DE1173988B - Switch for the economy circuit of direct current magnets - Google Patents

Description

Schalter für die Sparschaltung von Gleichstrommagneten Gleichstrommagneten, deren beweglicher Anker für irgendwelche Kraftbetätigungen bestimmt ist, benötigen zum Halten des Ankers in der angezogenen Lage eine geringere Zahl von Amperewindungen als während des Ankerhubes. Man hat diese Tatsache zur wirtschaftlicheren Bemessung der Erregerwicklung des Magneten ausgenutzt, indem man beispielsweise die Erregerwicklung während des kurzzeitigen Ankerhubes überlastete, so daß eine größere Kraft zur Verfügung stand, und durch einen sogenannten Sparschalter, der im letzten Teil des Ankerhubes mechanisch von dem Anker ausgelöst wurde, einen Widerstand vor die Erregerwicklung schaltete, so daß der Erregerstrom entsprechend verkleinert wurde. Da der Ankerhub mit dem herabgesetzten Erregerstrom beendet werden muß, ist die Leistungsfähigkeit eines mit einem derartigen Sparschalter ausgerüsteten Gleichstrommagneten begrenzt.Switch for the economy circuit of direct current magnets direct current magnets, whose movable armature is intended for any power operations a smaller number of ampere-turns to hold the armature in the tightened position than during the armature stroke. One has this fact for more economical assessment exploited the excitation winding of the magnet, for example by removing the excitation winding overloaded during the brief armature stroke, so that a greater force is available stood, and by a so-called economy switch, which in the last part of the armature stroke was triggered mechanically by the armature, a resistance in front of the excitation winding switched so that the excitation current was reduced accordingly. Since the armature stroke must be terminated with the reduced excitation current is the efficiency a DC magnet equipped with such an economy switch is limited.

Man hat auch schon die Eisensättigung, die infolge des Eisenschlusses des Ankers bei beendetem Hub im Magnetkörper auftritt, zur Betätigung der Kontakte der Sparschaltung benutzt. Dabei wurde ein selbständiger Hilfsanker im Magnetkörper des Gleichstrommagneten oder auch auf demselben vorgesehen, der entgegen der Magnetkraft durch eine Feder belastet wurde und während des Ankerhubes, solange die Federkraft die auf den Hilfsanker ausgeübte magnetische Zugkraft überwog, über ein Kontaktstück einen Sparwiderstand überbrückte. Bei Hubbeendigung des Ankers wurde dieser Hilfsanker entgegen der Federkraft in den Magnetkörper hineingezogen und dadurch die Überbrückung des Sparwiderstandes geöffnet, oder aber eine besondere Haltespule wurde statt der Zugspule eingeschaltet. Auch derartige Anordnungen arbeiten nicht völlig betriebssicher. Insbesondere stellt sich leicht ein labiler Gleichgewichtszustand zwischen der Federkraft, die den Hilfsanker aus dem Magnetkörper herauszudrücken sucht, und der durch die Sparschaltung verringerten Magnetkraft ein. Der Hilfsanker gerät dann in unerwünschte Schwingungen. Es sind ferner in der allgemeinen Technik auch Schnappschalter bekannt, die durch einen irgendwo im Streupfad eines Elektromagneten liegenden Arbeitsanker oder anderweitig mittels eines elektromagnetisch bewegten Ankers betätigt werden. Hierbei liegen die Probleme anders als bei der Schützenbetätigung, wo es streng auf den Sättigungsumschlag des feststehenden Magnetteils ankommt. Auch ist es allgemein erwünscht, hierbei eine einfache Anordnung zur Kontaktverzögerung zu haben, die einstellbar sein soll.One already has the iron saturation, which is due to the iron closure of the armature occurs in the magnet body at the end of the stroke to actuate the contacts the economy circuit is used. An independent auxiliary anchor was placed in the magnet body of the direct current magnet or provided on the same, the counter to the magnetic force was loaded by a spring and during the armature stroke, as long as the spring force the magnetic tensile force exerted on the auxiliary armature predominated, via a contact piece bridged a resistance to savings. At the end of the anchor's stroke, this became an auxiliary anchor pulled into the magnet body against the spring force and thereby the bridging of the economy resistor opened, or a special holding coil was instead of the Pull coil switched on. Such arrangements also do not work in a completely operationally reliable manner. In particular, an unstable state of equilibrium arises easily between the spring force, which seeks to push the auxiliary armature out of the magnet body, and through the Economy circuit reduced magnetic force. The auxiliary anchor then gets into undesirable Vibrations. There are also snap switches known in general technology, by a working anchor lying somewhere in the path of an electromagnet or otherwise operated by means of an electromagnetically moved armature. Here the problems lie differently than with the shooter operation, where it is severe depends on the saturation change of the fixed magnetic part. It is also general desirable here to have a simple arrangement for contact delay, the should be adjustable.

