DE3879444T2 - Elektromagnetischer schalter. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Schalter mit einem Gehäuse, welches mit wenigstens einem Magnetsystem ausgestattet ist, mit einem Statorkörper aus einem magnetischen Material, mit einer Erregerwicklung für die Erregung eines magnetischen Feldes in dem wenigstens einen Magnetsystem, einem schwingfähig aufgehängtem ersten Arm, der unter dem Einfluß des erregten magnetischen Feldes in Bewegung versetzt werden kann, mit wenigstens einem Paar von Kontakten und einem Blattfedersystem, welches auf den ersten Arm einwirkt.
• Ein elektromagnetischer Schalter dieses Typs ist aus der US-Patentschrift 2,883,488 bekannt.
• In der Praxis werden elektromagnetisch betätigbare Schalter auf einem breiten Gebiet verwendet. Neben der Anwendung für das von einer Entfernung vorgenommene Schließen oder Öffnen elektrischer Schaltungen werden Schalter dieses Typs auch dazu verwendet, um elektrische Schaltungen zu schützen. Typische Bereiche der Anwendung sind ein Nullspannungsschutz, Vorwärt- und Rückwärts-Stromschutz, magnetischer Überlastungsschutz und Erd-Ableitungsschutz. Um den spezifischen Schaltfunktionen jeder dieser Anwendungsbereiche Rechnung zu tragen, werden unter anderem auch mechanische Federsysteme verwendet.
• Beispielsweise werden unter anderen Dingen Federsysteme dazu verwendet, um die Kraft zu erzeugen, mit deren Hilfe die Kontakte eines Kontaktpaares gegeneinander (geschlossen) oder voneinander getrennt (offen) gehalten werden, um spezifischen Bedingungen (Schwellenwerten) Rechnung zu tragen, unter welchen die Kontakte öffnen oder schließen sollen, um eine gewünschte Schaltgeschwindigkeit usw. zu erzeugen. Blattfedersysteme bieten Vorteile dahingehend, daß mit ihnen eine kompakte mechanische Konstuktion realisiert werden kann.
• Die Schalterkonstruktion nach der genannten US-Patentschrift hat jedoch unzureichende Möglichkeiten, um den Schaltfunktionen Rechnung zu tragen, die für die oben aufgeführten Anwendungsgebiete gewünscht werden. Dieser bekannte Schaltertyp hat daher ein sehr eingeschränktes Anwendungsgebiet.
• Weitere in der Praxis bekannte elektromagnetische Schalter dieses Typs besitzen allgemein ziemlich komplexe Federsysteme mit Schraubenzug- oder Druck- bzw. Kompressionsfedern in Verbindung mit verschiedenen Schalterarmen und -hebeln, wie beispielsweise in der französischen Patentschrift 866,592 beschrieben ist.
• Die verschiedenen Arme, Hebel und Federn sind gewöhnlich an einem Ende an dem Gehäuse oder Chassis des Schalters befestigt, so daß die auf das Kontaktpaar ausgeübten Kräfte auch an verschiedenen Stellen des Gehäuses oder Chassis wirken, die dadurch gewöhnlich asymmetrisch belastet oder beansprucht werden. Speziell ist im Falle der Schalter zum Ausschalten von Kurzschlußströmen in elektrischen Anlagen oder Einrichtungen eine hohe Schaltgeschwindigkeit erforderlich, was bedeutet, daß große leistungsstarke Federn verwendet werden müssen. Die Befestigung der Federn an dem Gehäuse oder Chassis erfordert häufig eine schwerere Konstruktion und zusätzliche Einrichtungen, um eine ausreichende Robustheit zu erhalten, was bedeutet, daß die Zahl der Teile und die Größe des Schalters allgemein zunehmen, wenn eine höhere Schaltgeschwindigkeit gefordert wird.
• Eine Feder, um eine bestimmte Schaltfunktion zu erreichen, beispielsweise, um eine ausreichend hohe Kontaktkraft zu erzeugen, hat häufig eine gegenläufige Wirkung auf eine andere Schaltfunktion, wie beispielsweise die Kontaktöffnungsgeschwindigkeit. Eine zusätzliche Forderung besteht daher allgemein darin, daß die Federwirkung degressiv sein muß. Dies bedeutet, daß die Wirkung des Federsystems zum Erzeugen einer Schaltfunktion sehr schnell abnehmen muß, wenn eine andere Feder für eine andere Schaltfunktion wirksam wird und in einigen Fällen sogar ihre Wirkungsrichtung umkehren muß. Um eine derartige degressive Federwirkung zu erreichen, ist es auch erforderlich, eine relativ komplexe Anordnung von Federn und Hebeln vorzusehen, die eine Menge Raum beanspruchen, wie beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP-A-127,784 offenbar ist.
• Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektromagnetischen Schalter mit einem Minimum an Teilen zu schaffen, der eine kompakte Konstruktion unter Beanspruchung von wenig Raum hat, mit dem eine große Anzahl von Schaltfunktionen, die in der Praxis gewünscht werden, inklusive einem Kurzschluß-Schutz und einem Überlast-Schutz (verzögertes/unmittelbares Schalten) erreicht werden können.
• Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zum Betätigen des Kontaktpaares ein schwingfähig gelagerter oder gehalterter zweiter Arm vorgesehen ist, wobei auf jeden ersten und zweiten Arm ein Ende von wenigstens einer Blattfeder einwirkt, der Statorkörper eine längliche Kammer aufweist, in welchem ein bewegbarer Anker des magnetischen Materials aufgenommen ist, wobei sich der erste und der zweite Arm auf beiden Seiten der Kammer in rechten Winkeln zur Längsrichtung derselben derart erstrecken, daß jeder von diesen um den Halterungspunkt oder Abstützpunkt in der Richtung des Ankers schwingen kann, der in der Kammer zwischen den Armen bewegbar ist, während das freie Ende des ersten Armes an den Anker gekoppelt ist, der ein Betätigungselement besitzt, welches auf den zweiten Arm einwirkt.
• Die Plazierung des Ankers zwischen den ersten und den zweiten Arm des Blattfedersystems bedeutet, daß durch Verändern der Schwingeigenschaften des einen und/oder des anderen Armes die Bewegung des Ankers innerhalb weiter Grenzen eingestellt werden kann, und zwar als Ergebnis der auf diesen ausgeübten magnetischen Kraft. Dies bedeutet, daß die Schaltmerkmale oder Eigenschaften des Schalters mit einem hohen Freiheitsgrad an die spezifischen Erfordernisse angepaßt werden können, die durch einen speziellen Anwendungsfall vorgegeben werden. Beispielsweise kann mit dem ersten Arm eine gewünschte Schwellenwertwirkung gegenüber der Erteilung einer Bewegung des Ankers erzielt werden und mit dem zweiten Arm kann unabhängig von der Wirkung des ersten Armes eine gewünschte Kraft eingestellt werden, um die Kontakte aneinander zu halten.
• Aufgrund der wechselseitigen Anordnung der verschiedenen sich bewegenden Teile des Schalters nach der Erfindung, kann letzterer einfach im Entwurf sein und eine kompakte Konstruktion haben und kann für eine große Anzahl von spezifischen Zwecken dimensioniert werden. Da der Schalter nach der Erfindung auch ein Minimum an Teilen besitzt, sind die Möglichkeiten eines Ausfalles oder von Fehlern entweder während des Montierens oder im Betrieb sehr viel niedriger als im Falle von Schaltern dieses Typs, die in der Praxis bekannt sind.
• Eine bevorzugte Ausführungsform des elektromagnetischen Schalters nach der Erfindung ist so konstruiert, daß der Statorkörper nahezu U-förmig im Querschnitt gestaltet ist, in welchem sich die Kammer von einem Bein zu dem anderen hin erstreckt, ferner das Blattfedersystem am Statorkörper derart befestigt ist, daß der erste und der zweite Arm sich jeweils entlang einem Bein erstreckt und die Kammer und die Beine jeweils mit Durchgängen ausgestattet sind, über welche der erste Arm mit dem Anker gekoppelt ist und das Betätigungselement auf den zweiten Arm einwirken kann, während die Erregerwicklung um die Kammer herum angeordnet ist.
• Alle bewegbaren Schalterteile sind hier durch den Statorkörper gehaltert, so daß keine anderen Verbindungsstellen zu dem Gehäuse erforderlich sind als die Befestigungsstellen des Statorkörpers selbst. Es ist offensichtlich, daß dies sehr attraktiv vom Standpunkt der Produktion her ist.
• Eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Anker an dem ersten Arm mit Hilfe einer Gelenkverbindung befestigt ist und daß das Betätigungselement, welches auf den zweiten Arm wirkt, aus einem Zapfen besteht, der mit dem Anker verbunden ist, mit dessen Hilfe der zweite Arm bewegt werden kann.
• Eine noch weitere Ausführungsform des elektromagnetischen Schalters nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Blattfedersystem aus einem Halterungsrahmen mit einer Blattfeder besteht, von der jedes Ende jeweils auf den ersten und den zweiten Arm einwirkt, die in der Rahmenöffnung gelegen sind und durch den Halterungsrahmen gehaltert sind, wobei die Abmaße der Arme in der Rahmenöffnung derart sind, daß die Blattfeder gespannt ist, so daß unter dem Einfluß der Federwirkung der Blattfeder im wesentlichen eine Schwellenwertwirkung erhalten wird, und zwar in Verbindung mit dem ersten Arm gegenüber der Einnahme von dem wenigstens einen Paar der Kontakte in die eine Stellung und gegenüber dem zweiten Arm eine im wesentlichen Kontaktkraft erhalten wird, um das Kontaktpaar in der anderen Position oder Stellung zu halten.
