DE3125712A1

DE3125712A1 - Elektrischer schalter

Info

Publication number: DE3125712A1
Application number: DE19813125712
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Phys. 8551 Hemhofen Pohl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-06-30
Filing date: 1981-06-30
Publication date: 1983-01-27
Also published as: JPS587724A

Description

Elektrischer Schalter
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit magnetischer Kontaktkraftverstärkung, bei welchem dem beweglichen Kontakt ein U-förmiger Anker zugeordnet ist, dessen Magnetkraft in Richtung der Kontaktschließkraft wirkt.
Bei Schalteinrichtungen, die hohe elektrische Ströme von beispielsweise mehr als 1000 A übertragen, kann eine den Stromengekräften entgegenwirkende Kontaktkraftverstärkung zweckmäßig sein. Die Stromengekräfte entstehen bei punktförmigem Stromübergang zwischen den Kontaktflächen und können eine ungewollte Kontakttrennung herbeiführen.
Es ist eine magnetische Einrichtung bekannt, die auf den beweglichen Kontakt eines Schalters eine Schließ-oder Haltekraft ausübt, die sich im direkten Verhältnis zum Strom ändert. Der Strom im beweglichen Kontakt induziert ein Magnetfeld, daß einen beweglichen U-förmigen Anker durchsetzt. Die magnetische Kraft wirkt als Anzugskraft zwischen dem Anker und dem beweglichen Kontakt. Sie wirkt in Richtung der Kontaktkraft und ist den Stromengekräften entgegengerichtet. Der Anpreßdruck auf die Kontakte der Schalteinrichtung wird mit steigendem Strom somit in ähnlicher Weise vergrößert, wie die als Abhebekräfte wirkenden Stromengekräfte zunehmen. Durch diese magnetische Einrichtung ist zwar eine Verringerung der erforderlichen Schließkraft für den Schließ- und Betätigungsmechanismus möglich, es wird jedoch eine entsprechend starke Öffnungskraft benötigt, um die magnetische Schließkraft zu überwinden, wenn der Schalter geöffnet werden soll. Außerdem wird durch diese magnetische Schließkraft die Schaltgeschwindigkeit beim Öffnen herabgesetzt (US-PS 33 66 900).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese be kannte Einrichtung zu verbessern, insbesondere soll die magnetische Kraft auf den beweglichen Kontakt beim Öffnen beseitigt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Unmittelbar vor Beginn der Kontaktöffnungsbewegung wird der Magnetkreis durch das ferromagnetische, vorzugsweise ebenfalls U-förmige Joch kurzgeschlossen und die magnetische Kraft auf dem beweglichen Kontakt beseitigt.
Man erhält somit nach dem Schließen des Schalters eine Kontaktkraftverstärkung, ohne die Öffnungsbewegung des Schaltkontaktes, insbesondere bei einem überstrom oder im Kurzschlußfall, zu hemmen.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel eines Schalters nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist. In Figur 1 ist ein Schalter räumlich dargestellt und Figur 2 zeigt einen Querschnitt.
In Figur 1 ist ein Festkontakt eines elektrischen Schalters mit 2 und ein beweglicher Kontaktarm mit 4 bezeichnet, dem ein U-förmiger Anker 6 aus ferromagnetischem Material, insbesondere lamelliertem Eisen, zugeordnet ist. Dieser U-förmige Anker 6 be- steht aus zwei Schenkeln und einem diese verbindenden Stegteil. Zwischen den Schenkeln befindet sich der bewegliche Kontaktarm 4. Oberhalb des U-förmigen Ankers 6 ist ein Joch 8 aus ferromagnetischem Material angeordnet, das mit den Schmalseiten der beiden Schenkel des Ankers 6 jeweils einen Luftspalt 10 bzw. 11 bildet. Das Joch 8 kann vorzugsweise ebenfalls U-förmig gestaltet sein. Es ist mit einem in der Figur nicht dargestellten Antrieb versehen, der das Joch in senkrechter Richtung bewegt, wie es in der Figur durch einen nicht näher bezeichneten Doppelpfeil angedeutet ist. Dieser Antrieb kann vorzugsweise mit dem Antrieb des Kontaktarmes 4 gekoppelt sein.
Der Anker 6 wird nach Figur 2 vom Magnetfeld durchsetzt und übt auf den Kontaktarm 4 eine nach abwärts gerichtete Schließkraft F aus, die sich in Abhängigkeit vom Strom durch den Kontaktarm 4 ändert. Der Strom induziert das den Kontaktarm 4 umfassende Magnetfeld, dessen Kraftlinien 12 in der Figur angedeutet sind. Diese Kraftlinien 12 fölgen einem Magnetkreis, der den U-förmigen Anker 6 und jeweils einen Luftspalt 13 bzw. 14 zwischen den Schenkeln des Ankers 6 und dem Kontaktarm 4 durchsetzt. Der Kontaktarm 4 befindet sich zwischen den Schenkeln des Ankers 6, wenn der Schalter geschlossen ist. Der Kontaktarm 4 hat in einem solchen Luftspalt das Bestreben, sich in eine Lage zu bewegen, in welcher der magnetische Widerstand des umgebenden Magnetkreises sein Minimum hat. Auf den Kontaktarm 4 wirkt somit die Kraft F nach unten gegen den Stegteil des Ankers 6.
Die Größe der den Kontaktarm 4 gegen den Stegteil des U-förmigen Ankers 6 drückenden Kraft hängt von der Breite W des Ankers 6 ab und ändert sich als direkte Funktion dieser Breite. Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung wird diese Breite W so groß gewählt, daß die am Anker 6 entwickelte Schließkraft für einen gegebenen Stromwert größer ist, als die der Kontaktkraft entgegenwirkenden Stromengekräfte.
Es ergibt sich somit bei jedem Stromwert eine resultierende Kraft, welche die Kontakte geschlossen hält. Diese resultierende Kraft steigt mit dem Stromfluß durch den Kontaktarm 4 an.
Unmittelbar vor Beginn der Kontaktöffnungsbewegung wird das oberhalb des beweglichen Kontaktarmes 4 angeordnete, ferromagnetische Joch 8 auf den Anker 6 gesetzt. Die Kraftlinien durchsetzen den geschlossenen Eisenkreis und der Luftspalt 13, 14 wird bis auf ein geringes Streufeld feldfrei. Mit der Auflösung des Luftspaltfeldes verringert sich die magnetische Kraft auf den Kontaktarm 4, so daß nur noch die mechanische Kraft des Schaltschlosses und die geringe magnetische Kraft der Streufelder, wirksam sind.
2 Patentansprüche 2 Figuren Leerseite

Claims

Patentansprüche Elektrischer Schalter mit magnetischer KontaktkraStverstärkung, bei welchem dem beweglichen Kontakt ein U-förmiger Anker zugeordnet ist, dessen Magnetkraft in Richtung der Kontaktschließkraft wirkt, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Anker (6) ein ferromagnetisches Joch (8) zugeordnet ist, das mit einem Antrieb versehen ist.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein U-färmiges Joch (8) vorgesehen ist.