Ziel der Erfindung ist es, einen Schalter für die Sparschaltung von Gleichstrommagneten zu schaffen, der bei erfolgter Sparschaltung völlig sicher in der dazugehörenden Schaltstellung liegt und der frühestens bei beendetem Hub des Magnetankers, vorzugsweise sogar erst nach einer geringen Verzögerungszeit, in diese Schaltstellung gebracht wird.The aim of the invention is to provide a switch for the economy circuit of To create direct current solenoids that are completely safe in the economy circuit the associated switch position and the earliest when the stroke of the Magnetic armature, preferably even after a short delay time, in this Switch position is brought.

Gegenstand der Erfindung ist ein Schnappschalter für die Sparschaltung von Gleichstrommagneten, zu dessen Kontaktbetätigung die Änderung der Eisensättigung ausgenutzt wird, die infolge des Eisenschlusses des Magnetankers bei beendetem Hub im Magnetkörper auftritt, und dessen bewegliche Teile sämtlich außerhalb des Magnetkörpers auf einer der Außenflächen des Magnetkörpers angeordnet sind, der dadurch gekennzeichnet ist, daß sein Hilfsanker aus einer parallel zur Stirnfläche des Magnetkörpers angeordneten Kreisplatte magnetischen Materials besteht, die in einer gleichzeitig zur pneumatischen Kontaktverzögerung dienenden, mit einem einstellbaren Ventil versehenen Bohrung des Isolierstoffgehäuses kolbenartig verschiebbar ist, wobei zwei Schnappfedern in Gestalt von Schraubenfedern, deren Umkippunkt mittels des verstellbaren Bügels in Rillen des Ansatzes einstellbar ist, zwischen den Traversen aufgehängt sind und der Hilfsanker dabei über Ansätze Kräfte senkrecht zur Achse der Schnappfedern ausübt, die ein Umkippen des schneidengelagerten Kontaktträgers in die andere Gleichgewichtslage und damit ein öffnen der Kontakte bewirken, wobei die Vorspannung der Schnappfedern groß genug ist, um bei verringerter Flußdichte im Magnetkörper den Hilfsanker und damit auch den Kontaktträger wieder in die Ausgangslage zurückzuholen.The invention relates to a snap switch for the economy circuit of direct current magnets, for the actuation of which the change of the iron saturation occurs is exploited, which as a result of the iron connection of the magnet armature at the end of the stroke occurs in the magnet body, and its moving parts are all outside of the magnet body are arranged on one of the outer surfaces of the magnetic body, which is characterized is that its auxiliary armature is arranged from a parallel to the end face of the magnet body Circular plate is made of magnetic material, which is used in a simultaneous manner to the pneumatic Contact delay serving, provided with an adjustable valve bore of the insulating housing is displaceable in the manner of a piston, with two snap springs in the form of helical springs, the tip-over point of which by means of the adjustable bracket is adjustable in grooves of the approach, are suspended between the crossbars and the auxiliary anchor exerts forces perpendicular to the axis of the snap springs via attachments, the tilting of the blade-mounted contact carrier into the other equilibrium position and thus cause the contacts to open, the bias of the snap springs is large enough to with a reduced flux density in the magnet body the auxiliary armature and thus also to bring the contact carrier back into the starting position.