• Eine noch weitere Ausführungsform des Schalters nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Blattfedersystem einen Halterungsrahmen aufweist, wobei zwei Blattfedern sich derart von einem Ende erstrecken, an welchem sie durch den Halterungsrahmen gehaltert sind, daß die freien Enden der Blattfedern in entgegengesetzte Richtungen zeigen, jedes freie Ende auf den ersten und zweiten Arm einwirkt, die in der Rahmenöffnung gelegen sind und durch den Halterungsrahmen jeweils gehalter sind, wobei die Abmaße der Arme in der Rahmenöffnung derart gewählt ist, daß die zwei Blattfedern gespannt sind, so daß mit der Federwirkung der einen Blattfeder und dem ersten Arm, der durch diese beeinfluß wird, im wesentlichen eine Schwellenwertwirkung erhalten wird, und zwar gegenüber der Einnahme des wenigstens einen Kontaktpaares der einen Stellung und wobei die Federwirkung der anderen Blattfeder und des zweiten Armes, der durch diese beeinflußt wird, im wesentlichen die Kontaktkraft liefert, um wenigstens ein Kontaktpaar in der anderen Stellung zu halten.
• Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Wirkung des ersten und des zweiten Armes auf optimale Weise unabhängig voneinander eingestellt werden kann, da jeder derselben durch eine getrennte Blattfeder beeinflußt wird.
• Die Schwingeigenschaften eines Armes des Blattfedersystems kann auf eine relativ einfache Weise dadurch angepaßt werden, indem deren Halterungslage und die Einwirkungsposition von wenigstens einer Blattfeder darauf auf geeignete Weise zueinander ausgewählt werden, was natürlich teilweise von den Federeigenschaften der Blattfeder selbst abhängig ist. Das Blattfedersystem bildet den Gegenstand der niederländischen Patentanmeldung 8703173, die tituliert ist "Blattfedersystem und mit einem solchen Blattfedersystem ausgestatteter elektrischer Schalter", wobei diese Patentanmeldung von der Anmelderin gleichzeitig mit der vorliegenden Patentanmeldung eingereicht wurde.
• Da mit einem Blattfedersystem dieses Typs so große Kräfte auf die Arme ausgeübt werden können, daß nicht nur eine ausreichend hohe Schaltgeschwindigkeit erreicht werden kann, sondern auch eine ausreichend hohe Kontaktkraft erreicht werden kann, kann der Schalter nach der Erfindung in vorteilhafter Weise dafür verwendet werden, um Kurzschlußströme beispielsweise in elektrischen Einrichtungen oder Installationen auszuschalten. In der Praxis wird häufig eine Löschkammer dafür verwendet, um einen Entlade- Lichtbogen auszulöschen, der während der Trennung der Kontakte voneinander des Kontaktpaares des Schalters auftreten kann. Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform des Schalters nach der Erfindung, bei der das wenigstens eine Kontaktpaar einen bewegbaren und einen feststehenden Kontakt aufweist, ist zu dem Zweck dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Kontakt an der Einlaßöffnung einer Löschkammer befestigt ist, die in dem Gehäuse aufgenommen ist, während das freie Ende des zweiten Armes einen bewegbaren Kontakt enthält, der sich in die Einlaßöffnung der Löschkammer bewegen kann.
• Der Einlaß der Löschkammer bei dieser Konstruktion liegt direkt gegenüber dem Ursprungsort des Entlade-Lichtbogens, was die Auslöschwirkung desselben fördert. Eine weitere Verbesserung der Auslöschwirkung kann nach der Erfindung durch die Tatsache erreicht werden, daß die Löschkammer so gestaltet ist, daß sie sich von der Einlaßöffnung aus aufweitet, wobei der weite Teil derselben die Auslöscheinrichtung enthält.
• Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform des Schalters nach der Erfindung, die als Folge der mit dem Schalter erzielbaren hohen Schaltgeschwindigkeit, die in der Größenordnung eines Bruchteils der Periodendauer der abzuschaltenden Wechselspannung liegt, auch vorteilhaft als ein Strombegrenzungsschalter in elektrischen Energieverteilungsanlagen verwendet werden kann, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter wenigstens eine Strombegrenzungskomponente enthält, deren Verbindungsenden mit den jeweiligen Kontakten von wenigstens einem Kontaktpaar verbunden sind. Als Ergebnis der sehr kompakten Konstruktion des Magnetsystems kann diese wenigstens eine strombegrenzende Komponente-vorteilhafterweise in dem Gehäuse des Schalters aufgenommen sein. Diese strombegrenzende Komponente ist bevorzugt ein Widerstand, kann jedoch auch eine Reaktanzwicklung sein oder kann aus einer Kombination aus einem oder mehreren Widerständen, Reaktanzwicklungen und/oder Kondensatoren bestehen.
• Ein solcher strombegrenzender Schalter wird in der Praxis immer in Verbindung mit einem Schalter verwendet, der in der Anlage stromaufwärts enthalten ist und den Vorteil hat, daß der Strom der elektrischen Anlage nur begrenzt wird und nicht unterbrochen wird. Im Falle eines Kurzschlusses und/oder wenn ein bestimmtes Vorkommnis einer Überlastung auftritt, werden die Kontakte des Strombegrenzungsschalters, die normalerweise unter der Wirkung der Federbeeinflussung geschlossen sind, geöffnet, so daß die wenigstens eine Strombegrenzungskomponente in Reihe mit den Verbrauchern geschaltet ist, die an die Anlage angeschaltet sind. Durch geeignete Bemessung der Strombegrenzungskomponente kann der bestimmte Kurzschlußstrom oder Überlaststrom begrenzt werden, wonach dieser begrenzte Strom durch den genannten Schalter abgeschaltet wird, der stromaufwärts in der Anlage aufgenommen bzw. vorhanden ist. Da dieser weitere Schalter nicht den gesamten Kurzschlußstrom auszuschalten braucht, kann diese Konstruktion einfacher gestaltet werden und ist daher weniger gegenüber Ausfällen oder Fehlern anfällig als Schalter, die befähigt sein müssen, einen vollständigen Kurzschlußstrom auszuschalten.
• Wenn gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Schalters nach der Erfindung ein Verbindungsende der Erregerwicklung mit einem Kontakt von wenigstens einem Kontaktpaar verbunden ist und das andere Anschlußende der Erregerwicklung zusammen mit dem anderen Kontakt die Verbindungspunkte des Schalters formt, wird der begrenzte Strom fortfahren, durch die Erregerwicklung hindurchzufließen. Wenn ein Schalter wie derjenige, der nach der Erfindung konstruiert ist, verwendet wird, ist es erforderlich, daß dieser einen bestimmten Grad einer Hysterese besitzt. Dies bedeutet, daß die Stromintensitäten bzw. Stromgrößen, bei denen das Kontaktpaar von der einen Stellung in die andere Stellung und umgekehrt bewegt wird, unterschiedlich sein müssen. Wenn er beispielsweise als ein Strombegrenzungsschalter verwendet wird, muß das Kontaktpaar oberhalb einem bestimmten Stromwert bzw. Stromgröße öffnen und muß bei einer Stromgröße oder Stromwert schließen, der niedriger ist als der begrenzte Stromwert.
• Um sicherzustellen, daß der Schalter nur bei einer bestimmten Stromgröße oder Stromwert in der Erregerwicklung in den Betrieb gelangt, muß eine bestimmte Schwellenwertwirkung erreicht werden, und zwar dagegen, daß das Kontaktpaar von der einen Stellung in die andere gelangt. Bei dem elektromagnetischen Schalter nach der Erfindung kann dies entweder dadurch erreicht werden, indem eine geeignete Auswahl der Kraft getroffen wird, welche durch die wenigstens eine Blattfeder auf den ersten Arm ausgeübt wird, oder durch eine geeignete Konstruktion des magnetischen Kreises des Magnetsystems.
• Um sicherzustellen, daß das Kontaktpaar allgemein in einem bestimmten Zustand bei einem Stromwert oder Stromgröße wieder zurückkehrt, der niedriger liegt als die Stromgröße oder Stromwert, der erforderlich ist, damit es diese Lage verläßt, ist eine Ausführungsform des elektromagnetischen Schalters nach der Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Bewegung von wenigstens einem der Arme derart zu begrenzen, daß die Gesamtheit der Kräfte, die auf die Arme unter dem Einfluß von der wenigstens einen Blattfeder ausgeübt wird, immer in die entgegengesetzte Richtung der Kräfte gerichtet wird, die auf die Arme unter dem Einfluß des Ankers ausgeübt werden können.
• Eine weitere Ausführungsform des elektromagnetischen Schalters nach der Erfindung ist zu diesem Zweck dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag des magnetischen Materials zur Begrenzung der Bewegung des Ankers in der Kammer nahe dem Ende angeordnet ist, welches gegenüber dem zweiten Arm gelegen ist. Für den gleichen Zweck ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Anschlag zur Begrenzung der Bewegung des zweiten Armes in dem Gehäuse vorgesehen ist.
• Durch die Begrenzung der Bewegung des Ankers kann die Bewegung des ersten Armes, der mit diesem verbunden ist und mit Hilfe des weiteren Anschlags die Bewegung des zweiten Armes derart begrenzt werden, daß dann, wenn der Schalter erregt wird, in anderen Worten, wenn das Kontaktpaar von einer Stellung in die andere unter dem Einfluß der erzeugten elektromagnetischen Kraft bewegt wird, die resultierende der Kräfte, die auf die Arme durch das Federsystem ausgeübt wird, immer so ist, daß sie einen bestimmten Wert beibehält, der entgegengesetzt zur elektromagnetischen Kraft des magnetischen Systems ist. Der in der Kammer aufgenommene Anschlag hat auch auf die magnetische Wirkung des Magnetsystems einen Effekt, der wie folgt verstanden werden kann.
