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Elektromagnetisch betätigtes Schaltgerät, insbesondere Schütz, bei
dem die Zugkraft des Magneten über eine Kurvenbahn übertragen wird Die Lebensdauer
eines elektromagnetisch betätigten Schaltgerätes hängt in hohem Maße von seiner
Einschaltgeschwindigkeit und den bei Kontakt-und Magnetberührung auftretenden Beschleunigungen
ab. Desgleichen wird das Prellen der beweglichen Schaltstücke stark von deren Auftreffgeschwindigkeit
auf die festen Schaltstücke beeinflußt. Allgemein wird deshalb angestrebt, die Geschwindigkeit
des bewegten Systems eines Schaltgerätes während des Einschaltvorganges klein zu
halten. Hierzu ist es notwendig, daß, die Fläche zwischen der Kraftbedarfskurve
des Kontaktsysterns und derZugkraftkurve desMagneten, z. B. bei Schaltgeräten, bei
denen Magnet- und Kontaktsystem unmittelbar miteinander gekuppelt sind, die Fläche
zwischen der gestrichelt gezeichneten Zugkraftkurve und der ausgezogenen Kraftbedarfskurve
in B i 1 d 1 - möglichst klein ist, da diese Fläche ein Maß für die zur Verfügung
stehende Beschleunigungsarbeit ist. Erwünscht ist also, vor allem um das Prellen
der Kontakte zu vermeiden, eine möglichst enge Anpassung der Zugkraftkurve an die
Knicke der Kraftbedarfskurve. Derart angepaßte Zugkraftkurven sind in B i
1 d 1 a für ein normales Schütz und in B i 1 d 1 b für ein Schütz
mit Vor- und Hauptkontakten mit strichpunktierten Linien eingezeichnet.
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Es ist bekannt, bei elektromagnetisch betätigter) Schaltgeräten die
Zug"kraftkurve des Magneten dadurch an die Kraftbedarfskurve des Kontaktsysterns
anzupassen, daß die Bewegung am Kontaktsystern durch eine Kurvenbahn gesteuert wird.
Auf diese Weise läßt sich eine gute Anpassung der Zugkraftkurve des Magneten an
die Kraftbedarfskurve des Kontaktsystems erreichen und das lästige Prellen der Kontakte
weitgehend beseitigen. Aufgabe der Erfindung ist es jedoch, gewisse Mängel derart
arbeitender Geräte zu beheben und deragegenüber ein noch wesentlich verbessertes
Gerät zu erhalten.
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Bei dem bekannten Gerät treibt der Anker des Betätigungsmagneten einen
Schleber an, der einer] Kurvenschlitz aufweist, in welchem das Ende einer mit den
beweglichen Schaltkontakten direkt verbundenen Antriebsstange geführt wird. Allein
die Kurvenform des Schlitzes ist für Bewegungsablauf und Kraftübertragung maßgebend.
Wegen der direkten übertragung ist ein verhältnismäßig großer Magnet erforderlich,
damit der hemmende Widerstand an den steilen Stellen der Kurvenbahn sicher überwunden
wird.
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Abweichend vom Bekannten ist nun bei einem elektromagnetisch betätigten
Schaltgerät, insbesondere einem Schütz, bei dem die Zugkraftkurve des Magneten dadurch
an die Kraftbedarfskurve des Kontaktsystems angepaßt ist, daß die Bewegung des Ankers
durch eine Kurvenbahn auf das Kontaktsystem Übertragen wird, gemäß der vorliegenden
Erfindung die Kurvenbahn längs dem Betätigungsende eines die Magnetkraft auf das
Kontaktsystem übertragenden und diese verstärkenden Übersetzungshebels analeordnet,
auf das der Magnetanker einwirkt.
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Abgesehen davon, daß eine solche übersetzung natürlich an sich aestattet,
mit kleineren Betätigungskräften auszukommen, kann hierbei die Kurvenbahn, mit deren
Hilfe der übersetzungshebel lediglich zur Seite geschwenkt werden muß, verhältnismäßig
flach ausgebildet sein, so daß die Bahnwiderstände nicht unerwünscht groß werden
und der Betätigungsmagnet folglich um so kleiner bemessen werden darf. Ferner besteht
bei der neuen Konstruktion die Möglichkeit, den Magnetanker bei eingeschaltetem
Gerät ohne Anwendung, von besonderen Verklinkungen vollkommen von den Kontaktkräften
zu entlasten, indem das letzte Stück der Kurvenbahn parallel zur Ankerbewegungsrichtung
gelegt wird. Legt man dagegen den letzten Teil der Kurvenbahn in einen spitzen Winkel
zur Ankerbewegungsrichtung, so kann, auch wenn der Magnet in horizontaler Richtung
arbeitet, auf besondere Ankerrückdruckfedern verzichtet werden. Die Erfindung bietet
also dem Bekannten gegenüber erheblich mehr Möglichkeiten zur Erzielung konel struktiver
Vollkommenheit.
An sich ist die Verwendung von Obersetzungshebeln
bei elektromagnetisch betätigten Schaltgeräten bekannt. Eine bekannte Anordnung
weist eine Übertragung mit Winkelhebeln zwischen einem Magnetanker und einer Schaltbrücke
auf. Zur Kräfteanpassung sind dabei wegen der den Winkelhebeln eigentümlichen Wirkung
jedoch noch an- und abschaltbare Widerstände in Reihe mit der Magnetspule vorgesehen.