Nach der Erfindung besteht der Hilfsanker des Schalters also aus einer Kreisplatte magnetischen Materials, die parallel zur Stirnfläche des Magnetkörpers angeordnet ist und in einer Bohrung des Isolierstoffgehäuses parallel zu sich selbst verschiebbar ist. Dieser Hilfsanker greift mittels zweier Ansätze über zwei Schnappfedern, vorzugsweise Schraubenfedern, die zwischen zwei Traversen aufgehängt sind und senkrecht zu ihrer Achse durch den Hilfsanker belastet werden. Hierdurch wird ein Umklappen des schneidengelagerten Kontaktträgers in die andere Gleichgewichtslage und damit ein Öffnen der Kontakte der Sparschaltung bewirkt. Die Vorspannung der beiden erwähnten Schnappfedern ist andererseits groß genug, um bei verringerter Flußdichte, also verringerter Anziehungskraft zwischen Magnetkörper und Hilfsanker, den Hilfsanker und auch den Kontaktträger wieder in die Ausgangslage zurückzuholen. Dadurch werden die Kontakte der Sparschaltung wieder geschlossen, und die volle Erregerwicklung des hier nicht weiter dargestellten Magneten ist wieder wirksam.According to the invention, the auxiliary armature of the switch consists of one Circular plate of magnetic material that is parallel to the face of the magnetic body is arranged and in a bore of the insulating housing parallel to itself movable is. This auxiliary anchor takes two approaches via two snap springs, preferably coil springs, between two crossbars are suspended and are loaded perpendicular to their axis by the auxiliary anchor. This causes the blade-mounted contact carrier to fold over into the other Equilibrium position and thus an opening of the contacts of the economy circuit causes. On the other hand, the preload of the two snap springs mentioned is large enough to with reduced flux density, i.e. reduced force of attraction between magnet bodies and auxiliary anchor, the auxiliary anchor and also the contact carrier back to the starting position to get back. This closes the contacts of the economy circuit again, and the full excitation winding of the magnet, not shown here, is again effective.

Die Wirkungsweise eines solchen Schalters sei an Hand eines Ausführungsbeispieles gemäß der Zeichnung erläutert: F i g. 1 gibt dabei einen Querschnitt und F i g. 2 die Draufsicht eines derartigen Schalters für die Sparschaltung von Gleichstrommagneten wieder.The mode of operation of such a switch is based on an exemplary embodiment explained according to the drawing: F i g. 1 gives a cross section and FIG. 2 shows the plan view of such a switch for the economy circuit of direct current magnets again.

Nach F i g. 1 ist auf dem Magnetkörper 1 eines hier nicht näher dargestellten Gleichstrommagneten ein Isolierstück 2, z. B. durch nicht dargestellte Schrauben, die durch die Bohrungen 3, 4, 5 und 6 (s. a. F i g. 2) gesteckt sind, befestigt. Das vorzugsweise der Form des Magneten 1, der hier als viereckig angenommen wird, angepaßte Isolierstück 2 ist kreiszylindrisch ausgebohrt. Von der einen Seite ragt in diese Bohrung der Ansatz 7 hinein, dessen Stirnfläche ein Schneidenlager 8 bildet, in dem ein beweglicher Kontaktträger 9 um seine Schneide 10 Kippbewegungen ausführen kann. Am Kontaktträger 9 sind mittels der Schrauben 14 die durch die Federn 11 elastisch gehaltenen Kontakte 12 und 13 befestigt.According to FIG. 1 is an insulating piece 2, z. B. by screws, not shown, which are inserted through the holes 3, 4, 5 and 6 (see Fig. 2), attached. The insulating piece 2, which is preferably adapted to the shape of the magnet 1, which is assumed here to be square, is drilled out in a circular-cylindrical manner. From one side the extension 7 protrudes into this bore, the end face of which forms a blade bearing 8 in which a movable contact carrier 9 can perform tilting movements about its blade 10. The contacts 12 and 13, which are held elastically by the springs 11 , are fastened to the contact carrier 9 by means of the screws 14.

