DE1301181B - Magnetische Betaetigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Betätigungsvorrichtung mit einem nockenbetätigten Huborgan und Mitteln zum Erzeugen einer magnetischen Kraft.

Derartige Betätigungsvorrichtungen finden beispielsweise Verwendung zur Betätigung elektrischer oder pneumatischer bzw. hydraulischer Schalter.

Bei einer bekannten Betätigungsvorrichtung dieser Art, die beispielsweise für einen hydraulischen Schalter in Gestalt eines Schieberventils bestimmt ist, wird der Stößel des Ventils von einem Nocken in Gestalt eines Schaltstifts betätigt, von denen mehrere einstellbar zwischen zwei Führungsplatten gelagert sind. In der einen Stellung wirken die Schaltstifte beim Vorbeilaufen am Ventil auf eine Ablauframpe des Ventilstößels ein und bewirken eine Betätigung des Ventils. In ihrer zweiten Stellung laufen sie an der Auflauframpe ohne Beeinflussung derselben vorbei. Beide Stellungen der Schaltstifte sind magnetisch dadurch fixierbar, daß jeder Schaltstift einen Perma- ao nentmagneten trägt, der wahlweise an ferromagnetische Teile oder entsprechend gepolte Permanentmagnete in den Führungsplatten angelegt werden kann, so daß beide Schaltstellungen durch Magnetkraft fixiert sind.

Um hierbei die Schaltstifte von der einen in die andere Schaltstellung zu überführen, muß eine mechanische Verschiebekraft aufgebracht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mittel zum Erzeugen einer magnetischen Kraft ohne mechanische Verschiebekräfte unwirksam zu machen und das Huborgan schnell und zuverlässig in die andere Schaltstellung zu überführen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Bauart dadurch gelöst, daß das Huborgan eine Auslösewicklung zum Verkleinern oder Ausschalten der magnetischen Betätigungskraft aufweist.

Hierdurch wird es möglich, durch einen der Auslösewicklung zugeführten Impuls das beispielsweise unter Federvorspannung stehende Huborgan schnell und zuverlässig zu betätigen. Diese schnelle und zuverlässige Art der Betätigung ist beispielsweise bei der Verwendung zur Betätigung eines elektrischen Vakuumschalters vorteilhaft, weil hierdurch im Hinblick auf die Lichtbogenbildung günstigere Verhältnisse erzielt werden können.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine magnetische Betätigungsvorrichtung für einen elektrischen Vakuumschalter.

Der elektrische Vakuumschalter weist einen festen Kontakte und einen hiermit zusammenwirkenden beweglichen Kontakt 9 auf. Die Kontakte 8 und 9 sind in einer Vakuumkammer 10 angeordnet.

Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnete magnetische Betätigungsvorrichtung öffnet bzw. schließt die Kontakte 8 und 9. Die Betätigungsvorrichtung? umfaßt ein bewegliches Organ in Form So eines Gehäuses 11 aus ferromagnetischem Material mit einem ringförmigen Bauteil 11^4, in dem eine elektromagnetische Haltewicklung 12 und eine Auslösewicklung 13 untergebracht sind. Die Betätigungsmittel der magnetischen Betätigungsvorrichtung 7 umfassen einen Anker 14 und eine mit dem beweglichen Kontakt 9 verbundene Stoßstange 15. Der Anker 14 hat die Form einer flachen Platte aus ferromagnetischem Material. Das von dem beweglichen Kontakt 9 abgewandte Ende der Stoßstange 15 ist an einer Fläche 14 Λ des plattenförmigen Ankers 14 so befestigt, daß sich die Stoßstange 15 von dem Anker aus durch eine Bohrung 16 des ringförmigen Bauteils 11^4 erstreckt. Die Fläche 14 A bildet eine Fläche der Betätigungsmittel, die der unteren Fläche 115 des ringförmigen Bauteils UA benachbart ist und im wesentlichen parallel dazu verläuft. Die Stoßstange 15 ist in Lagern 17 geführt, von denen je eines an jedem Ende der Bohrung 16 vorgesehen ist, so daß sich die Stoßstange längs der Achse der Bohrung 16 gegenüber dem Gehäuse 11 bewegen kann. Das Gehäuse 11 wird durch in einem Abstand übereinander angeordnete Lager unterstützt, und zwar durch ein oberes Lager 18 und ein unteres Lager 18, die in ein äußeres Gestell bzw. einen Rahmen 19 eingebaut sind; die Lager 18 sind zweckmäßig in durch einen Abstand getrennte obere und untere querliegende Flansche 19 A des Gestells 19 eingebaut, so daß sich das Gehäuse 11 parallel zur Achse der Bohrung 16 bewegen kann. Derjenige Teil des Gehäuses 11, welcher durch das untere Lager 18 verschiebbar unterstützt wird, umfaßt eine zentrale stangenähnliche Verlängerung 20, die unterhalb des unteren Lagers 18 eine Rolle 21 trägt. Die Rolle 21 arbeitet mit einem profilierten Nocken 22 zusammen, der mit Hilfe eines Motors 23 gedreht werden kann, welcher durch das Gestell 19 unterstützt wird und es ermöglicht, das Gehäuse 11 senkrecht hin- und herzubewegen.

