Beschreibungdescription
Elektromagnetisches SchaltgerätElectromagnetic switching device
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schaltgerät mit mindestens einer Antriebsspule, die bei Beaufschlagung mit einem Anzugsstrom einen Kontaktmitnehmer aus einer Ruhestellung in eine Betätigungsstellung verschiebt, wobei der Kontaktmitnehmer ein Öffnungsmitnahmeelement auf- weist, mittels dessen beim Verschieben des Kontaktmitnehmers in die Betätigungsstellung bei Erreichen einer zwischen der Ruhestellung und der Betätigungsstellung liegenden Öffnungs- mitnahmesteilung eine Kontaktbrücke eines Öffners von Gegenkontakten des Öffners abgehoben wird.The present invention relates to an electromagnetic switching device with at least one drive coil which, when acted upon by a pull-in current, shifts a contact driver from a rest position into an actuating position, the contact driver having an opening driving element by means of which when the contact driver is moved into the actuating position when an intermediate position is reached a contact bridge of an opener is lifted from counter contacts of the opener in the rest position and the actuation position of the opening-entraining division.
Ein derartiges elektromagnetisches Schaltgerät ist allgemein bekannt .Such an electromagnetic switching device is generally known.
Im Stand der Technik wird die Kontaktbrücke auch in der Betä- tigungsstellung ständig über ein Rückstellelement gegen das Öffnungsmitnahmeelement angedrückt. Beim Rücküberführen des Kontaktmitnehmers in die Ruhestellung wird die Kontaktbrücke daher bei Erreichen der Öffnungsmitnahmesteilung wieder auf die Gegenkontakte abgesenkt. Bei manchen Anwendungen aber ist ein derartiges Absenken bei Erreichen der Öffnungsmitnahmestellung unerwünscht. Vielmehr sollte das Schaltverhalten des Öffners eine Hysterese aufweisen.In the prior art, the contact bridge is also constantly pressed against the opening-driving element in the actuated position via a reset element. When the contact driver is returned to the rest position, the contact bridge is therefore lowered again to the counter contacts when the opening-driving division is reached. In some applications, however, such a lowering when the opening driving position is reached is undesirable. Rather, the switching behavior of the break contact should have a hysteresis.
Ein Beispiel einer Anwendung, bei der das Schaltverhalten des Öffners eine Hysterese aufweisen sollte, ist eine Sparschaltung für die Antriebsspule: Wenn mittels des Öffners eine Um- schaltung von Anzugs- auf Haltestrom erfolgt, ist der benötigte Haltestrom besonders klein, wenn der Öffner erst kurz vor dem Erreichen der Betätigungsstellung geöffnet wird. Bei einem in der Praxis durchaus vorkommenden SpannungseinbruchAn example of an application in which the switching behavior of the NC contact should have a hysteresis is an economy circuit for the drive coil: If the NC switch is used to switch from pull-in to holding current, the required holding current is particularly small when the NC contact is only brief is opened before reaching the actuation position. In the event of a voltage drop that occurs in practice
(kurzfristiger Spannungsausfall oder Spannungsrückgang) kann dies dazu führen, daß aufgrund des dann sinkenden Haltestroms
die Betätigungsstellung verlassen wird und dadurch zu schaltende Hauptkontakte öffnen.(short-term voltage failure or voltage drop), this can lead to a drop in the holding current the actuation position is exited and the main contacts to be switched open.
Wenn nun eine hysteresefreie Umschaltung des Öffners erfolgt, wird bei Erreichen der Öffnungsmitnahmestellung der Öffner wieder geschlossen und somit die Antriebsspule sofort wieder mit dem Anzugsstrom beaufschlagt. Dadurch erfolgt ein Wiederanziehen des Kontaktmitnehmers und somit wieder ein Öffnen des Öffners. Aufgrund dieser dauernden Umschaltung des Stro- mes, mit dem die Antriebsspule beaufschlagt wird, kann es geschehen, daß die Hauptkontakte flattern oder drucklos aneinander anliegen. Dies führt zu einem großen Verschleiß der Hauptkontakte, eventuell sogar zu einer Verschweißung der Hauptkontakte .If there is now a hysteresis-free changeover of the break contact, the break contact is closed again when the opening driving position is reached and the drive coil is thus immediately subjected to the starting current again. This causes the contact driver to be tightened again and the opener to be opened again. As a result of this constant switching of the current with which the drive coil is acted on, it can happen that the main contacts flutter or abut one another without pressure. This leads to great wear on the main contacts, possibly even welding of the main contacts.