In der Ruhestellung wird der Kontaktträger 9 durch die beiden seitlich von demselben und dem Ansatz 7 parallel zueinander in den Aussparungen 24 und 25 liegenden Schraubenfedern 15 und 16 nach links in die in F i g. 1 dargestellte Lage gedrückt. Die Schraubenfedern werden einerseits durch den Federbügel 17 und andererseits durch den Federbügel 18 unter Vorspannung gehalten. Der Bügel 17 wird in einer Rille 19 des Kontaktträgers 9 und der Bügel 18 in einer auf der äußeren Seite des Ansatzes 7 eingelassenen Rille 20 geführt. Es werden zweckmäßigerweise mehrere übereinanderliegende Rillen 20 vorgesehen, um gegebenenfalls eine Verschiebung der Höhenlage der Angriffspunkte der Schraubenfedern 15 und 16 zwecks Justierung vornehmen zu können.In the rest position, the contact carrier 9 is moved to the left by the two helical springs 15 and 16 lying on the side of the same and the extension 7 parallel to one another in the recesses 24 and 25 into the position shown in FIG. 1 depicted position pressed. The coil springs are held under pretension on the one hand by the spring clip 17 and on the other hand by the spring clip 18. The bracket 17 is guided in a groove 19 of the contact carrier 9 and the bracket 18 in a groove 20 made on the outer side of the extension 7. A plurality of grooves 20 lying one above the other are expediently provided in order, if necessary, to be able to shift the height of the points of application of the helical springs 15 and 16 for the purpose of adjustment.

Der Hilfsanker besteht aus einer parallel zur Stirnfläche des Magnetkörpers 1 angeordneten Kreisplatte 21, die mit zwei Ansätzen 22 und 23 versehen ist, durch deren Aussparungen die Schraubenfedern 15 und 16 geführt sind, und zwar derart, daß in der in F i g. 1 dargestellten Ruhelage die Kreisplatte 21 durch die Schraubenfedern 15 und 16 angehoben und gegen den Vorsprung 35 des Isolierstückes 2 gedrückt wird. Die waagerechten Bohrungen 26 dienen zur Durchführung der Zuleitung für die Kontakte 12 und 13, die ihrerseits durch die Schrauben 27 befestigt werden können. Der Hohlraum zwischen der Kreisplatte 21 und der Stirnfläche des Magnetkörpers 1 ist durch eine öfffnung 28 mit dem Außenraum verbunden, die - aus später näher erläuterten Gründen - mittels einer Schraube mehr oder weniger abgedichtet werden kann. Durch die zentrale Bohrung 29 im Magnetkörper 1 kann die Luft aus dem nicht weiter dargestellten Elektromagneten beim Ankerhub entweichen. Das Isolierstück 2 wird zweckmäßigerweise mit einem Deckel 30 abgedeckt, an dem die festen Innenkontakte 31 und 32 sowie der durch ein Gitter 33 geschützte Sparwiderstand 34 angeordnet sind. Nach dem Aufsetzen des Deckels 30, der mit denselben, hier nicht dargestellten Schrauben, die auch das Isolierstück 2 mit dem Magnetkörper 1 verbinden, befestigt wird, berühren sich in der dargestellten Lage die festen Kontakte 31 und 32 mit den beweglichen Kontakten 12 und 13, so daß der Sparwiderstand 34 kurzgeschlossen ist.The auxiliary armature consists of a circular plate 21, which is arranged parallel to the end face of the magnet body 1 and is provided with two lugs 22 and 23, through the recesses of which the helical springs 15 and 16 are guided, in such a way that in the FIG. 1, the rest position shown, the circular plate 21 is raised by the helical springs 15 and 16 and pressed against the projection 35 of the insulating piece 2. The horizontal bores 26 serve to lead through the feed line for the contacts 12 and 13, which in turn can be fastened by the screws 27. The cavity between the circular plate 21 and the end face of the magnet body 1 is connected to the outside space by an opening 28 which - for reasons explained in more detail below - can be more or less sealed by means of a screw. Through the central bore 29 in the magnet body 1, the air can escape from the electromagnet, not shown, during the armature stroke. The insulating piece 2 is expediently covered with a cover 30 on which the fixed internal contacts 31 and 32 and the economy resistor 34 protected by a grid 33 are arranged. After placing the cover 30, which is fastened with the same screws, not shown here, which also connect the insulating piece 2 to the magnetic body 1, the fixed contacts 31 and 32 touch the movable contacts 12 and 13 in the position shown, so that the economy resistor 34 is short-circuited.