Die als Folgeglied wirkende Rolle 21 kann durch die Schwerkraft in Berührung mit dem Nocken 22 gehalten werden, oder man kann zur Unterstützung der Schwerkraft z. B. schwache Federn 24 zwischen dem Gehäuse 11 und dem querliegenden oberen Flansch 19 α anordnen.

Die Stoßstange 15 trägt einen Flansch 25 oberhalb der oberen Stirnfläche des Gehäuses 11, d. h. auf der von der Ankerplatte 14 abgewandten Seite des ringförmigen Bauteils 11A. Der Flansch 25 wird nach unten durch Auslösefedern 26 vorgespannt, bei denen es sich gemäß der Zeichnung um Schraubenfedern handelt, die unter Spannung zwischen dem Gestell 19 und dem Flansch 25 angeordnet sind. Auf der Oberseite des querliegenden oberen Flansches 19^4 sind Anschläge 27 angeordnet, die mit der Unterseite des Flansches 25 zusammenarbeiten, um die Abwärtsbewegung der Stoßstange 15 abzupuffern.

Nachstehend wird die Wirkungsweise der Vorrichtung beschrieben. Anfänglich sind die Kontakte 8 und 9 geöffnet, der Anker 14 befindet sich in seiner tiefsten Stellung, und die Rolle 21 nimmt zusammen mit dem Gehäuse 11 ihre höchste Stellung ein, bei der die Rolle 21 gemäß der Zeichnung durch den den größten Radius aufweisenden Teil des Nockens 22 abgestützt wird.

Der Motor 23 wird in Drehung versetzt, so daß der Nocken 22 angetrieben wird, um das Gehäuse 11 ein Arbeitsspiel mit einer hin- und hergehenden Bewegung ausführen zu lassen; hierbei kann das Gehäuse 11 unter der Wirkung der Schwerkraft oder der Federn 24 während der ersten Hubbewegung des Arbeitsspiels herabfallen. Das Gehäuse 11 fällt herab, bis seine untere Stirnfläche 11B in Berührung mit der Oberseite 14^4 des Ankers 14 kommt, und wenn die Haltewicklung 12 eingeschaltet ist, bewirkt der so erzeugte Magnetfluß, daß eine magnetische Kraft ent-

steht, durch die der Anker 14 in Berührung mit der unteren Fläche 115 des Gehäuses 11 gehalten wird.

Wird der Nocken 22 weiter gedreht, wird das Gehäuse 11 während des Rückwärtshubs des Arbeitsspiels in seine höchste Stellung gebracht; der Motor 23 wird stillgesetzt, sobald der Nocken eine vollständige Umdrehung ausgeführt hat. Nimmt man an, daß die Haltewicklung 12 eingeschaltet ist, bewegt sich der Anker 14 zusammen mit dem Gehäuse 11, so daß die Stoßstange 15 nach oben bewegt wird; hierbei werden die Federn 26 zusammengedrückt und die Kontakte 8 und 9 geschlossen.

Es stehen zwei Verfahren zur Verfügung, um den Vakuumschalter zu öffnen. Bei dem ersten Verfahren wird die Haltewicklung 12 ausgeschaltet, so daß sich der Magnetfluß verringern kann und sich die Größe der magnetischen Kraft in einem solchen Ausmaß verkleinert, daß die Kraft der Federn 26 bewirkt, daß sich der Anker 14 von der unteren Flache 11B des Gehäuses 11 weg bewegt, wobei der bewegliche Kon- ao takt 9 durch die Stoßstange nach unten in seine Öffnungsstellung gebracht wird.

