedern 10 ausgebildet ist, führt die Zusatzmasse 8 bei Erreichen des Ein-Anschlages des Kontaktträgers 6 einen größeren Weg aus, d.h. das Zurückschnellen vom federbelasteten Schieber 9 zu federbelasteter Zusatzmasse 8 erfolgt mit einer Zeit- Verzögerung. Dieser Sachverhalt ist aus dem Kurvenverlauf des Diagrammes "Weg des Kontaktträgers über der Zeit", das in FIG 7 ebenfalls mit dem Bezugszeichen 12 versehen ist, zu entnehmen. Der Streubereich des Weg-Zeitverhaltens, be¬ dingt durch die Phasenlage, ist gestrichelt in FIG 7 dar- gestellt und mit 19 bezeichnet. Die in FIG 8 über der Zeit aufgetragene dynamische Haltekraft nimmt Bezug auf das Kontaktträger-Weg/Zeit-Diagramm der Figur 7. Aus Figur 7 ist zu erkennen, daß es über den Ein-Anschlag des Kontakt¬ trägers 6 hinaus einen Nachlauf des Kontaktträgers 6 gibt, dem sich ein Rückschwingweg des Kontaktträgers anschließt. Durch dieses Zurückschwingen werden widerum die Koppelfe¬ dern 10 gespannt, so daß hierdurch bedingt ein zweiter Nachlauf mit einem sich daran anschließenden Zurückschwin¬ gen ergibt. Das Zurückschwingen nach dem ersten Nachlauf ist unkritisch, da die dynamische Haltekraft zu diesen Zeitpunkt ausreichend groß ist, um ein Aufreißen der Kon¬ takte zu verhindern. Kritischer ist dagegen der zweite Nachlauf und das darauf folgende Zurückschwingen des Kon¬ taktträgers 6. Ein Aufreißen der Kontakte in diesem Zeit- punkt kann jedoch dadurch verhindert werden, daß der Nach¬ lauf und das Haltekrafttal zeitlich versetzt aufeinander abgestimmt werden. Für eine einzelne der in der Technik üblicherweise vorkommenden Nennfrequenzen 50 oder 60 Hz läßt sich diese Abstimmung mit der beschriebenen Ausfüh¬ rungsform erreichen. Es besteht jedoch der Bedarf nach ei¬ ner Lösung des Problems, wenn das Wechselstromschütz wahlweise mit 50 oder 60 Hz Nennfrequenz betrieben werden soll.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Wech¬ selstromschütz der obengenannten Art zu schaffen, bei dem im Betrieb mit wahlweise 50 oder 60 Hz Nennfrequenz eine verbesserte Kontaktsicherheit gewährleistet wird, d.h. ein Aufreißen der Kontakte vermieden wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Wechselstromschütz der obengenannten Art die Zusatzmasse derart drehbar gelagert, daß diese auf- grund ihrer Trägheit nach Beschleunigung des Kontaktträgers infolge der Ankerkraft auf der Blattfeder in einer Drehbe¬ wegung schleifend entlanggleitet. Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn die zur Anlage an der Blattfeder be¬ stimmte Fläche der Zusatzmasse derart abgerundet ist, daß die Anlagefläche in Ruhestellung der Zusatzmasse etwa mit¬ tig an der Blattfeder anliegt und sich die Anlage bei Dre¬ hung der Zusatzmasse zu einem Abstützpunkt der Blattfeder hin verlagert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an¬ hand der FIG 1,2 näher erläutert. Es zeigen:

FIG 1 eine erfindungsgemäße Ausführung mit einer drehbar gelagerten Zusatzmasse und FIG 2 ein Weg-Zeit-Diagramm für den Kontaktträger für die Ausführung gemäß FIG 1.

In FIG 1 ist die erfindungsgemäße Ausführung mit einer drehbar gelagerten Zusatzmasse 8 gezeigt. Der prinzipielle Aufbau des Wechselstromschützes stimmt mit dem in FIG 6 dargestellten Wechselstromschütz^', das bereits in der Be¬ schreibungseinleitung im einzelnen beschrieben wurde, überein. Dies schließt auch die Darstellung der Bezugs¬ zeichen und ihre Bedeutung mit ein. Auf eine nochmalige Beschreibung der bereits bekannten Komponenten wird daher an dieser Stelle verzichtet.