• In einer Stellung des Kontaktpaares, wenn beispielsweise die Kontakte aufeinander ruhen, existiert ein Luftspalt mit spezifischen Abmaßen und ein spezifischer magnetischer Widerstand zwischen dem Anker und dem Anschlag. Um den Anker in Richtung des Anschlages zu bewegen, muß die elektromagnetische Kraft, die durch den Strom in der Erregerwicklung erzeugt wird, einen ausreichend hohen Wert haben, um diesen magnetischen Widerstand zusätzlich zu der Schwellenwertkraft zu überwinden, die durch das Blattfedersystem ausgeübt wird. Wenn der Anker gegen den Anschlag bewegt wurde, so daß das Kontaktpaar geöffnet ist, wird der Strom durch die Erregerwicklung durch den auftretenden elektrischen Lichtbogen vermindert, jedoch speziell bei der Ausführungsform mit einer strombegrenzenden Komponente. Da nun kein Luftspalt zwischen dem Anker und dem Anschlag in der Kammer vorhanden ist, ist dieser niedrigere Strom ausreichend, um den Anker gegen den Anschlag zu halten. Wenn nun der Strom durch die Erregerwicklung weiter abnimmt, und zwar derart, daß die elektromagnetische Kraft kleiner wird als die Kraft, die durch das Federsystem auf den Anker ausgeübt wird, wird der Anker unter dem Einfluß der Federwirkung in der Richtung weg von dem Anschlag bewegt, so daß das Kontaktpaar erneut schließt. Es ist offensichtlich, daß die betrachtete Hysterese und Schwellenwertwirkung sowohl durch die Kraft bestimmt werden, die durch das Federsystem auf den Anker ausgeübt wird, als auch durch die Abmaße des Luftspaltes bestimmt werden.
• Um zu ermöglichen, daß das Kontaktpaar in einer bestimmten Stellung gehalten wird, beispielsweise nach dem Schalten, kann gemäß der Erfindung der zweite Arm auf bekannte Weise derart blockiert oder verriegelt werden, daß das Kontaktpaar in die andere Stellung bewegt werden kann, beispielsweise einfach durch Freigeben der Verriegelung von Hand.
• Die Erfindung soll nun unter Hinweis auf zwei Ausführungsformen und unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert werden.
• Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines elektromagnetischen Schalters im Querschnitt nach der Erfindung.
• Fig. 2 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform eines elektromagnetisch betätigten Schalters nach der Erfindung im Querschnitt, der als ein strombegrenzender Leistungsunterbrechungsschalter bei elektrischen Verteileranlagen verwendet werden kann, und
• Fig. 3 zeigt in graphischer Form die resultierende Kraft, die von dem Federsystem auf den Anker ausgeübt wird als Funktion der Verschiebung des Betätigungselements, welches damit verbunden ist und auf den zweiten Arm wirkt.
• Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt eines elektromagnetischen Schalters, der nach der Erfindung konstruiert ist und ein Gehäuse 1 und ein Magnetsystem 2 besitzt.
• Das Magnetsystem 2 besteht aus einem U-gestalteten Statorkörper 3 aus einem magnetischen Material, der eine zylindrische Kammer 6 enthält, die sich von dem einen Bein 4 zu dem anderen Bein 5 des Statorkörpers 3 erstreckt. Die zwei Beine 4, 5 des Statorkörpers 3 haben an der Kammer 6 einen Durchgang, durch welchen am Bein 4 ein zylindrisch geformter Anker 7 aus magnetischem Material hindurch in und aus der Kammer 6 bewegt werden kann, und bei dem Bein 5 ist ein Stift oder Zapfen 8 vorhanden, der mit dem Anker verbunden ist und sich über die Kammer 6 erstrecken kann. Ein Anschlag 9 aus magnetischem Material ist in der Kammer 6 an der Stelle angeordnet, wo der Zapfen 8 sich über die Kammer 6 erstrecken kann. Dieser Anschlag 9 besitzt einen Durchgang für den Zapfen 8. Eine Erregerwicklung 10 ist um die Kammer 6 herum vorgesehen. Das Magnetsystem 2 ist an dem Gehäuse 1 mit Hilfe einer Statorplatte 11 befestigt, die in die Enden der Beine 4, 5 des Statorkörpers 3 eingepaßt ist.
• Das Blattfedersystem, welches gemäß Fig. 5d der oben erwähnten niederländischen Patentanmeldung 8703173 konstruiert ist, die von der Anmelderin gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereicht wurde, ist an der Statorplatte 11 befestigt. Das Blattfedersystem umfaßt einen Halterungsrahmen 12 mit zwei Blattfedern 13, 14, die jeweils an einem Ende durch den Halterungsrahmen 12 gehaltert oder abgestützt sind und in entgegengesetzte Richtungen zeigen, wobei jedes freie Ende der Blattfedern 13, 14 auf die Armteile 17, 18 - in der Rahmenöffnung gelegen und kippbar durch den Halterungsrahmen 12 gehaltert - jeweils eines ersten Armes 15 und eines zweiten Armes 16 einwirken. Die Armteile 17, 18 sind von einer Gestalt, die an die Umstände angepaßt ist und haben solche Abmaße, daß die jeweiligen Blattfedern 13, 14 gespannt sind und daher eine leicht gekrümmte Gestalt besitzen.
• Der erste Arm 15 erstreckt sich durch eine Öffnung in der Statorplatte 11 entlang dem Bein 4 des Statorkörpers 3, durch welche der Anker 7 nach außen ragen kann. Das freie Ende 19 des Armes 15 ist so gestaltet, daß es gelenkmäßig mit dem Anker 7 verbunden werden kann. Dies kann beispielsweise eine Schraubverbindung 20 sein, es kann jedoch auch eine gegabelte Verbindung oder ähnliches sein. Der zweite Arm 16 erstreckt sich auch durch eine Öffnung in der Statorplatte 11 entlang dem Bein 5 des Statorkörpers 3, durch die ein Zapfen oder Stift 8, der mit dem Anker verbunden ist, nach außen ragen kann. Der Arm 16 ist mit einem bewegbaren Kontakt 24 beispielsweise in der Form einer elektrisch leitenden Schicht 22 ausgestattet, die durchgehend über das freie Ende 21 derselben verläuft und die auf der Seite des Armes 16, die zum Statorkörper 3 hinweist, gegenüber einem feststehenden Kontakt 23 endet.
• Das Verbindungsende 25 der Erregerwicklung 10 ist mit dem Anschluß 26 verbunden und der bewegbare Kontakt 24 ist mit dem Anschluß 29 mit Hilfe einer flexiblen Verbindung 27 verbunden und mit der elektrisch leitenden Schicht 22 verbunden, die auf dem Kontaktarm 16 und der elektrisch leitfähigen Halterungsplatte 28 angeordnet ist. Der feststehende Kontakt 23 ist an der elektrisch leitenden Stütze 30 montiert und ist über diese Stütze 30 an dem anderen Verbindungsende 31 der Erregerwicklung 10 befestigt.
• Ein Anschlag 32, mit dessen Hilfe die Bewegung des Armes 16 begrenzt werden kann, ist in einem Abstand von der Seite des zweiten Armes 16 angeordnet, die von dem Statorkörper 3 wegweist. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist ein erster Blockierhaken 33 mit dem Arm 16 verbunden, der wie der Arm 15 entweder elektrisch leitend oder aus einem isolierenden Material (Kunststoff) bestehen kann, wobei der Blockierhaken mit einem zweiten Blockierhaken 34 zusammenwirken kann, um den zweiten Arm 16 zu blockieren oder zu verriegeln, wenn das Kontaktpaar in dem geöffneten Zustand ist.
• Der zweite Blockier- oder Verriegelungshaken 34 ist feststehend, und zwar mit einer drehbaren Halterung an einem Ende an dem Gehäuse 1. An den freien Enden der zwei Verriegelungshaken sind angepaßte Trapezförmige Hakenteile vorgesehen. Bei der veranschaulichten geschlossenen Stellung des Paares der Kontakte 23, 24 werden die zwei Hakenteile gegeneinander gehalten, wie gezeigt ist, und zwar mit Hilfe der Zugfeder 35, die an dem Gehäuse 1 und dem zweiten Verriegelungshaken 34 befestigt ist.
• In der blockierten oder verriegelten Stellung greifen die geraden Seiten 36, 37 der Hakenteile ineinander und die Verriegelung oder Blockierung kann nur entfernt werden, indem man die Betätigungstaste 38 bewegt, die mit dem zweiten Verriegelungshaken 34 verbunden ist und von außerhalb des Gehäuses zugänglich ist, entgegen der Federwirkung der Ziehfeder 35 (Richtung des Pfeiles), wonach der
• Arm 16 in die gezeigte Stellung zurückkehrt, und zwar unter dem Einfluß der Blattfeder 14, die auf ihn einwirkt.
• Die Wirkung des Schalters ist wie folgt. Die Federwirkung der Blattfeder 13 und der von dieser beeinflußte Arm 15 übt im wesentlichen eine Schwellenwertwirkung gegen das Einnehmen der einen Stellung (geöffnet, nicht gezeigt) des Kontaktpaares 23, 24 aus, während die Blattfeder 14 und der durch sie beeinflußte Arm 16 im wesentlichen die Kontaktkraft liefert, um das Kontaktpaar in der geschlossenen Stellung, die gezeigt ist, zu halten.
• Eine im Uhrzeigersinn erfolgende Kupplung wird mit Hilfe der Blattfeder 13 an dem ersten Arm 15 und mit Hilfe der Blattfeder 14 an dem zweiten Arm 16 ausgeübt. Dies kann einfach dadurch erreicht werden, da der Wirkungspunkt 39 der Blattfeder 13 an dem Armteil 17 des Armes 15, der in der Ebene der Zeichnung verriegelt, links von dem Abstützpunkt 40 liegt, wo der Armteil 17 durch den Halterungsrahmen 12 gehaltert ist. Die entgegengesetzte Situation trifft für den zweiten Arm 16 zu. Hier liegt der Wirkungspunkt 41 der Blattfeder 14, die in der Ebene der Zeichnung verriegelt, rechts von dem Abstützpunkt 42, wo der Armteil 18 durch den Halterungsrahmen 12 gehaltert ist. Die Wirkungspunkte 39, 41 und die Abstützpunkte 40, 42 sind als V-förmige Nuten in den jeweiligen Armteilen 17, 18 ausgebildet.