Wenn hingegen eine hysteresebehaftete Umschaltung des Öffners erfolgt, führt ein Spannungseinbruch nur entweder zu einem Abfallen der Hauptkontakte oder zu einem Wiedereinschalten des Schützes nach Spannungswiederkehr. Ein Flattern bzw. druckloses Aneinanderanliegen der Hauptkontakte aber wird vermieden.If, on the other hand, there is a hysteresis-related changeover of the break contact, a voltage drop only leads to either the main contacts dropping out or the contactor being switched on again after voltage recovery. A flutter or pressure-free contact of the main contacts is avoided.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein e- lektromagnetisches Schaltgerät zu schaffen, bei dem der Öff- ner mit einer Hysterese betreibbar ist.The object of the present invention is to provide an electromagnetic switching device in which the opener can be operated with a hysteresis.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kontaktmitnehmer ein Schließmitnahmeelement aufweist, mittels dessen beim Verschieben des Kontaktmitnehmers in die Ruhestellung bei Errei- chen einer zwischen der Ruhestellung und der Öffnungsmitnah- mestellung liegenden Schließmitnahmestellung die Kontaktbrücke auf die Gegenkontakte zu bewegt wird und daß dem Öffner eine Haltevorrichtung zugeordnet ist, die die Kontaktbrücke in einer Öffnungsstellung hält, in der die Kontaktbrücke von den Gegenkontakten abgehoben ist, solange der Kontaktmitnehmer von der Öffnungsmitnahmestellung zur Schließmitnahmestellung verschoben wird.
Die Haltevorrichtung ist besonders einfach gestaltet, wenn die Haltevorrichtung als Magnetvorrichtung ausgebildet ist und die Kontaktbrücke zumindest teilweise aus einem ferromag- netischen Material besteht.The object is achieved in that the contact driver has a closing driving element, by means of which, when the contact driver is moved into the rest position when a closing driving position lying between the rest position and the opening driving position is reached, the contact bridge is moved towards the counter contacts and that the opener has one Holding device is assigned, which holds the contact bridge in an open position, in which the contact bridge is lifted from the mating contacts, as long as the contact driver is moved from the open driving position to the closing driving position. The holding device is particularly simple if the holding device is designed as a magnetic device and the contact bridge is at least partially made of a ferromagnetic material.
Wenn die Magnetvorrichtung als Dauermagnetvorrichtung ausgebildet ist, ist die Magnetvorrichtung besonders wirksam.If the magnetic device is designed as a permanent magnetic device, the magnetic device is particularly effective.
Wenn die Magnetvorrichtung zwei Magnete aufweist und je einer der Magnete auf je einen von zwei Endbereichen der Kontaktbrücke wirkt, ist die Magnetvorrichtung konstruktiv besonders einfach ausgebildet. Darüber hinaus wirkt das von der Magnetvorrichtung hervorgerufene Streufeld als Blasfeld für etwaige entstehende Lichtbögen beim Abheben der Kontaktbrücke von den Gegenkontakten.If the magnet device has two magnets and one of the magnets acts on one of two end regions of the contact bridge, the magnet device is particularly simple in construction. In addition, the stray field caused by the magnetic device acts as a blowing field for any arcing that may occur when the contact bridge is lifted from the mating contacts.
Wenn die Kontaktbrücke eine von den Gegenkontakten abgewandte Rückseite aufweist, die aus einem ferromagnetischen Material besteht, übt die Magnetvorrichtung auf die Kontaktbrücke eine Anzugs- und Haltekraft aus. Dies ist insbesondere bei er- schütterungsgefährdeten Anwendungen von Bedeutung.If the contact bridge has a rear side facing away from the counter contacts, which is made of a ferromagnetic material, the magnet device exerts a pulling and holding force on the contact bridge. This is particularly important in the case of applications at risk of vibration.
