NL8902691A

NL8902691A - Stuurinrichting voor een elektrische schakelaar.

Info

Publication number: NL8902691A
Application number: NL8902691A
Authority: NL
Original assignee: Holec Syst & Componenten
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1991-05-16
Also published as: DE69016164D1; NO904709D0; DK0426254T3; US5166653A; ZA908688B; AU6562890A; FI96253B; EP0426254A1; AU624029B2; DE69016164T2; JP2647740B2; ES2066112T3; NO180738B; NO904709L; PT95762A; JPH03263728A; FI905352A0; NO180738C; GR3015646T3; ATE117461T1

Description

Stuurinrichting voor een elektrische schakelaar.

De uitvinding heeft betrekking op een stuurinrichting voor een elektrische schakelaar, omvattende een juk van magnetisch materiaal, een ten opzichte van het juk vast opgestelde permanente magneet en een beweegbaar ondersteund anker van magnetisch materiaal, zodanig onderling gerangschikt dat het anker, de permanente magneet en het juk een eerste magneetketen vormen, waarbij het anker onder invloed van het magnetische veld van de permanente magneet een eerste positie kan innemen, verder omvattende althans één magneetwikkeling en veermiddelen voor het naar een tweede positie doen verplaatsen van het anker in reactie op het magnetische veld opgewekt door een tijdens bedrijf in de althans ene magneetwikkeling vloeiende elektrische stroom, bij het overschrijden van een vooraf ingestelde grenswaarde, waarbij voor het instellen van de grenswaarde een tweede magneetketen in de vorm van met het juk en de permanente magneet samenwerkende shuntmiddelen van magnetisch materiaal zijn verschaft, voor het door nevensluiting beïnvloeden van het magnetische veld in de eerste magneetketen.

Een stuurinrichting van deze soort, geschikt voor het langs elektrische weg activeren van het schakelmechanisme van schakelaars is op zich bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3·693·122.

In de niet-geactiveerde bedrijfstoestand wordt het anker onder invloed van de permanente magneet, tegen de krachtwerking van de veermiddelen in, in de eerste positie gehouden, waarbij de door de stuurinrichting te bedienen schakelaar in geleidende toestand kan verkeren. Door het met een elektrische stroom bekrachtigen van de althans ene magneetwikkeling kan het, op het anker werkende magnetische veld van de permanente magneet dusdanig worden beïnvloed, dat het anker onder invloed van de veermiddelen naar zijn tweede positie wordt verplaatst, voor het in niet-geleidende toestand brengen van de betreffende schakelaar. In de praktijk zal dit bijvoorbeeld het geval kunnen zijn bij het optreden van aardfoutstromen of wanneer een te bewaken stroom in een elektrische installatie een voorafbepaalde maximale waarde overschrijdt.

Voor het detecteren van deze situaties kunnen afzonderlijke middelen, bijvoorbeeld een voor dit doel ontworpen elektronische schakeling, worden ingezet, met behulp waarvan tevens de althans ene magneetwikkeling kan worden bekrachtigd voor het in de tweede positie doen brengen van het anker. Een stuurinrichting uitgerust met een dergelijke elektronische schakeling is bijvoorbeeld geopenbaard in het

Amerikaanse octrooischrift 4.731*692. ^

Wanneer toepassing van een afzonderlijke elektronische schakeling en/of bekrachtigingsketen voor de althans ene magneetwikkeling uit bijvoorbeeld kostentechnisch oogpunt of vanwege een grotere kans op storingen niet gewenst is, kan een te bewaken stroom of een afgeleide waarde hiervan uiteraard ook direct door de althans ene magneetwikkeling van de stuurinrichting worden geleid.

Als gevolg van mechanische toleranties in de veermiddelen en de afmetingen van bijvoorbeeld het juk, het ondersteuningslichaam voor het anker en dergelijke waardoor ongewenste luchtspleten en magnetische lekvelden in de eerste magneetketen kunnen ontstaan, en door toleranties van de magnetische veldsterkte van de permanente magneet wordt de grenswaarde, waarboven de stuurinrichting reageert, beïnvloed. Aan de uitvinding ligt nu in eerste instantie de opgave ten grondslag om deze grenswaarde nauwkeurig te kunnen vastleggen.