• Bei der in der Zeichnung gezeigten Situation ist der zweite Arm 16 so gehalten, daß sein bewegbarer Kontakt 24 gegen den feststehenden Kontakt 23 unter dem Einfluß der Kupplungswirkung gehalten wird. Der Anker 7 wird teilweise aus der Kammer 6 herausbewegt, und zwar unter dem Einfluß des ersten Armes 15. Ein Luftspalt 43, der einen spezifischen magnetischen Widerstand wiedergibt, ist zwischen dem Anker 7 und dem Anschlag 9 vorgesehen. Wenn der Strom durch die Erregerwicklung 10 zunimmt, wird auch die elektromagnetische Kraft erhöht, die dadurch erzeugt wird, und der Anker 7 will sich in einer Richtung zu dem Anschlag 9 hinbewegen. Wenn die elektromagnetische Kraft einen solchen Wert erreicht hat, daß die auf den Anker 7 wirkende Kraft größer ist als die Kraft, die durch den ersten Arm 15 in der entgegengesetzten Richtung ausgeübt wird, wird der Anker 7 gegen den Anschlag 9 bewegt. Durch die Bewegung des Stiftes oder Zapfens 8 in der Richtung des zweiten Armes 16 wird eine im Gegenuhrzeigersinn verlaufende Kupplung, wenn man in der Ebene der Zeichnung blickt, darauf ausgeübt, so daß das Paar der Kontakte 23, 24 geöffnet wird und in dieser Stellung mit Hilfe der Verriegelungshaken 33, 34 verriegelt oder blockiert wird.
• Es kann somit die Größe oder Stärke des durch die Erregerwicklung 10 hindurchfließenden Stromes, bei der das Paar der Kontakte geöffnet wird, entweder mit Hilfe der Größe des Luftspaltes 43 oder mit Hilfe der Federkraft des Federsystems eingestellt werden. Dies kann erreicht werden, ohne darauf hinweisen zu müssen, daß das Verriegeln des Schalters auf sehr verschiedenem Wege erreicht werden kann, die in der Praxis bekannt sind, auf die, wenn erforderlich, verzichtet werden kann. Anstelle die Kontakte zu öffnen, ist es möglich, beispielsweise indem man den feststehenden Kontakt 23 und den bewegbaren Kontakt 24 auf die Seite des zweiten Armes 16 anordnet, der von dem Starter 3 wegweist, den Schalter in einen Schalter zu verwandeln, der seine Kontakte unter dem Einfluß einer bestimmten Stromstärke schließt. Das Verbindungsende 31 der Erregerwicklung und der feststehende Kontakt 23 müssen dann nach außen an getrennte Anschlüsse (nicht gezeigt) verlegt werden.
• Bei dem zuvor erwähnten Blattfedersystem sind die abgestützten Enden der jeweiligen Blattfedern 13, 14 einstückig mit dem Halterungsrahmen 12 ausgebildet. Es ist jedoch auch ebenso möglich, abnehmbar gehalterte Blattfedern zu verwenden oder Blattfedern, die nicht in einer Linie zueinander verlaufen, zu verwenden, wie beispielsweise in Fig. 5a der oben erwähnten niederländischen Patentanmeldung 8703173 gezeigt ist, die von der Anmelderin gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereicht wurde. Der Halterungsrahmen 12 kann auch durch die Statorplatte 11 gebildet sein, indem letztere mit geeigneten Halterungsstellen für die Arme 15, 16 ausgestattet wird.
• Der elektromagnetisch betätigte Schalter nach der Erfindung, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, ist beispielsweise geeignet für die Verwendung als ein Überlast-Sicherheitsschalter, bei dem der auszuschaltende Strom einen solchen Wert hat, daß eine Explosionskammer oder Löschkammer nicht erforderlich ist.
• Fig. 2 zeigt schematisch im Querschnitt eine weitere Ausführungsform eines elektromagnetisch betätigten strombegrenzenden Schalters nach der Erfindung unter Verwendung eines Federsystems mit nur einer Blattfeder nach Fig. 6c der oben erwähnten niederländischen Patentanmeldung 8703173, die von der Anmelderin gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereicht wurde. Die Teile in Fig. 2 haben eine ähnliche Funktion, so daß die Teile, die in Fig. 1 gezeigt sind, mit den gleichen Bezugszeichen angezeigt sind.
• Das Blattfedersystem umfaßt einen Halterungsrahmen 44 und eine einzelne Blattfeder 45. Der erste Arm 15 und der zweite Arm 16 sind zwischen den Enden der Blattfeder 45 und den gegenüberliegenden Kanten oder Rändern des Halterungsrahmens 44 jeweils angeordnet. Die Abmaße der Armteile 17, 18 - gehaltert in der Rahmenöffnung - jeweils des ersten Armes 15 und des zweiten Armes 16 sind so bemessen, daß die Blattfeder 15 gespannt ist und somit leicht gekrümmt ist, wenn sie sich im eingesetzten Zustand befindet. Die Armteile 17, 18, die in der Rahmenöffnung gehaltert sind, sind von einer Gestalt, die an die Umstände angepaßt ist und die virtuell rechteckförmig sein kann.
• Das Paar der Kontakte 23, 24 befindet sich in der Einlaßöffnung 46 der Löschkammer 47, die so gestaltet ist, daß sie sich asymmetrisch von der Einlaßöffnung aus ausweitet. Die Löschkammer 47 ist in einem Raum angeordnet, der durch eine Wand 48 und das Gehäuse 1 geformt ist und ist mit bekannten Mitteln ausgestattet, um jeglichen Lichtbogen zwischen dem Paar der Kontakte 23, 24 auszulöschen. Die Löschkammer 47 ist direkt gegenüber der Ursprungsstelle des Lichtbogens angeordnet, so daß zusammen mit der enger werdenden Einlaßöffnung 46 eine effektve Wirkung für die Auslöschung eines Lichtbogens erhalten wird. Die begrenzende Wand der Löschkammer 47 kann beispielsweise an dem Paar der Kontakte 23, 24 vorgesehen werden, und zwar mit einem Anschlag 50, der die Bewegung des Armes 16 begrenzt.
• Ein Kontaktende 51 eines Widerstandes 53, der aus einem spiralförmig gewundenen Widerstandsdraht hergestellt ist und in dem Raum 52 gelegen ist, ist mit dem feststehenden Kontakt 23 über eine elektrisch leitende Wand 49 der Löschkammer verbunden. Das andere Anschlußende 54 des Widerstandes 53 ist mit Hilfe einer flexiblen, elektrisch leitenden Verbindung 55 mit dem elektrisch leitenden Arm 16 verbunden, an dessen Ende 21 der bewegbar Kontakt 24 ausgebildet ist. Ein Anschluß oder Verbindungsende 56 der Erregerwicklung 10 ist ebenfalls elektrisch mit dem feststehenden Kontakt 23 über die durchgehende Wand 49 der Löschkammer verbunden, wie dies durch strichlierte Linien gezeigt ist. Das andere Verbindungs- oder Anschlußende 57 der Erregerwicklung 10, welches auch mit strichlierten Linien gezeigt ist, zusammen mit dem Anschlußende 58, welches auf elektrisch leitende Weise mit dem Anschlußende 54 des Widerstandes 53 und über die flexible Verbindung 55 mit dem bewegbaren Kontakt 24 verbunden ist, wie dies durch strichlierte Linien gezeigt ist, bildet die Anschlußstellen des strombegrenzenden Schalters, der beispielsweise gemäß Fig. 1 an Anschlüssen vorgesehen sein kann.
• Wie bereits in der Einleitung erläutert wurde, ist es möglich, anstelle eines strombegrenzenden Widerstandes 53 in dem Gehäuse 1 eine Reaktanzspule oder -wicklung oder eine Kombination aus einem oder mehreren Widerständen, Reaktanzspulen oder -wicklungen und/oder Kondensatoren anzuordnen.
• Ein Lichtbogen, der während der Trennung der Kontakte auftritt, wird auf wirksame Weise durch die Löschkammer 47 gelöscht. Wenn das Paar der Kontakte 23, 24 offen ist, liegt der strombegrenzende Widerstand 53 in dem Stromkreis, so daß der durch die Schalter-Schaltung fließende Strom auf einen vorbestimmten Wert reduziert wird. Das Federsystem ist auf solche Weise dimensioniert, daß während der Zeit, während welcher der begrenzte Strom durch die Schalter-Schaltung fließt, die dadurch erzeugte elektromagnetische Kraft ausreichend stark ist, um den Anker 7 gegen den Anschlag 9 zu halten. Da in dieser Situation der Luftspalt 43 auf Null vermindert ist, reicht eine kleinere magnetische Kraft aus, um den Anker 7 angezogen zu halten, als diejenige, die benötigt wird, um den in den angezogenen Zustand zu verbringen. Die Bewegung des zweiten Armes 16 kann auf solche Weise begrenzt werden, beispielsweise mit Hilfe des Anschlags 50, daß die Blattfeder 45 nicht über ihren Übergangspunkt hindurchgelangt, so daß sie konstant eine Kupplung oder Anlage an den Arm 16 ausübt, wenn in der Ebene der Zeichnung geblickt wird. Die Wirkungspunkte 39, 41 der Blattfeder und die Abstützstellen 40, 42 der Armteile 17 und 18 sind jeweils in ähnlicher Weise relativ zueinander angeordnet, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
• Fig. 3 zeigt roh in graphischer Form die resultierende Kraft, die durch das Blattfedersystem auf den Anker 7 als eine Funktion der Verschiebung des Stiftes 8 ausgeübt wird, der mit dem Anker 7 verbunden ist. Der von dem Stift 8 zurückgelegte Weg x ist entlang der horizontalen Achse aufgetragen und die zuvor erwähnte resultierende Kraft F ist entlang der vertikalen Achse aufgetragen. Da es sich hierbei lediglich um eine graphische Darstellung für Veranschaulichungszwecke handelt, sind keine Einheiten oder numerischen Werte für x und F angegeben.
• Die Stellung des Stiftes 8, die in Fig. 1 und in Fig. 2 gezeigt ist, entspricht der Stelle xo in Fig. 3. Wenn angenommen wird, daß durch die Erregerwicklung kein Strom fließt, entspricht die resultierende Kraft F, die auf den Anker in der Richtung des ersten Armes 15 wirkt, der Schwellenwertkraft, die durch das Blattfedersystem ausgeübt wird. Wenn daran anschließend eine elektromagnetische Kraft unter dem Einfluß eines Stromes, der in der Erregerwicklung fließt, auf den Anker 7 ausgeübt wird, um diesen in Richtung des zweiten Armes 16 zu bewegen, so wird der Anker in Richtung des zweiten Armes 16 bewegt, wenn der Wert F&sub1; dadurch überschritten wird.