Wenn das Öffnungsmitnahmeelement derart angeordnet ist, daß es die Kontaktbrücke bis in eine Abhebezwischenstellung von den Gegenkontakten abhebt, und die Haltevorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie die Kontaktbrücke aus der Abhebezwischenstellung in die ÖffnungsStellung überführt, wird auf einfache Weise die Gefahr von Beschädigungen der Kontaktbrücke beim Überführen in die Öffnungsstellung vermieden.If the opening driving element is arranged in such a way that it lifts the contact bridge up to an intermediate lifting position from the mating contacts, and the holding device is designed such that it transfers the contact bridge from the intermediate lifting position into the opening position, the risk of damage to the contact bridge is reduced in a simple manner Avoid transfer to the open position.
Wenn das Schließmitnahmeelement derart angeordnet ist, daß es die Kontaktbrücke bis in eine Absenkzwischenstellung aus der Öffnungsstellung auslenkt, und der Kontaktbrücke ein Rückstellelement zugeordnet ist, das die Kontaktbrücke aus der Absenkzwischenstellung auf die Gegenkontakte absenkt, wird auf einfache Weise die Gefahr von Beschädigungen der Kontaktbrücke beim Absenken auf die Gegenkontakte vermieden.
Das Rückstellelement ist im einfachsten Fall als Rückstellfeder ausgebildet. Die Rückstellfeder kann sich beispielsweise einerseits an der Kontaktbrücke und andererseits an einem bezüglich des Schaltgeräts ortsfesten Lager abstützen.If the closing driving element is arranged in such a way that it deflects the contact bridge into an intermediate lowering position from the open position, and a reset element is assigned to the contact bridge, which lowers the contact bridge from the intermediate lowering position to the mating contacts, the risk of damage to the contact bridge is reduced in a simple manner Lowering on the counter contacts avoided. In the simplest case, the restoring element is designed as a restoring spring. The return spring can be supported, for example, on the one hand on the contact bridge and on the other hand on a bearing which is stationary with respect to the switching device.
Wenn der Öffner mit einer Stromeinstelleinrichtung für die Antriebsspule derart verbunden ist, daß beim Offen bzw. Schließen des Öffners eine Änderung des Stromes erfolgt, mit dem die Antriebsspule beaufschlagt wird, ergibt sich auf be- sonders einfache Weise ein Umschalten des elektromagnetischen Schaltgeräts von Anzugs- auf Haltestrom. Insbesondere ist es mit dieser Anordnung möglich, das Schaltgerät erst kurz vor Erreichen der Betätigungsstellung von Anzugs- auf Haltestrom umzuschalten und den Anzugsstrom erst kurz vor Erreichen der Ruhestellung wieder zuzuschalten. Dabei ist trotz des Abhe- bens der Kontaktbrücke von den Gegenkontakten erst kurz vor Erreichen der Betätigungsstellung ein großer Abstand der Kontaktbrücke von den Gegenkontakten erreichbar, so daß keine Gefahr eines nichtlöschenden Lichtbogens besteht.If the break contact is connected to a current setting device for the drive coil in such a way that when the break contact is opened or closed there is a change in the current applied to the drive coil, the electromagnetic switching device can be switched over in a particularly simple manner. on holding current. In particular, it is possible with this arrangement to switch the switching device from pull-in to holding current only shortly before reaching the actuation position and to switch on the pull-in current only shortly before reaching the rest position. Despite the lifting of the contact bridge from the mating contacts, a large distance of the contact bridge from the mating contacts can only be reached shortly before the actuation position is reached, so that there is no risk of a non-extinguishing arc.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels . Dabei zeigen in PrinzipdarstellungFurther advantages and details emerge from the following description of an exemplary embodiment. Show in principle
FIG 1 ein elektromagnetisches Schaltgerät mit einer Strom- einStelleinrichtung, FIG 2 ein Schaltgerät mit einem Kontaktmitnehmer in Ruhestellung, FIG 3 ein Schaltgerät mit einem Kontaktmitnehmer in Betäti- gungsstellung,1 shows an electromagnetic switching device with a current setting device, FIG. 2 shows a switching device with a contact driver in the rest position, FIG. 3 shows a switching device with a contact driver in the actuating position,
FIG 4 das Schaltgerät von FIG 1 von oben und FIG 5 ein Hysteresediagramm.4 shows the switching device from FIG. 1 from above and FIG. 5 shows a hysteresis diagram.