Voor het instellen van de grenswaarde kunnen met voordeel de magnetische shuntmiddelen worden toegepast, voor het door magnetische nevensluiting beïnvloeden van de op het anker werkende magnetische veldsterkte van de permanente magneet.

Naast een gewenste beïnvloeding van het magnetische veld in de eerste magneetketen veroorzaken deze shuntmiddelen echter ook ongewenste lekvelden welke de beoogde nauwkeurigheid van de ingestelde grenswaarde van de betreffende stuurinrichting zelf nadelig kunnen beïnvloeden. Ook kan de instelling van aangrenzend gemonteerde stuurinrichtingen, bijvoorbeeld bij een driefasen-installatie, of andere voor magnetische velden gevoelige elektrische inrichtingen worden beïnvloed.

Het toepassen van afschermmiddelen tegen deze ongewenste lekvelden, bijvoorbeeld in de vorm van een metalen behuizing of metalen schermen, zal in de praktijk vaak een verhoging van de totale kosten van de stuurinrichting c.q. een schakelaar voorzien van een dergelijke stuurinrichting met zich meebrengen. In de praktijk is het voorts niet altijd mogelijk om dergelijke afschermmiddelen toe te passen, bijvoorbeeld als gevolg van de constructie van de stuurinrichting, maar ook in situaties waarin uit veiligheidsoverwegingen geen metalen behuizingen zijn toegestaan.

De ongewenste magnetische lekvelden in de stuurinrichting van de in de aanhef genoemde soort, veroorzaakt door de shuntmiddelen, worden volgens de uitvinding daardoor gereduceerd, dat de magnetisch werkzame afmetingen van de shuntmiddelen nabij het met het juk samenwerkende gedeelte hiervan kleiner zijn dan nabij het met de permanente magneet samenwerkende gedeelte.

Gebleken is namelijk, dat het zich buiten het poolvlak van de permanente magneet uitstrekkende gedeelte van de shuntmiddelen de grootste bijdrage levert aan de ongewenste magnetische lekvelden. Door het reduceren van de magnetisch werkzame afmetingen van dit gedeelte van de shuntmiddelen wordt enerzijds een grotere fysieke afstand tot die delen van het juk en de omgeving bereikt waarmee geen magnetische samenwerking wordt beoogd, en als gevolg van de hierdoor bereikte grotere magnetische weerstand een kleinere magnetische lekflux tussen deze delen en de shuntmiddelen, en kan anderzijds een zekere mate van veldsturing worden bereikt tussen de shuntmiddelen en de delen van het juk welke tot de tweede magneetketen behoren.

Uit het genoemde Amerikaanse octrooischrift 3*693*122 is een uitvoeringsvorm van een stuurinrichting bekend, waarbij het juk althans twee onder een hoek op elkaar staande benen omvat, nabij het vrije uiteinde van een been waarvan de permanente magneet is gelegen, waarbij de shuntmiddelen in hoofdzaak de vorm van een vlakke plaat hebben, welke shuntplaat met zijn ene oppervlak gedeeltelijk tegenover een poolvlak van de permanente magneet en met zijn andere oppervlak gedeeltelijk tegenover het anker is opgesteld, en waarbij een ander gedeelte van de shuntplaat op afstand van en onder een hoek met een verder been van het juk is opgesteld.

De in hoofdzaak toegepaste rechthoekvorm van de bekende shuntplaat is ongewenst voor wat betreft het optreden van magnetische lekvelden naar de omgeving van de stuurinrichting en bij toepassing van relatief platte permanente magneten, omdat er dan een relatief groot magnetisch lekveld ontstaat tussen de shuntplaat en het been van het juk waarop de permanente magneet is aangebracht.