• Als Ergebnis der degressiven Wirkung des Blattfedersystems nimmt die Kraft, die auf den Anker 7 ausgeübt wird, wenn der Stift 8 bewegt wird, ab, bis an der Stelle x&sub1; der Stift 8 gegen den zweiten Arm 16 stößt. Die resultierende Kraft des Blattfedersystems, die auf den Anker 7 ausgeübt wird, die auf einen Wert F&sub2; gefallen ist, nimmt nun plötzlich unter dem Einfluß der Kraft zu, die auf diesen über den zweiten Arm 16 einwirkt, bis sie einen Wert F'&sub2; erreicht. Die Bewegung des Stiftes oder Zapfens in dem Bereich xo-x&sub1; wird als freier Hub bezeichnet. Obwohl die Abnahme der Kraft F in diesem Bereich angezeigt ist als ein gerades Linienteil 60, kann es auch ein gekrümmtes Linienteil sein, was von der Federwirkung des Blattfedersystems abhängig ist, die auf den ersten Arm 15 ausgeübt wird.
• Wenn unter dem Einfluß der elektrornagnetischen Kraft, die darauf einwirkt, der Anker 7 weiter in Richtung des Anschlages 9 bewegt wird, die resultierende Kraft F, die auf den Anker durch die zwei Arme 15 und 16 ausgeübt wird, auf einen Wert F&sub3; abnimmt, und zwar als Ergebnis der degressiven Wirkung des Blattfedersysterns beispielsweise gemäß dem Linienteil 61, der in Fig. 3 gezeigt ist. Der Verlauf der (linearen) Abnahme in der resultierenden Kraft F, der durch den Linienteil 61 angezeigt ist, wird im wesentlichen durch die Eigenschaften der Blattfeder und die Stelle der Wirkung und der Abstützstellen der jeweiligen Armteile 17 und 18 bestimmt und kann auch einen nichtlinearen Verlauf haben. Die degressive Wirkung des Blattfedersystems ergibt sich aus der Tatsache, daß durch die Bewegung des ersten Armes 15 und/oder des zweiten Armes 16 die laufende Stellung, deren jeweilige Wirkungspunkte 39 und 41 relativ zu den angepaßten Abstützstellen 40, 42 geändert wird, so daß die laufend gekoppelten Arme des Blattfedersystems geändert werden. Durch die Änderung der gekoppelten Arme (couple arms), ändert sich das Kräftepaar, welches auf den Arm 15 und/oder den Arm 16 ausgeübt wird, das die endgültige degressive Federwirkung des Blattfedersystems liefert.
• An der Stelle x&sub2; läuft der Anker 7 gegen den Anschlag in der Kammer 6 und der Einfluß der Kraft, die durch den ersten Arm 15 ausgeübt wird, wird plötzlich beseitigt. Da die durch den ersten Arm 15 auf den Anker 7 ausgeübte Kraft selbst ihre Richtung in dem Bereich zwischen x&sub1; und x&sub2; geändert hat, wie dies durch die unterbrochene Linie 62 angezeigt ist, die sich in der unteren halben Ebene der graphischen Darstellung erstreckt, nimmt die resultierende Kraft F, die auf den Anker an der Stelle x&sub2; einwirkt, plötzlich auf einen Wert F'&sub3; zu.
• Von der Stelle x&sub2; schwenkt dann der zweite Arm 16 durch die Stelle x&sub3; und zwar als Ergebnis der kinetischen Energie. In der graphischen Darstellung kann dies als eine virtuelle Verschiebung des Stiftes 8 erkannt werden. Die Stelle x&sub3; wird durch den weiteren Anschlag 32 (Fig. 1) oder 50 (Fig. 2) bestimmt, der in dem Gehäuse gelegen ist, oder wird durch eine andere geeignete Begrenzung der Bewegung des zweiten Armes 16 gebildet. Die Abnahme der resultierenden Kraft F, die durch den Linienteil 63 angezeigt ist, wird durch die degressive Federwirkung bestimmt, die auf den zweiten Arm 16 ausgeübt wird und kann einen nichtlinearen Verlauf anstelle des gezeigten geradlinigen Kurventeiles haben. Da an der Stelle x&sub3; eine resultierende Kraft F&sub4; auf den zweiten Arm 16 in Richtung des Stiftes 8 wirkt, wird der Arm 16 zu dem Stift 8 hinbewegt und wird am Ende verweilen, wobei er gegen den Stift 8 an der Stelle x&sub2; ansteht, so daß das Paar der Kontakte 23, 24 geöffnet wird.
• Wenn nun der Strom in der Schalter-Schaltung in solcher Weise abfällt, daß die durch die Blattfeder auf den zweiten Arm 16 ausgeübte Kraft größer ist als die Kraft, die auf diesen von dem Stift 8 ausgeübt wird, der mit dem Anker 7 verbunden ist, werden das Paar Kontakte 23, 24 erneut geschlossen und nehmen die in Fig. 1 oder Fig. 2 gezeigte Stellung wieder ein.
• Wenn diese Selbstrückkehr-Position nicht beabsichtigt ist, muß das Blattfedersystem so dimensioniert werden, daß die resultierende Kraft F in dem Bereich x&sub2;-x&sub3; negativ ist und somit in den unteren halb ebenen Teil der graphischen Darstellung gelangt, was gemäß Fig. 1 und Fig. 2 bedeutet, daß das Blattfedersystem ein rechter Hand gelegenes Kräftepaar (couple) auf den zweiten Arm 16 ausübt, so daß der Arm 16 weiterhin gegen jeweils den Anschlag 32 oder 50 anstehend verbleibt.
• Die Hysteresewirkung des Schalters, die im einleitenden Teil erwähnt wurde, wird im wesentlichen durch die Länge des Luftspaltes 43 in Längsrichtung der Kammer 6, die Positionierung der Wirkungspunkte 39, 41 der jeweiligen Armteile 17, 18 und die Eigenschaften der Blattfeder 45 bestimmt. Eine Verschiebung der Wirkungspunkte 39, 41 relativ zu der Ebene des Halterungsrahmens 44 führt zu einer unterschiedlichen Federwirkung. Um die gewünschten Kräftepaar-Richtungen oder Kopplungsrichtungen beizubehalten, ist es jedoch für die Wirkungsstelle 39 der Blattfeder 45 an dem Armteil 17 in der einen Richtung und der Wirkungsstelle 41 der Blattfeder 45 an dem anderen Armteil 18 in der anderen Richtung erforderlich, derart relativ zu den jeweiligen Abstützstellen 40, 51 versetzt zu bleiben, daß die Blattfeder 45 immer gespannt ist und beispielsweise in einer Richtung gekrümmt ist, weg von dem Statorkörper 3, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Abmaße des Luftspaltes 43 werden durch die Länge des Ankers 7 und die Länge des Anschlages 9 bestimmt, gemessen in Längsrichtung der Kammer 6.
• Wenn der Schalter beispielsweise in elektrischen Anlagen verwendet wird mit einer Nennspannung von 220 V und wenn der strombegrenzende Widerstand 53 beispielsweise einen Wert von 1 Ohm hat und wenn ein vollständiger Kurzschluß auftritt, d.h. mit einem Kurzschlußwiderstand gleich Null, und nachdem das Paar der Kontakte 23, 24 des strombegrenzenden Schalters geöffnet hat aufgrund des auftretenden Kurzschlußstromes und irgend Lichtbogen gelöscht ist, wobei der ohm'sche Widerstand der Erregerwicklung 10 und der Schaltung unbeachtet bleiben, fließt ein begrenzter Strom von ca. 220 A durch die Schalter-Schaltung. Das Magnetsystem 2 des strombegrenzenden Schalters muß nun so dimensioniert sein, daß der Anker 7 durch den begrenzten Strom angezogen gehalten wird, d.h. das Paar der Kontakte 23, 24 bleibt geöffnet. Nur wenn der Kurzschluß abgeschaltet wird, beispielsweise durch einen anderen Schalter, der in der Anlage vorhanden ist, kann das Paar der Kontakte 23, 24 erneut geschlossen werden. Dies setzt natürlich voraus, daß der Widerstand 53 derart dimensioniert sein muß, daß er die Energie aufnehmen kann, die darin während der Zeitperiode entwickelt wird, während welcher eine Kurzschlußsituation andauert. Der Raum 52, in welchem der Widerstand 53 gelegen ist, kann beispielsweise mit geeigneten Belüftungsöffnungen (nicht gezeigt) für diesen Zweck ausgestattet sein.
• Um die Selbsteinstellwirkung des strombegrenzenden Schalters beizubehalten, d.h. um sicherzustellen, daß nach der Beseitigung der Ursache für das Öffnen des Paares der Kontakte 23, 24 dieser in seinen vorbestimmten Zustand zurückkehrt, im vorliegenden Fall gemäß einem geschlossenen Paar von Kontakten 23, 24, können auch geeignete Anschlagmittel anders als der Anschlag 50, der zusammen mit dem feststehenden Kontakt 23 die Abmaße der Einlaßöffnung 46 der Löschkammer 47 bestimmt, verwendet werden, beispielsweise Warzen oder Vorsprünge und ähnliches (nicht gezeigt), die in dem Gehäuse ausgebildet sind.
• Die Ausführungsform des elektromagnetischen Schalters nach der Erfindung, die in Fig. 2 gezeigt ist und ein Blattfedersystem mit einer einzelnen Blattfeder umfaßt, ist besonders geeignet zum Abschalten relativ hoher Kurzschlußströme innerhalb des Teiles einer Periode des Wechselstroms. Dies ist deshalb der Fall, da aufgrund der abnehmbar gehalterten Blattfeder 45 das Blattfedersystem eine hohe Kontaktöffnungsgeschwindigkeit und Kontaktkraft ausüben kann, wie dies auch in der oben erwähnten niederländischen Patentanmeldung 8703173 beschrieben ist, die von der Anmelderin gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereicht wurde.
• Obwohl bei den veranschaulichten Ausführungsformen des elektromagnetischen Schalters nach der Erfindung ein Anschlußende der Erregerwicklung 10 an einem Kontakt des Paares der Kontakte 23, 24 befestigt ist, ist der Schalter nach der Erfindung jedoch darauf nicht beschränkt. Die Anschlußenden der Erregerwicklung, ebenso die Kontakte 23, 24 können alle zur Außenseite an einen Anschluß geführt sein, wie beispielsweise die Anschlüsse 26, 29 der Fig. 1. Der Statorkörper 3, die Löschkammer 47 und der strombegrenzende Widerstand 53 können natürlich auch unterschiedlich gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2 ausgelegt sein.
• Es ist offensichtlich, daß der elektromagnetisch betätigte Schalter nach der Erfindung nicht auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt ist, sondern daß eine Reihe von Abänderungen und Erweiterungen von einem Fachmann vorgenommen werden können, ohne jedoch dadurch den Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie beansprucht, zu verlassen.

Claims (18)

1. Elektromagnetischer Schalter, mit einem Gehäuse (1), welches mit wenigstens einem Magnetsystem (2) ausgestattet ist, mit einem Statorkörper (3) aus einem magnetischen Material, mit einer Erregerwicklung (10) zu Erregen eines magnetischen Feldes in dem wenigstens einen Magnetsystem, einem schwingfähig gehalterten ersten Arm (15), der unter dem Einfluß des erregten magnetischen Feldes in Bewegung gebracht werden kann, mit wenigstens einem Paar von Kontakten (23, 24) und mit einem Blattfedersystem (12, 13, 14; 44, 45), welches auf den ersten Arm (15) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betätigen des Paares der Kontakte (23, 24) ein schwingfähig gehalterter zweiter Arm (16) vorgesehen ist, wobei auf jeden der ersten und zweiten Arme ein Ende von wenigstens einer Blattfeder einwirkt, der Statorkörper (3) eine längliche Kammer (6) aufweist, die einen bewegbaren Anker (7) aus magnetischem Material aufnimmt, wobei der erste und der zweite Arm (15, 16) sich auf jeder Seite der Kammer (6) in rechten Winkeln zur Längsrichtung derselben derart erstrecken, daß jeder von diesen um seine Abstützstelle in der Richtung des Ankers (7) schwingen kann, der in der Kammer (6) zwischen den Armen bewegbar ist, während das freie Ende (19) des ersten Armes (15) an den Anker (7) gekoppelt ist, der ein Betätigungselement (8) aufweist, welches auf den zweiten Arm (16) wirkt.

2. Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Statorkörper (3) etwa U-förmig im Querschnitt gestaltet ist, in welchem sich die Kammer (6) von einem Bein zu dem anderen erstreckt, wobei das Blattfedersystem (12, 13, 14; 44, 45) an dem Statorkörper (3) derart befestigt ist, daß der erste und der zweite Arm (15, 16) sich jeweils entlang einem Bein desselben erstrecken und wobei die Kammer (6) und die Beine (4, 5) mit Durchgängen ausgestattet sind, durch die jeweils der erste Arm (15) mit dem Anker (7) gekoppelt ist und das Betätigungselement auf den zweiten Arm (16) einwirken kann, während die Erregerwicklung (10) um die Kammer (6) herum angeordnet ist.

3. Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Bewegung von wenigstens einem der Arme derart zu begrenzen, daß die Gesamtheit der auf die Arme unter dem Einfluß der wenigstens einen Blattfeder ausgeübten Kräfte immer in entgegengesetzter Richtung zu den Kräften gerichtet ist, die auf die Arme unter dem Einfluß des Ankers ausgeübt werden können.

4. Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (9) aus magnetischem Material, um die Bewegung des Ankers (7) zu begrenzen, in der Kammer nahe dem Ende angeordnet ist, welches gegenüber dem zweiten Arm (16) gelegen ist.

5. Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Anschlag (32; 50) zum Begrenzen der Bewegung des zweiten Armes (16) in dem Gehäuse vorgesehen ist.

6. Elektromagnetischer Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (7) an dem ersten Arm (15) mit Hilfe einer Gelenkverbindung befestigt ist und daß das Betätigungselement, welches auf den zweiten Arm (16) einwirkt, aus einem Stift oder Zapfen (8) besteht, der mit dem Anker verbunden ist, durch den der zweite Arm in Bewegung gebracht werden kann.

7. Elektromagnetischer Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattfedersystem (44, 45) aus einem Halterungsrahmen mit einer Blattfeder besteht, von der jedes Ende jeweils auf den ersten und den zweiten Arm (15, 16) einwirkt, die in der Rahmenöffnung gelegen sind und durch den Halterungsrahmen gehaltert sind, wobei die Abmaße der Arme in der Rahmenöffnung derart sind, daß die Blattfeder gespannt ist, so daß unter dem Einfluß der Federwirkung der Blattfeder im wesentlichen eine Schwellwertwirkung mit dem ersten Arm (15), und zwar gegen die Einnahme der einen Stellung des wenigstens einen Paares der Kontakte (23, 24) und in Verbindung mit dem zweiten Arm (16) im wesentlichen eine Kontaktkraft erzielt wird, um das Paar der Kontakte in der anderen Stellung zu halten.

8. Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkungspunkt (39) der Blattfeder an dem ersten Arm (15) in einer Richtung und der Wirkungspunkt (41) der Blattfeder an dem zweiten Arm (16) in der anderen Richtung relativ zu den jeweiligen Abstützstellen (40, 42) des Halterungsrahmens (44) versetzt sind.

9. Elektromagnetischer Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattfedersystem einen Halterungsrahmen (12) mit zwei Blattfedern (13, 14) aufweist, die sich von einem Ende, an welchem sie durch den Halterungsrahmen gehalten sind, erstrecken, daß die freien Enden der Blattfedern in entgegengesetzten Richtungen zeigen, wobei jedes freie Ende jeweils auf den ersten und den zweiten Arm (15, 16) einwirkt, die in der Rahmenöffnung gelegen sind und von dem Halterungsrahmen gehaltert sind, wobei die Abmaße der Arme in der Rahmenöffnung derart getroffen sind, daß die zwei Blattfedern gespannt sind, so daß mit der Federwirkung der einen Blattfeder und dem durch diese beeinflußten ersten Arm (15) im wesentlichen eine Schwellenwertwirkung erhalten wird, und zwar gegen die Einnahme der einen Stellung des Paares der Kontakte (23, 24), und mit der Federwirkung der anderen Blattfeder und dem durch diese beeinflußten zweiten Arm (16) im wesentlichen eine Kontaktkraft erhalten wird, um das wenigstens eine Paar der Kontakte (23, 24) in der anderen Stellung zu halten.

10. Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 7, 8 oder 9, wonach das Paar der Kontakte (23, 24) in der einen Stellung geöffnet und in der anderen Stellung geschlossen ist.

11. Elektromagnetischer Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das wenigstens eine Paar der Kontakte (23, 24) einen bewegbaren (24) und einen feststehenden (23) Kontakt aufweist, wobei der feststehende Kontakt an der Einlaßöffnung (46) einer Löschkammer (47) befestigt ist, die in dem Gehäuse aufgenommen ist, während das freie Ende (21) des zweiten Armes den bewegbaren Kontakt enthält, der in die Einlaßöffnung (46) der Löschkammer (47) bewegt werden kann.

12. Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschkammer (47) so gestaltet ist, daß sie sich von der Einlaßöffnung aus aufweitet, wobei der aufgeweitete Teil derselben Löschmittel enthält.

13. Elektromagnetischer Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußende (31) der Erregerwicklung (10) mit einem Kontakt (23) des wenigstens einen Paares der Kontakte verbunden ist und daß das andere Anschlußende der Erregerwicklung (10) zusammen mit dem anderen Kontakt (24) die Anschlußstellen (26, 29) des Schalters bildet.

14. Elektromagnetischer Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter wenigstens eine strombegrenzende Komponente (53) enthält, deren Anschlußenden (51, 54) mit den jeweiligen Kontakten (23, 24) des wenigstens einen Paares der Kontakte verbunden sind.

15. Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine strombegrenzende Komponente (53) aus einer Reaktanzwicklung besteht.

16. Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine strombegrenzende Komponente (53) aus einem Widerstand besteht.

17. Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand aus einem schraubenförmig gewundenen Widerstandsdraht besteht und in einem in dem Gehäuse ausgebildeten länglichen Raum (52) gelegen ist.

18. Elektromagnetischer Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Arm (16) mit einer betätigbaren Verriegelungseinrichtung (33, 34) ausgestattet ist, um das Paar der Kontakte (23, 24) in einer bestimmten Stellung zu halten.