Gemäß FIG 1 weist ein elektromagnetisches Schaltgerät eine Antriebsspule 1 auf. Wenn einer Stromeinstelleinrichtung 2 für die Antriebsspule 1 ein Betätigungsbefehl vorgegeben wird, beaufschlagt die Stromeinstelleinrichtung 2 die An-
triebsspule 1 mit einem Strom I. Der Strom I weist dabei mindestens die Größe eines Anzugsstroms IA auf. Dadurch wird ein - in FIG 1 nur εchematisch dargestellter - Kontaktmitnehmer 3 aus einer Ruhestellung R in eine Betätigungsstellung B ver- schoben.According to FIG. 1, an electromagnetic switching device has a drive coil 1. If an actuation command is given to a current setting device 2 for the drive coil 1, the current setting device 2 acts on the Drive coil 1 with a current I. The current I has at least the size of a starting current I A. As a result, a contact driver 3 —shown only schematically in FIG. 1 —is displaced from a rest position R into an actuation position B.
Zu Beginn des Verschiebevorgangs ist ein Hauptkontakt 4 des Schaltgeräts unbetätigt und ein Öffner 5 geschlossen. Durch das Verschieben des Kontaktmitnehmers 3 werden der Hauptkon- takt 4 betätigt und der Öffner 5 geöffnet.At the beginning of the displacement process, a main contact 4 of the switching device is not actuated and an NC contact 5 is closed. By moving the contact carrier 3, the main contact 4 is actuated and the break contact 5 is opened.
Der Öffner 5 überbrückt einen Widerstand 6. Beim Öffnen des Öffners 5 ist die Antriebsspule 1 damit nur noch über den Widerstand 6, nicht mehr aber widerstandslos über den Öffner 5, mit der Stromeinstelleinrichtung 2 verbunden. Daher sinkt beim Öffnen des Öffners 5 der Strom I auf einen Haltestrom IH ab. Umgekehrt steigt der Strom I beim Schließen des Öffners 5 wieder auf den Anzugsstrom IA an. Der Öffner 5 ist also mit der Stromeinstelleinrichtung 2 derart verbunden, daß beim Öffnen bzw. Schließen des Öffners 5 eine Änderung des StromesThe opener 5 bridges a resistor 6. When the opener 5 is opened, the drive coil 1 is thus only connected to the current setting device 2 via the resistor 6, but no longer without resistance via the opener 5. Therefore, when the opener 5 opens, the current I drops to a holding current I H. Conversely, when the opener 5 closes, the current I increases again to the starting current I A. The opener 5 is thus connected to the current setting device 2 in such a way that a change in the current when the opener 5 is opened or closed
I, mit dem die Antriebsspule 1 beaufschlagt wird, erfolgt.I, with which the drive coil 1 is acted on.
Gemäß den FIG 2 bis 4 weist der Kontaktmitnehmer 3 ein Öffnungsmitnahmeelement 7 auf. Das Öffnungsmitnahmeelement 7 ist gemäß Ausführungsbeispiel als Mitnahmefläche ausgebildet.According to FIGS 2 to 4, the contact driver 3 has an opening driving element 7. According to the exemplary embodiment, the opening driving element 7 is designed as a driving surface.
Mittels des Öffnungsmitnahmeelements 7 wird eine Kontaktbrücke 8 des Öffners 5 von Gegenkontakten 9 des Öffners 5 abgehoben, wenn der Kontaktmitnehmer 3 in die Betätigungsstellung B verschoben wird. Die Kontaktbrücke 8 wird dabei erst dann von den Gegenkontakten 9 abgehoben, wenn der KontaktmitnehmerBy means of the opening driving element 7, a contact bridge 8 of the opener 5 is lifted from mating contacts 9 of the opener 5 when the contact driver 3 is moved into the actuation position B. The contact bridge 8 is then only lifted from the mating contacts 9 when the contact driver
3 eine Öffnungsmitnahmestellung Ml erreicht.3 reaches an opening driving position Ml.
Das Abheben der Kontaktbrücke 8 erfolgt gegen die Kraft eines Rückstellelements 10, das gemäß den FIG 2 bis 4 als Rück- stellfeder ausgebildet ist. Die Rückstellfeder 10 stützt sich dabei einerseits an der Kontaktbrücke 8 und andererseits an einem Lager 11 ab, das bezüglich des Schaltgeräts ortsfest
ist. Zur Seite hin ist die Rückstellfeder 10 durch geeignete, allgemein bekannte Führungselemente geführt. Diese sind daher der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.The contact bridge 8 is lifted off against the force of a restoring element 10, which is designed as a restoring spring according to FIGS. 2 to 4. The return spring 10 is supported on the one hand on the contact bridge 8 and on the other hand on a bearing 11 which is stationary with respect to the switching device is. The return spring 10 is guided to the side by suitable, generally known guide elements. For the sake of clarity, these are therefore not shown.
Wie aus FIG 3 ersichtlich ist, ist das Öffnungsmitnahmeelement 7 derart angeordnet, daß es die Kontaktbrücke 8 bis in eine Abhebezwischenstellung ZI abhebt. Wenn die Kontaktbrücke 8 die Abhebezwischenstellung ZI erreicht hat, ist sie einer magnetischen Kraft ausgesetzt, die von einer Magnetvorrich- tung 12 auf sie ausgeübt wird. Die Magnetvorrichtung 12 dient als Haltevorrichtung 12 und ist dem Öffner 5 zugeordnet.As can be seen from FIG. 3, the opening driver element 7 is arranged in such a way that it lifts the contact bridge 8 into an intermediate lifting position ZI. When the contact bridge 8 has reached the intermediate lifting position ZI, it is exposed to a magnetic force which is exerted on it by a magnetic device 12. The magnet device 12 serves as a holding device 12 and is assigned to the opener 5.
Die Magnetvorrichtung weist zwei Dauermagnete 13, 14 auf. Sie ist daher als Dauermagnetvorrichtung ausgebildet. Je einer der Dauermagnete 13, 14 wirkt auf je einen von zwei Endbereichen 15, 16 der Kontaktbrücke 8. Die Kontaktbrücke 8 besteht zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material. Insbesondere weist die Kontaktbrücke 8 eine Rückseite 17 auf, die von den Gegenkontakten 9 abgewandt ist und aus einem fer- romagnetischen Material besteht.The magnet device has two permanent magnets 13, 14. It is therefore designed as a permanent magnet device. One of the permanent magnets 13, 14 acts on one of two end regions 15, 16 of the contact bridge 8. The contact bridge 8 consists at least partially of a ferromagnetic material. In particular, the contact bridge 8 has a rear side 17 which faces away from the mating contacts 9 and is made of a ferromagnetic material.
Das Rückstellelement 10 und die Magnetvorrichtung 12 sind derart aufeinander abgestimmt und die Abhebezwischenstellung ZI derart gewählt, daß in der Abhebezwischenstellung ZI die von der Magnetvorrichtung 12 auf die Kontaktbrücke 8 ausgeübte magnetische Kraft größer ist als die Rückstellkraft, welche das Rückstellelement 10 auf die Kontaktbrücke 8 ausübt. Die Magnetvorrichtung 12 überführt daher die Kontaktbrücke aus der Abhebezwischenstellung ZI in eine Öffnungsstellung, in der die Kontaktbrücke 8 an den Dauermagneten 13, 14 anliegt und von den Gegenkontakten 9 abgehoben ist.The restoring element 10 and the magnetic device 12 are matched to one another and the intermediate lifting position ZI is selected such that in the intermediate lifting position ZI the magnetic force exerted by the magnetic device 12 on the contact bridge 8 is greater than the restoring force which the restoring element 10 exerts on the contact bridge 8 , The magnet device 12 therefore transfers the contact bridge from the intermediate lifting position ZI to an open position in which the contact bridge 8 bears against the permanent magnets 13, 14 and is lifted off the counter contacts 9.
Beim Absinken des Haltestromes IH unter einen Minimalwert (Ausschalten des Schaltgeräts, Absinken der Versorgungsspan- nung) überwiegt die Rückstellkraft das von der Antriebsspule 1 aufgebrachte Haltemoment. In der Folge wird der Kontaktmitnehmer 3 aus der Betätigungsstellung B auf die Ruhestellung R
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