Gebaseerd op de uitvindingsgedachte wordt in een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding het ongewenste lekveld daardoor gereduceerd, dat de shuntplaat dusdanig is gedimensioneerd dat het ene, tegenover het poolvlak van de permanente magneet gelegen gedeelte zich zoveel mogelijk binnen de omtreksgrens van het betreffende poolvlak uitstrekt, en dat het zich in de richting naar het genoemde verdere been uitstrekkende andere gedeelte van de shuntplaat een in de richting naar het betreffende been in oppervlak afnemende vorm heeft.

In deze uitvoeringsvorm van de uitvinding zal het tegenover het poolvlak van de permanente magneet gelegen ene gedeelte van de shuntplaat nagenoeg geen bijdrage leveren tot de lekflux, terwijl het buiten het poolvlak van de permanente magneet uitstekende andere gedeelte van de shuntplaat door zijn afnemend oppervlak een geringere bijdrage aan de lekflux geeft dan het overeenkomstige gedeelte van de bekende rechthoekige shuntplaat, waarbij de in de richting naar het betreffende been van het juk in oppervlak afnemende vorm tevens een bepaalde mate van magnetische veldsturing in de richting naar dit been teweegbrengt.

Gebleken is dat, wanneer het oppervlak van het zich in de richting naar het genoemde andere been van het juk uitstrekkende andere gedeelte van de shuntplaat minder dan de helft bedraagt van het oppervlak van het tegenover het betreffende poolvlak van de permanente magneet gelegen ene gedeelte van de shuntplaat volgens de uitvinding, een zo optimaal mogelijke shuntwerking, met aanvaardbare, geringe lekvelden wordt verkregen.

In de voorkeursuitvoeringsvorm van de stuurinrichting volgens de uitvinding, waarbij de permanente magneet cylindrisch van vorm is met schijfvormige poolvlakken, heeft het tegenover het betreffende poolvlak van de permanente magneet gelegen gedeelte van de shuntplaat een eveneens schijfvormig oppervlak, waarvan de diameter gelijk is aan of kleiner is dan de diameter van het betreffende poolvlak en is het naar het verdere been van het juk uitstrekkende andere gedeelte van de shuntplaat symmetrisch taps toelopend gevormd. Het magnetisch effectieve oppervlak van dit gedeelte bedraagt bij voorkeur circa 20 tot 50# van het tegenover het poolvlak van de permanente magneet gelegen gedeelte van de shuntplaat.

Het reduceren van het magnetisch werkzame oppervlak van de shuntplaat heeft verder als bijkomend voordeel dat, in bijvoorbeeld stuurinrichtingen waarbij de te bewaken stroom of een gedeelte hieraan direct door de althans ene magneetwikkeling vloeit, demagnetisering van de permanente magneet als gevolg van een hoge stroompiek of dergelijke nagenoeg is uitgesloten. De relatief geringe hoeveelheid magnetisch materiaal van de shuntplaat zal dan namelijk snel in verzadiging geraken, waardoor een nevensluiting met geringe magnetische weerstand ontstaat.

De shuntplaat kan zowel vast als instelbaar worden uitgevoerd, maar ook deel uitmaken van het juk.

Voor het, bijvoorbeeld met een vast opgestelde shuntplaat, nauwkeurig instellen van de grenswaarde van het magnetische veld in de eerste magneetketen c.q. de stroom door de althans ene magneetwikkeling is het voorts van belang dat er geen extra magnetische weerstand in de ketens wordt toegevoegd in de vorm van luchtspleten en dergelijke. Naast een beïnvloeding van het totale magnetische veld in de betreffende magneetketen en bijgevolg de kracht welke op het anker wordt uitgeoefend, kunnen op plaatsen met verhoogde magnetische weerstand lekvelden ontstaan welke op ongewenste wijze de werking en nauwkeurigheid van de stuurinrichting en eventueel aangrenzend gelegen andere inrichtingen kunnen beïnvloeden.