Die drehbare Lagerung der Zusatzmasse 8 ergibt sich durch eine rundliche Vertiefung 23 in derselben seitlich am von der Blattfeder 18 abgewandten Ende, in die eine ent¬ sprechend geformte Nase 22 des Kontaktträgers 6 eingreift. FIG 1 zeigt die Zusatzmasse 8 in Ruhestellung, in der sie durch die Blattfeder 18 federkraftbelastet an dem Anschlag 14 anliegt. Die Anlagefläche 21 der Zusatzmasse 8 liegt in dieser Stellung etwa mittig an der Blattfeder 18 an. Bei Bewegung des Kontaktträgers 6 in Richtung Ein-Stellung nimmt die Zusatzmasse 8 kinetische Bewegungsenergie auf, die die Zusatzmasse 8 aufgrund der Massenträgheit selbst bei Verzögerung des Kontaktträgers 6 in derselben Richtung unverändert in Bewegung hält, so daß, bedingt durch die drehbare Lagerung, diese nun eine Drehung erfährt. Dabei gleitet die Anlagefläche 21 auf der Blattfeder 18 entlang und der Anlagepunkt verschiebt sich von der Mitte zum äußeren Rand der Blattfeder 18, der durch Vorsprünge 20 abgestützt ist. Durch das Entlanggleiten der Anlagefläche 21 auf der Blattfeder 18 wird kinetische Energie teilweise in Reibungswärme umgewandelt. Die neue Zusatzmasse 8 ver¬ zögert ebenfalls das Zurückkehren des Zwischenschiebers 9. Sie wird aber durch die erzwungene Drehung gegen die Blatt¬ feder 18 durch Gleitreibung gedämpft. Die Rückkehrgeschwin¬ digkeit und damit auch der Rückschwingweg des Kontakt- trägers 6 wird, wie aus FIG 2 zu entnehmen ist, kleiner. Ein zweites Zurückkehren des Kontaktträgers 6 auf den Anker 4 wird dadurch soweit vermindert bzw. nahezu vermieden, daß die Kontakte selbst bei niedriger Haltekraft in einem Hal- tekrafttal nicht aufreißen.

Der verminderte Rückschwingweg des Kontaktträgers 6 und der dadurch bedingte verminderte zweite Nachlauf gewährleisten eine gute Kontaktsicherheit beim Betrieb von Wechsel¬ stromschützen sowohl bei 50 als auch 60 Hz Nennfrequenz.

Claims

Patentansprüche

1. Wechselstromschütz mit einem von einem Magnetsystem betätigten Anker, der mit einem die beweglichen Kontakt¬ teile des Kontaktsystems haltenden, rückstellfederkraft- belasteten Kontaktträger in Wirkverbindung steht, wobei der Anker über einen relativ zum Kontaktträger verschiebbar gelagerten Zwischenschieber und über eine Koppelfeder mit dem Kontaktträger in Wirkverbindung steht und der Kontakt¬ träger mit einer Zusatzmasse versehen ist, die über eine gesonderte Blattfeder entgegen der Bewegungsrichtung des Kontaktträgers gegen einen Anschlag am Kontaktträger federbelastet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zusatzmasse (8) derart drehbar gelagert ist, daß diese aufgrund ihrer Trägheit nach Beschleunigung des Kon¬ taktträgers (6) infolge der Ankerkraft auf der Blattfeder (18) in einer Drehbewegung schleifend entlang gleitet.

2. Wechselstromschütz nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die zur Anlage an der Blattfeder (18) bestimmte Fläche (21) der Zusatzmasse (8) derart abgerundet ist, daß die Anlagefläche (21) in Ruhestellung der Zusatzmasse (8) etwa mittig an der Blattfeder (18) anliegt und sich die Anlage bei Drehung der Zusatzmasse (8) zu einem Abstützungspunkt der Blattfeder (18) hin verlagert.