In der Ruhestellung und während des Ankerhubes verbleibt der Hilfsschalter in der gezeichneten Lage. Dabei ist der Sparwiderstand überbrückt, und der gesamte Spulenstrom wird zur Erregung ausgenutzt. überschreitet der magnetische Fluß im Magnetkörper 1 einen bestimmten Wert - das ist immer dann der Fall, wenn der hier nicht dargestellte Magnetanker seinen Hub beendet hat und am Magnetkörper 1 liegt -, dann wird die Kreisplatte 21 gegen die Wirkung der gespannten Schraubenfedern IS und 16 angezogen. Diese werden dabei durch die übergreifenden Ansätze 22 und 23 nach unten durchgedrückt, so daß auf den Kontaktträger 9 eine Kraftkomponente wirkt, die ein Abwärtskippen des Kontaktträgers 9 und damit das Öffnen der Kontakte 31, 12 bzw. 32, 13 bewirkt.In the rest position and during the armature stroke, the auxiliary switch remains in the position shown. The economy resistor is bridged and the entire coil current is used for excitation. If the magnetic flux in the magnet body 1 exceeds a certain value - this is always the case when the magnet armature, not shown here, has completed its stroke and is on the magnet body 1 - then the circular plate 21 is attracted against the action of the tensioned coil springs IS and 16 . These are pressed down by the overlapping lugs 22 and 23, so that a force component acts on the contact carrier 9, which causes the contact carrier 9 to tilt downwards and thus the contacts 31, 12 and 32, 13 to open.

Der genaue Kippunkt kann, bei vorgegebener magnetischer Anziehungskraft, durch eine Veränderung der Kraftrichtung der Schraubenfedern 15 und 16 nach dem Einbau justiert werden. Dies geschieht zweckmäßigerweise dadurch, daß der Bügel 18 in eine andere Rille 20 gelegt wird.The exact tipping point can be adjusted by changing the direction of force of the helical springs 15 and 16 after installation, given a given magnetic force of attraction. This is expediently done in that the bracket 18 is placed in another groove 20 .

Um nach beendetem Hub des Magnetankers noch eine gewisse Verzögerung in der Abschaltung des Widerstandes zu erreichen, wird erfindungsgemäß das sich beim Magnetankerhub im Raum zwischen Hilfsanker 21 und Stirnfläche vom Magnetkörper 1 bildende Luftpolster ausgenutzt, das zunächst durch seinen Kompressionsdruck die magnetische Anziehung auf den Hilfsanker kompensiert, bis die komprimierte Luft durch die kleine und mittels einer Schraube beliebig veränderbare Öffnung 28 entwichen ist. Während dieser Dauer hat der hier nicht dargestellte Magnetanker genügend Zeit, sich fest an die ebenfalls hier nicht dargestellte Gegenfläche des Magnetkörpers 1 anzulegen. Damit wird ein zu frühes Öffnen des Hilfsschalters und ein dadurch bedingtes Pendeln des Magnetankers sicher verhindert, eine Schwierigkeit, die bei Sparschaltern bekannter Bauart bisher nur unvollkommen beseitigt werden konnte. Sinkt nach dem Abschalten des Erregerstromes die Eisensättigung im Magnetkörper 1 unter den vorbestimmten Wert, so werden der Hilfsanker 21 und der Kontaktträger 9 durch die Zugkraft der Schraubenfedern 15 und 16 wieder in die gezeichnete Lage gebracht und die Sparschaltung aufgehoben.In order to achieve a certain delay in switching off the resistance after the armature stroke has ended, the invention utilizes the air cushion that forms during the armature stroke in the space between the armature 21 and the face of the magnet body 1 , which initially compensates for the magnetic attraction on the armature through its compression pressure until the compressed air has escaped through the small opening 28, which can be changed as desired by means of a screw. During this period, the magnet armature (not shown here) has enough time to rest firmly against the opposing surface of the magnet body 1, which is also not shown here. This reliably prevents the auxiliary switch from opening too early and the armature swinging caused by it, a difficulty that has hitherto only been incompletely eliminated with economy switches of known design. If, after switching off the excitation current, the iron saturation in the magnet body 1 falls below the predetermined value, the auxiliary armature 21 and the contact carrier 9 are brought back into the position shown by the tensile force of the helical springs 15 and 16 and the economy circuit is canceled.