Bij de uit US-A-3693·122 bekende stuurinrichting, waarbij het anker langwerpig van vorm is en het juk althans twee, zo veel mogelijk evenwijdige en op afstand van elkaar gelegen, benen omvat tussen welke benen zich een kokervormig ondersteuningslichaam uitstrekt voor het beweegbaar ondersteunen van het anker en waarbij althans één van de benen van een doorvoeropening is voorzien, door welke het anker kan worden verplaatst, doet zich het probleem voor dat het anker c.q. het kokervormig ondersteuningslichaam hiervan, en de genoemde doorvoeropening in een been van het juk qua afmetingen nauwkeurig aan elkaar aangepast dienen te zijn en na assemblage nauwkeurig op elkaar uitgelijnd moeten zijn om ongewenste luchtspleten en dergelijke, welke een nauwkeurige instelling van de genoemde grenswaarde nadelig beïnvloeden, te voorkomen.

Een oplossing voor dit probleem, teneinde het nauwkeurig vastleggen van de grenswaarde overeenkomstig de doelstelling van de uitvinding te optimaliseren, wordt volgens een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding daardoor verschaft, dat tussen het betreffende been ter plaatse van de doorvoeropening en het hierop aansluitende einde van het ondersteuningslichaam een bus van magnetisch materiaal is aangebracht.

De bus vormt een verlengstuk van de kokervormige opening van het ondersteuningslichaam, waarbij de inwendige afmetingen van de bus nauwkeurig zijn af gestemd op de dikte van het anker, waarvan een einde via deze bus en de doorvoeropening buiten het juk kan uitsteken. De bus sluit direct aan op het betreffende been van het juk rond de doorvoeropening.

Doordat de bus zowel nauwkeurig aansluit op het anker als op het betreffende been van het juk, zal het pad van de eerste magneetketen via deze bus en het been van het juk verlopen. Dit betekent dus dat de doorvoeropening in het juk ruimer kan worden gedimensioneerd dan de dikte van het anker, hetgeen zowel produktie- als kostentechnisch gunstig is. Het direct op het betreffende been van het juk aansluiten van de bus vereist een precieze dimensionering en assemblage van het juk en het ondersteuningslichaam. In het bijzonder bij als uit één geheel opgebouwde jukken.

Om het ontstaan van een luchtspleet tussen de bus en het betref- fende been van het anker, in het geval van bijvoorbeeld ongewenste maatafwijkingen effectief te reduceren, heeft een weer verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding het kenmerk, dat de bus zich in de doorvoer-opening uitstrekt.

Een eventueel magnetisch lekveld tussen het anker en de, ruimer dan de dikte van het anker gedimensioneerde, doorvoeropening wordt hiermee eveneens effectief gereduceerd. Daarnaast biedt deze uitvoeringsvorm van de uitvinding ook de mogelijkheid tot grotere toleranties in de maatvoering van het juk en het ondersteuningslichaam, zonder nadelige invloed op de beoogde nauwkeurigheid van de grenswaarde. Het zal duidelijk zijn dat dit produktietechnisch zien voordelig is.

Een assemblage-technisch voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding waarmee het ontstaan van een luchtspleet tussen de bus en het betreffende been van het juk eveneens effectief kan worden verhinderd heeft het kenmerk, dat het betreffende been met de doorvoeropening als een afzonderlijk aan het juk te bevestigen element is uitgevoerd. Deze uitvoeringsvorm is in het bijzonder geschikt in combinatie met een bus welke zich in de doorvoeropening kan uitstrekken. Naast het voorkomen van ongewilde magnetische weerstand in de magneetketen kan de bus ook voor het op gecontroleerde wijze in de magneetketen toevoegen van magnetische weerstand voor het beïnvloeden van de grenswaarde worden toegepast. Een uitvoeringsvorm van de stuurinrichting volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de bus van magnetisch materiaal met van het materiaal van het anker en het juk afwijkende magnetische eigenschappen is vervaardigd.