Solche Widerstände mit dazugehöriger Schaltvorrichtung benötigt der Gegenstand der
Erfindung aber nicht. Durch die einfache Kombination der an sich bekannten Kurvenbahn
mit einem an sich bekannten, die Magnetkraft verstärkenden übersetzungshebel läßt
sich aber das Problem der weitgehenden Anpassung der Zugkraftkurve des Magneten
an die Kraftbedarfskurve des Kontaktsystems von vornherein auf rein mechanischem
Wege in besonders vorteilhafter Weise lösen, ohne daß zusätzlich noch elektrische
Mittel zur Anwendun- -ebracht werden müßten.
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Zum Stand der Technik mag noch erwähnt werden, daß es für Schalter
allgemein bekannt ist, einen Winkelhebel zur Betätigung der beweglichen Schaltkontakte
mittels einer drehbaren Kurvenscheibe zu betätigen, die an den kleineren Arm des
Winkelhebels angreift. Hierbei ist eine weitgehende Anpassung an den Kraftbedarf
möglich. Der erforderliche Drehwinkel der Kurvenscheibe ist jedoch recht groß. Für
Schalter mit Antrieb durch übliche Hubmagnete würde die Verwendung einer solchen
Anordnung verhältnismäßig große konstruktive Schwierigkeiten bereiten.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nach den
Ansprüchen beschrieben. B i 1 d 2 a zeigt ein Schütz in der Ausschaltstellung,
B i 1 d 2b in der Einschaltstellung.
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Das Schütz wird durch Rückstellfedern 1, die über eine Traverse
2 und bewegliche Schaltstücke 3 entgegen Kontaktdruckfedem 4 wirken, in der
Ausschaltstellung gehalten. Die Traverse 2 ist über einen Übersetzungshebel
5, dessen Ende eine Kurvenbahn 10 aufweist, mit einem Magnetanker
6 kraftschlüssig gekuppelt. Die Kraftübertragung zwischen Magnetanker
6 und Übersetzungshebel 5 erfolgt durch Rollen 7, deren Lager
mit dem Magnetanker 6 fest verbunden sind und deren Laufflächen sich auf
einem festen Gegenlager 8 abstützen. Der übersetzungshebel 5 ist in
einem festen Lager 9 drehbar gelagert. Beim Einschalten drückt der Magnetanker
6 mit einer der Rollen 7, die an der Kurvenbahn 10 des übersetzungshebels
5 entlanggleitet, den Übersetzungshebel 5 nach oben, so daß sich dieser
im Uhrzeigersinn dreht und mit seinem freien Ende die Traverse 2 in die Einschaltstellung
drückt. Die Kurvenbahn 10
ist so ausgebildet, daß sich aus der Zugkraftkurve
des Magneten und den übersetzungsverhältnissen des übersetzungshebels
5 am freien Ende des übersetzungshebels 5 immer die Kräfte ergeben,
die zur überwindunc, der Federkräfte gerade erforderlich sind. Im B i
1 d 1 a ist die an die Kraftbedarfskurve angepaßte Zugkraftkurve strichpunktiert
eingezeichnet. Da infolge der Lüftung zwischen Traverse 2 und den beweglichen Schaltstücken
3 diese in der Einschaltstellung nicht mehr durch den Magnetanker
6
beeinflußt werden, ist der letzte Teil der Kurvenbahn 10 des übersetzungshebels
5 im spitzen Winkel zur Bewegungsrichtung des Magnetankers 6 ausgebildet,
so daß die Rückstellfedern 1 beim Unterbrechen der Spulenspannung (die Magnetspule
ist nicht eingezeichnet) den Magnetanker 6 über den übersetzungshebel
5 in die Ausschaltstellung drücken.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in B i 1 d 3
dargestellt.
B i 1 d 3 a zeigt wieder ein Schütz in Ausschaltstellung, B i 1 d 3 b
in Einschaltstellung. Durch Rückstellfedern 11 wird über eine Traverse 12
und bewegliche Abbrennschaltstücke 13 das Schütz entgegen Vorkontaktdruckfedem
14 in der Ausschaltstellung gehalten. Die Kupplung der Traverse 12 erfolgt kraftschlüssig
über einen übersetzungshebel 15, dessen Ende eine Kurvenbahn 21 aufweist,
mit dem Magnetanker 16, dessen Kraft über Rollen 17, die sich an einem
festen Gegenlager 18 abstützen, auf den übersetzungshebel 15 übertragen
wird, der in einem festen Lager 19 drehbar gelagert ist. Beim Einschalten
drückt der Magnetanker 16 über die Rollen 17 den Übersetzungshebel
15 nach links in die Einschaltstellung, wobei zuerst die beweglichen Abbrennschaltstücke
13 und dann die beweglichen Hauptschaltstücke 20 Kontakt geben. In B i
1 d 1 b
ist die an die Kraftbedarfskurve angepaßte Zugkraftkurve strichpunktiert
eingezeichnet. Da auch bei eingeschaltetem Schütz die beweglichen Hauptschaltstücke
20 mit dem Magnetanker kraftschlüssig verbunden sind, ist der letzte Teil der Kurvenbahn
21 so ausgebildet, daß er in der Einschaltstellung 1)arallel zu der Bewegungsrichtung
des Magnetankers i6 verläuft. Dadurch können sich Vibrationen der> Magnetankers,
die bei absinkender Spannung auftreten können, nicht auf das Kontaktsystem auswirken.
Ferner wird der Magnetanker 16 in der Einschaltstellung von allen Federkräften
entlastet, so daß allein durch die Ausbildung der Kurvenbahn eine verschleißarme
mechanische Verklinkung des Magnetankers 16 in der Einschaltstellung möglich
ist, wie sie B i 1 d 3 b zeigt.
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Esversteht sich,daß bei denAusführungsbeispielen die Rollen
7 bzw. 17 auch an den übersetzungshebeln 5 bzw. 15 und
die Kurvenbahnen 10 bzw. 21 an den Magnetankern 6 bzw. 16 angeordnet
sein können.