Bei dem zweiten Verfahren kann die Haltewicklung 12 eingeschaltet bleiben, doch wird die Auslösewicklung 13 eingeschaltet, z. B. durch Zuführen eines Impulses, um den magnetischen Fluß von dem Anker 14 abzuleiten und so eine ausreichende Verringerung der magnetischen Kraft zu bewirken, welche die Fläche 14 A des Ankers 14 in Berührung mit dem Gehäuse 11 hält, so daß die Federn 26 wie bei dem ersten Verfahren bewirken, daß die Kontakte geöffnet werden. Da der Magnetfluß umgelenkt wird, statt beseitigt zu werden, kann man eine Auslösewicklung 13 von geringer Induktivität verwenden.

Zwar wurde der Vakuumschalter für den Fall beschrieben, daß er stehend angeordnet ist, doch sei bemerkt, daß der Schalter auch in jeder beliebigen anderen Stellung benutzt werden kann, wenn man entsprechende Federn 24 vorsieht.

An Stelle des durch einen Motor antreibbaren Nockens 22 kann man beliebige andere Mittel benutzen, um das Gehäuse 11 eine Hin- und Herbewegung ausführen zu lassen; hierbei kann es sich um elektrische, mechanische, hydraulische oder pneumatische Mittel handeln.

Wie bei Vakuumschaltern üblich, kann der feste Kontakt 8 durch Federkraft in Richtung auf den beweglichen Kontakt 9 vorgespannt und so gelagert sein, daß er eine begrenzte axiale Bewegung ausführen kann, und der bewegliche Kontakt 9 kann mit der Stoßstange 15 durch zusammendrückbare Kupplungsmittel verbunden sein, so daß sich der feste Kontakt 8 zusammen mit dem beweglichen Kontakt 9 bewegen kann, um die Feder zusammenzudrücken, die den festen Kontakt 8 gegen den beweglichen Kontakt 9 vorspannt, und die Stoßstange 15 kann gegenüber dem beweglichen Kontakt 9 bewegbar sein, um die zusammendrückbaren Kupplungsmittel zusammenzudrücken und den beweglichen Kontakt 9 in Richtung auf den festen Kontakt 8 beim anfänglichen Schließen der Kontakte 8 und 9 vorzuspannen bzw. den Kontakt 9 zu belasten. Wenn bei einer solchen Anordnung die Kontakte 8 und 9 geschlossen sind, wirken die den festen Kontakte belastende Federkraft und die durch die zusammengedrückten zusammendrückbaren Kupplungsmittel ausgeübte Kraft beide im gleichen Sinne auf die Stoßstange 15 wie die Auslösefedern 26, so daß das Bestreben besteht, die Fläche 14^4 des Ankers 14 von der Fläche 11B des Gehäuses 11 abzuheben. Es sei bemerkt, daß man auf die Verwendung der Auslösefedern 26 verzichten kann, wenn solche unter Federspannung stehenden Kontakte vorgesehen sind.

Um zu ermöglichen, eine Last von z. B. etwa 225 kg auf die Kontakte 8 und 9 aufzubringen, wenn diese geschlossen sind, muß entweder der feste Kontakt 8 federnd gelagert sein, oder der bewegliche Kontakt 9 muß mit der Stoßstange 15 in der beschriebenen Weise durch zusammendrückbare Kupplungsmittel verbunden sein, oder aber der den Nocken 22 antreibende Motor 23 muß elastisch gelagert werden.

Die Auslösefedern 26 können durch beliebige andere Mittel ersetzt werden, welche die gewünschte Kraft liefern, die auf die Betätigungsmittel in der Richtung des anfänglichen Hubs des Arbeitsspiels wirkt; diese alternativ verwendbaren Mittel können so ausgebildet sein, daß es möglich ist, die Kraft und damit auch die Öffnungsgeschwindigkeit des Schalters zu variieren; bei diesen alternativ vorgesehenen Mitteln kann es sich auch um andere mechanische Mittel oder um elektrische, hydraulische oder pneumatische Mittel handeln.

Wenn man entsprechende Verbindungsmittel vorsieht, ist es möglich, mit Hilfe eines einzigen Betätigungsmechanismus zwei oder mehr Vakuumschalter od. dgl. zu betätigen.

Wenn es nicht erforderlich ist, das an erster Stelle beschriebene Verfahren zum öffnen des Schalters anzuwenden, kann man die Haltewicklung 12 durch einen Dauermagneten als Mittel zum Erzeugen eines Magnetflusses ersetzen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Magnetische Betätigungsvorrichtung mit einem nockenbetätigten Huborgan und Mitteln zum Erzeugen einer magnetischen Kraft, dadurchgekennzeichnet, daß das Huborgan (11) eine Auslösewicklung (13) zum Verkleinern oder Ausschalten der magnetischen Betätigungskraft aufweist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen