DE1690012B2 - Elektrischer Schnappschalter - Google Patents

Description

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Die Verwendung von Schnappschaltern kann mehrere Ursachen zum Anlaß haben. So kann es beispielsweise notwendig sein, die Betätigung der Kontakteinrichtung unabhängig von einer individuellen, d. h. zeitlich mehr oder weniger unkontrollierbaren Betätigungsdauer von Hand oder auch mittels einer motorischen Antriebskraft unabhängig zu machen. Beispielsweise kann es verlangt sein, daß vom Beginn der manuellen Betätigung bzw. vom Beginn eines eine motorische Antriebskraft auslösenden Signais eine ganz bestimmte festgesetzte Zeit bis zur vollendeten Betätigung der Kontakteinrichtung verstreicht, ohne daß die Geschwindigkeit der Betätigung selbst einen Einfluß auf diese Zeitdauer Bei alledem ist es wichtig, daß der Schnappmechanismus möglichst verschleißarm, geräuschlos und mit geringem Aufwand hinsichtlich seines konstruktiven Aufbaus arbeitet.

Hierzu ist es bereits bekannt, magnetisch beeinflußte Schnappmechanismen zu verwenden, bei denen die Schnappbewegung durch eine infolge magnetischer Feldverdrängung hervorgerufene Relatibcwegung von zwei Dauermagneten erzielt wird, die jeweils an einem für sich beweglich gelagerten Hebel befestigt sind, von denen einer als Betätigungsglied ausgebildet ist und der andere als Schnapphebe! die Schnappbewegung auf die Kontakteinrichtung überträgt. Derartige Schnappschalter sind Gegenstand beispielsweise der FR-PS 11 27 548 und des DT-Gbm 19 17 407.

Beiden vorgenannten bekannten Anordnungen ist gemeinsam, daß die zwei jeweils mit einem Dauermagnet ausgerüsteten Hebel des Schnappmechanismus voneinander getrennt gelagert sind, so daß die Lage dieser beiden Hebel und der an ihnen befestigten Dauermagneten zueinander sowie letzlich deren Bewegungsablauf beim Schnappvorgang mit Toleranzen behaftet is'. Dies ist jedoch äußerst unerwünscht, weil beim Zusammenwirken von Magnetfeldern wegen des hohen magnetischen Widerslands von Luft bekanntlich bereits relativ sehr kleine Toleranzen im Arbeitsluftspalt eines magnetischen Kreises größten Einfluß haben. Auch arbeiten die bekannten Anordnungen mit lufioffenen Kontakten, wobei die Kontakteinrichtung nach der FR-PS 11 27 548 als Flüssigkeitsschalter und die nach dem DT-Gbm 19 17 407 als Kontaktfedersatz konventioneller Bauweise ausgebildet sind. Neuerdings finden jedoch zunehmend gekapselte und normalerweise mit inertem Gas gefüllte Kontakteinrichtungen Verwendung, weil deren Lebensdauer erheblich langer und ihr Schaltverhalten wegen der Verhinderung von Verschmutzung der Kontaktstellen exakter ist.

Die vorliegende Erfindung geht wegen der bereits erwähnten Vorteile magnetisch beeinflußbarer Schnappschalter gegenüber solchen mit rein mechanischem Schnappmechanismus von dem erwähnten Stand der Technik aus und stellt es sich zur Aufgabe, einen elektrischen Schnappschalter zu schaffen, der bezüglich der Funktion seines magnetischen Schnappmechanismus weitestgehend frei von Toleranzen und damit konstant und exakt in seiner Arbeitsweise ist, einen einfachen und deshalb insgesamt billigen konstruktiven Aufbau besitzt und der außerdem für die Betätigung moderner, gasdicht gekapselter und deshalb von außen mechanisch nicht unmittelbar beeinflußbarer Kontakteinrichtungen geeignet ist.

Gelöst wird die vorerwähnte Aufgabe dadurch, daß der Schnappschalter einpn der Befestigung der Kontakteinrichtung und vorzugsweise gleichzeitig der Befestigung des gesamten Schnappschalter selbst dienen-

den Träger besitzt, an dem die beiden Hebel über eine gemeinsame V/eile drehbar so gelagert sind, daß sie in der Ruhestellung des Schalters zusammen einen durch zwei verstellbare Anschläge begrenzten spitzen Winkel bilden und die beiden Dauermagneten bei ihrer ReIalivbewegung innerhalb der Anschläge knapp aneinander vorbeigeführt werden und daß die Betätigung der Kontakieinrichtung durch einen bewegungsmäßig mit dem Schnapphebel verbundenen dritten Dauermagnet erfolgt.