Claims (1)

Patentanspruch: Schnappschalter für die Sparschaltung von Gleichstrommagneten, zu dessen Kontaktbetätigung die Änderung der Eisensättigung ausgenutzt wird, die infolge des Eisenschlusses des Magnetankers bei beendetem Hub im Magnetkörper auftritt, und dessen bewegliche Teile sämtlich außerhalb des Magnetkörpers auf einer der Außenflächen des Magnetkörpers angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sein Hilfsanker aus einer parallel zur Stirnfläche des Magnetkörpers (1) angeordneten Kreisplatte (21) magnetischen Materials besteht, die in einer gleichzeitig zur pneumatischen Kontaktverzögerung dienenden, mit einem einstellbaren Ventil (28) vezsehenen Bohrung des Isolierstoflgehäuses (2) kolbenartig verschiebbar ist, wobei zwei Schnappfedern (15, 16) in Gestalt von Schraubenfedern, deren Umkippunkt mittels des verstellbaren Bügels (17) in Rillen (19) des Ansatzes (7) einstellbar ist, zwischen den Traversen (17, 18) aufgehängt sind und der Hilfsanker (21) dabei über Ansätze (22, 23) Kräfte senkrecht zur Achse der Schnappfedern (15, 16) ausübt, die ein Umkippen des schneidengelagerten Kontaktträgers (9) in die andere Gleichgewichtslage und damit ein Öffnen der Kontakte (12, 13) bewirken, wobei die Vorspannung der Schnappfedern (15, 16) groß genug ist, um bei verringerter Flußdichte im Magnetkörper (1) den Hilfsanker (21) und damit auch den Kontaktträger (9) wieder in die Ausgangslage zurückzuholen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 764 086; deutsche Auslegeschrift Nr. 1011686; USA.-Patentschriften Nr. 2 481147, 2170 748, 1978737. Claim: Snap-action switch for the economy circuit of direct current magnets, for the contact actuation of which the change in iron saturation is used, which occurs as a result of the iron connection of the magnet armature at the end of the stroke in the magnet body, and whose moving parts are all arranged outside the magnet body on one of the outer surfaces of the magnet body, thereby characterized in that its auxiliary armature consists of a circular plate (21) of magnetic material arranged parallel to the end face of the magnet body (1), which is displaceable in a piston-like manner in a bore in the insulating housing (2) which is also used for pneumatic contact delay and is provided with an adjustable valve (28) , with two snap springs (15, 16) in the form of helical springs, the tipping point of which can be adjusted in grooves (19) of the extension (7) by means of the adjustable bracket (17), are suspended between the cross members (17, 18) and the auxiliary anchor ( 21) using approaches (22, 23) Kraf te perpendicular to the axis of the snap springs (15, 16), which cause the blade-mounted contact carrier (9) to tip over into the other equilibrium position and thus to open the contacts (12, 13), the bias of the snap springs (15, 16) being large is enough to bring the auxiliary armature (21) and thus also the contact carrier (9) back into the starting position with a reduced flux density in the magnet body (1). Documents considered: German Patent No. 764 086; German Auslegeschrift No. 1011686; U.S. Patent Nos. 2,481,147, 2170,748, 1978737.