Durch diese Ausbildung bleiben die bereits geschilderten Vorteile von Schnappschaltern mit magnetisch gesteuertem Schnappmechanismus der bereits bckannlen Art erhalten. So arbeitet einmal der Schnappmechanismus praktisch verschlcißfrei. Darüber hinaus gewähl leisten sein außerordentlich einfacher Aufbau und die Beschränkung auf nur wenige, praktisch keiner Abnützung unterworfene Einzelteile ein störungsfreies Arbeiten auch über lange Betriebsdauer hinweg. Weiterhin erlaubt die magnetische, von der Trägheit bewegter Mechanik entbundene Arbeitsweise mittels Feldverdrängung eine bei rein mechanischen Sehnappmechanismus nicht erreichbare .Schalthäufigkeit. Als besonderer und neuer Vorteil kommt hinzu, daß der Schnappmechanismus praktisch tolcran/frei arbeitet und dadurch eine zeitlich und elektrisch exakte Funktion des Schnappschalters gewährleistet isi. Als weiterer neuer Vorteil ergibt sich eine lange und zuverlässige Arbeitsweise des Schnappschalters, weil dieser eine gegen störende äußere Einflüsse abgeschirmte, gasdicht gekapselte Kontakteinrichtung besitzt.

Unter Verwendung einer in der Praxis bereits seit langem bewährten Kontakteinrichtung ergibt sich ein besonders zweckdienliches Ausführungsbeispiel der Erfindung, wenn die Kontakteinrichtung mit einem magnetisierbaren Stiftkern ausgerüstet und der diine Dauermagnet als radial polarisiertes Ring ausgebildet ist. der am Schnapphebcl so befestigt ist. daß er der jeweiligen Endstcllung des Schnappmechanismus den Sliftkern der betätigten Kontakteinrichtung umschließt, wobei der innere Durchmesser des Dauermagnets etwas größer ist als der äußere Durchmesser des Stiftkerns. Diese Ausbildung sichert nämlich eine besonders günstige magnetische Kopplung zwischen der magnetisch betätigbaren Kontakteinrichtung ιΐηΊ dem Betätigungsdauermagnet.

Der konstruktive Aufbau des beschriebenen Schnappschalters gestattet die Auslösung des Schnappvorgangs auf verschiedene Weise. So kann der als Betätigungsglied ausgebildete Hebel einen für eine Handbetätigung zweckdienlich geformten Fortsatz haben, wodurch d<v Schnappschalter ohne aufwendige Bauteile manuell betätigt werden kann.

Andererseits kann der als Betätigungsglied ausgebildete Hebel auch durch eine motorische, vorzugsweise elektromagnetische Kraft betätigt werden, beispielsweise, indem er mit dem Anker eines Elektromagneten mechanisch verbunden ist. Eine derartige Ausbildung erlaubt eine Fernbetätigung des Schnappsehalters.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigi

F i g. I einen Schnappschalter in Draufsicht, teilweise im Schnitt,

F i g. 2 den Schnappschalter nach F i g. 1 in seitlicher Ansicht.

In diesen Figuren sind mit I und 2 zwei magnetisch betätigbare Kontakteinheiten bezeichnet, die jeweils einen in einem Gehäuse 3 und 4 gasdicht gekapselten Arbeitskoniakt, einen das Gehäuse gasdicht durchdringenden Sliftkern 5 und 6 sowie einen nicht sichtbaren Anker besitzen, welcher im Inneren des Gehäuses zusammen mit dem Ende des Stiftkerns kontaktgebend zusammenarbeitet und der dur::h eine ebenfalls nicht sichtbare Ankerrückstellfeder in Ruhelage gehalten wird. Die beiden Kontakteinheiten sind mit Abstand einander gegenüberstehend an den Schenkeln eines Prägers 7 derart befestigt, daß ihre aus den gekapselten Gehäusen ragenden Stiftkerne fluchtend einander zugekehrt sind. Über einen Bolzen 8 sind ein Betätigungshebel 9 und ein Schnapphebel 10 drehbar an dem Träger 7 befestigt. Auf dem Betätigungshebel 9 seinerseits ist ein kleiner Dauermagnet 11 in Flachform, auf dem Schnapphebel 10 hingegen ein ebenfalls flach geformier Dauermagnet 12 und ein weiterer Dauermagnet 13 in Ringform so montiert, daß beim Verschwenken des Betätigungshebels erstens die beiden flachen Dauermagneten in einer aus der F i g. 1 deutlich erkennbaren Weise aneinander vorbeigeführt und der ringförmige Dauermagnet 13 über den Sliftkern entweder der einen oder der anderen Kontakteinheit gestülp; wird. Dabei sind die beiden flachen Dauermagneten 11 und 12 über ihre flache Ausdehnung hinweg polarisiert und so angeordnet, daß sie sich mit gleichnamigen Polen gegenüberstehen. Der ringförmige Dauermagnet 13 hingegen ist in radialer Richtung polarisiert. Von diesen Dauermagneten dienen die beiden flachen Dauermagneten 11 und 12 als Schnappmechanismus, der ringförmige Dauermagnet 13 hingegen als magnetische Erregung zur Betätigung der beiden Kontak'.einheiien. Mit 14 und 15 schließlich sind in den I-" i g. 1 und 2 zwei Anschläge bezeichnet, die eine verstellbare Begrenzung für die Schwenkbarkeit der beiden Hebel bilden und vorzugsweise aus elastischem, nicht magnetisierbarem Werkstoff ausgebildet sind. Der Träger 7 isi aus magnciisierbarem Werkstoff und dient als Flußrüekführung für den vom ringförmigen Dauermagnet 13 erzeugten und über den Sliftkern und Anker der jeweils betätigten Kontakteinheit verlaufenden F.negerfluß. Darüber hinaus dieni der Träger in nicht näher dargestellter Weise auch der Befestigung des Schnappschalters an einem nicht gezeichneten weiteren Träger, beispielsweise an einem Relaisgestell.

Die Arbeitsweise des dargestellten Schnappschalteis ist folgende: Wird, ausgehend von der in F i g. 2 dargestellten Stellung des Schnappschalters, der Betätigungshebel 9 in Pfeilrichtung nach linien bewegt, so werden die beiden Dauermagneten 11 und 12 mit ihren gleichnamigen Polen einander derart genähert, daß sie sich gegenseitig abstoßen, so daß der frei bewegliche Schnapphebel 10 in der Zeichnung nach oben schnellt, der Betätigungshebel 9 hingegen auch nach beendeter Betätigung unten bleibt. Durch diese Bewegung des Schnapphebels 10 wird zuerst der Kontakt der durch den ringförmigen Dauermagneten 13 geschlossenen Kontakteinheit 2 unterbrochen und der Kontakt der Kontakteinheil 1. der als Arbeitskontaki bisher geöffnet war, geschlossen, wobei in der Umschlagzeit des Schnapphebels eine bestimmte Pause entsteht, welche in Abhängigkeit von der Einstellung der Anschläge 14 und 15 veränderbar ist. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Betätigung der beiden Koniaktcinheiten 1 Und 2 und die erwähnte Pausenzeit unabhängig ist von der Geschwindigkeit, mit welcher der Betätigungshebel 9 gesteuert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schnappschalter mit zumindest einer magnetisch betätigbaren gekapselten Kontakteinrichtung und mit einem Schnappmechanismus, dessen Schnappbewegung durch eine infolge magnetischer Feldverdrängung hervorgerufene Relativbewegung von zwei Dauermagneten erzielt wird, die jeweils an einem für sich beweglich gelagerten Hebel befestigt sind, von denen einer als Bctätigungsglied ausgebildet ist und der andere als Schnapphebel die Schnappbewegung auf die Kontakteinrichtung überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnappschalter einen der Befestigung der Kontakteinrichtung (1, 2) und vorzugsweise gleichzeitig der Befestigung des gesamten Schnappschalters selbst dienenden Träger (7) besitzt, an dem die beiden Hebel (9. 10) über eine gemeinsame Welle (8) drehbar so gelagert sind, daß sie in der Ruhestellung des Schalters zusammen einen durch zwei verstellbare Anschläge (14, 15) begrenzten spitzen Winkel bilden und die beiden Dauermagneten (11. 12) bei ihrer Relativbewegung innerhalb der Anschläge knapp aneinander vorbeigeführt werden und daß die Betätigung der Kontakteinrichtung (1, 2) durch einen bewegungsmäßig mit dem Schnapphebel (10) verbundenen dritten Dauermagnet (13) erfolgt.

2. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung (1, 2) mit einem magnetisierbaren Stiftkern (5,

6) ausgerüstet und der dritte Dauermagnet (13) als radial polarisierter Ring ausgebildet ist. der am Schnapphebcl (10) so befestigt ist, daß er in der jeweiligen Endstellung des Schnappmecha.iismus den Stiftkern (5 oder 6) der betätigten Konlakleinrichtung (1 oder 2) umschließt, wobei der innere Durchmesser des Dauermagnets (13) etwas größer ist als der äußere Durchmesser des Stiftkerns (5,6).

3. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der als Betätigungsglied ausgebildete Hebel (9) einen für eine Handbetätigung zweckdienlich geformten Fortsatz hat.

4. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Betätigungsglied ausgebildete Hebel (9) durch eine motorische, vorzugsweise elektromagnetische Kraft betätigt wird, beispielsweise indem er mit dem Anker eines Elektromagneten mechanisch verbunden ist.

hat. In einem anderen Betriebsfalle kann auch gefordert sein, daß mehrere Kontakle in einer ganz bestimmten zeitlichen" Reihenfolge nacheinander betätigt werden, was bei motorischer Betätigung nur unter einigem Aufwand an mechanischen Steuermittel durchführbar ist und bei Handbetätigung praktisch überhaupt nicht gewährleistet werden kann. So kann beispielsweise verlangt sein, daß ein Ruhekontaki vor einem Arbeitskontakt öffnet und die dazwischenliegende Pausenzeit einen ganz bestimmten Wert hat. wie dies beispielsweise in Schaltungsanordnungen von Fernmelde- insbesondere Fernsprechanlagen der Fall