Naast de bovengenoemde maatregelen wordt in een uitvoeringsvorm van de stuurinrichting volgens de uitvinding, waarbij het anker langwerpig van vorm is en met een uiteinde tegenover het genoemde andere oppervlak van het ene gedeelte van de shuntplaat is gelegen, de tolerantie in de ingestelde grenswaarde nog verder daardoor verminderd, dat in het genoemde andere oppervlak van de shuntplaat, ter plaatse waar het anker de shuntplaat treft, een bolvormige verhoging is aangebracht, met een ten opzichte van de diameter van het anker grotere straal.

Met deze maatregel wordt de invloed van een eventuele scheefstand van het anker ten opzichte van de shuntplaat, bijvoorbeeld als gevolg van mechanische toleranties en/of een foutieve uitlijning, effectief gereduceerd omdat zelfs bij een geringe scheefstand er toch een relatief groot magnetisch contactoppervlak tussen het anker en de shuntplaat wordt bereikt, en waarbij het anker aan het genoemde uiteinde plat van vorm kan zijn. In tegenstelling tot de praktijk, waarbij het anker aan het betreffende uiteinde wordt afgerond, is het volgens de uitvinding, bijvoorbeeld door persen, van een verhoging voorzien van de shuntplaat produktietechnisch gemakkelijker en goedkoper.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een elektrische schakelaar met een behuizing voorzien van althans één contactenpaar, een veerstelsel en bedieningsmiddelen voor het onder invloed van de werking van het veerstelsel in de ene of de andere positie brengen van het althans ene contactenpaar, welke bedieningsmiddelen een stuurinrichting volgens één of meer van de voorgaande uitvoeringsvormen omvatten.

In het navolgende worden enkele uitvoeringsvormen van de stuurinrichting volgens de uitvinding beschreven, aan de hand van de tekening;

Figuur 1 toont schematisch, gedeeltelijk in doorsnede, een uitvoeringsvorm van een stuurinrichting voor toepassing in een elektrische schakelaar, zoals beschreven in de niet-voorgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage 89.00007 te name van aanvraagster.

Figuur 2 toont schematisch, in aanzicht, de in de stuurinrichting volgens figuur 1 toegepaste shuntplaat.

Figuur 3 toont schematisch, in aanzicht, een volgens de uitvinding verbeterde uitvoeringsvorm van de shuntplaat volgens figuur 2.

Figuur 4 toont schematisch, in aanzicht, de voorkeursuitvoeringsvorm van de shuntplaat overeenkomstig de uitvinding.

Figuur 5 toont schematisch, gedeeltelijk in doorsnede, een gedeelte van een uitvoeringsvorm van de stuurinrichting volgens de uitvinding.

Figuur 6 toont schematisch, gedeeltelijk in doorsnede, een gedeelte van een weer verdere uitvoeringsvorm van de stuurinrichting volgens de uitvinding.

In het navolgende zijn onderdelen met een overeenkomstige functie en/of opbouw met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid.

Figuur 1 toont een gedeeltelijk in doorsnede weergegeven zijaanzicht van een uitvoeringsvorm van een stuurinrichting voor toepassing in elektrische schakelaars, welke eerder door aanvraagster in haar niet-voorgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage 89.00007 is voorgesteld.

De stuurinrichting omvat een bij benadering S-vormig juk 1 van magnetisch materiaal, zoals weekijzer, staal en dergelijke met onderling evenwijdig gelegen benen 2, 3 en 4. Tussen de beide benen 3» ^ is een permanente magneet 5 van bijvoorbeeld ferroxdure opgesteld. De noord- en zuidpool van de permanente magneet 5 zijn respectievelijk met N en S aangeduid. In het verlengde van de magneetas van de permanente magneet 5 is een staafvormig, langwerpig anker 6 van magnetisch materiaal, zoals bijvoorbeeld weekijzer of staal met behulp van een kokervormig onder-steuningslichaam 7 beweegbaar ondersteund opgesteld. De aan elkaar grenzende benen 2, 3 van het juk 1 zijn van doorvoeropeningen 8 respectievelijk 9 voorzien, waar doorheen het anker 6 kan worden verplaatst.

Het ondersteuningslichaam 7 kan van kunststof worden vervaardigd, waarbij de benen 3. 4 van het juk 1 eveneens gedeeltelijk worden omvat, zodanig dat het ondersteuningslichaam 7 een vaste positie ten opzichte van het juk 1 inneemt. Terwille van de duidelijkheid is het gedeelte van het ondersteuningslichaam 7 dat zich tussen de benen 3, 4 van het juk 1 bevindt, in doorsnede weergegeven.

Aan het van de permanente magneet 5 afgekeerde uiteinde van het anker 6 is een kop 10 met een aanslag 11 bevestigd, tussen welke aanslag 11 en het been 2 van het juk een drukveer 12 is aangebracht, welke op het anker 6, c.q. de kop 10 hiervan, een kracht in de richting weg van de permanente magneet 5 uitoefent.

Tussen de benen 3· ^ van het juk 1 is een eerste magneetwikkeling 13 rond het anker 6 aangebracht. Omwille van de duidelijkheid is deze magneetwikkeling 13 schematisch met streep-punt-lijnen aangeduid. Tussen de benen 2, 3 van het juk 1 is een verdere magneetwikkeling 14 rond het anker 6 opgesteld, welke magneetwikkeling 14 gedeeltelijk in doorsnede is weergegeven. Duidelijkheidshalve zijn van de beide magneet-wikkelingen 13, 14 de aansluiteinden niet getoond.

Het anker 6, de permanente magneet 5 en de benen 3. 4 van het juk 1 vormen een eerste magneetketen, waarbij het anker 6 onder invloed van het magnetische veld van de permanente magneet 5 een eerste positie inneemt zoals weergegeven in de figuur.

In deze, op het zogeheten actieve principe gebaseerde stuurinrichting kan het anker naar zijn tweede positie worden verplaatst, waarbij de kop 10 verder naar buiten uitsteekt, door het met een elektrische stroom bekrachtigen van één of beide magneetwikkelingen 13, 14. Met de magneetwikkeling 13 kan het magnetische veld van de permanente magneet 5 in het anker 6 worden verzwakt, terwijl met de magneetwikkeling 14 een magnetische krachtwerking tussen het anker 6 en het been 2 van het juk 1 tot stand kan worden gebracht. Wanneer de betreffende stromen in de magneetwikkelingen 13 respectievelijk l4 een dusdanige sterkte bereiken dat de, mede onder invloed van de drukveer 12 op het anker werkende kracht in de richting weg van de permanente magneet 5 groter is dan de door de permanente magneet 5 zelf op het anker uitgeoefende kracht, zal het anker de genoemde tweede positie innemen. Deze verplaatsing van het anker kan worden aangewend voor het bedienen van het schakelmechanisme van een elektrische schakelaar, waar de stuurinrichting deel van kan uitmaken.

In de, in figuur 1 getoonde uitvoeringsvorm is verder een op het anker 6, in casu de aanslag 11, aangrijpend bimetaalelement 15 getoond. Met behulp van dit bimetaalelement 15 kan een additionele kracht op de kop 10 worden uitgeoefend voor het naar de tweede positie doen verplaatsen van het anker 6.

In de getoonde uitvoeringsvorm is tussen de permanente magneet 5 en het anker 6 een shuntplaat 16 opgesteld. De door het ondersteunings-lichaam 7 ondersteunde shuntplaat 16 strekt zich evenwijdig aan het been 4 van het juk 1 uit, dwars op de basiszijde of been 17 van het juk 1. De permanente magneet 5* de shuntplaat 16, de basiszijde 17 en het been 4 van het juk 1 vormen een tweede magneetketen, welke nevengesloten is met de eerste magneetketen waarvan het anker 6 deel uitmaakt. Door het variëren van de afstand van de shuntplaat 16 tot de basiszijde 17 van het juk 1 kan de sterkte van het magnetische veld van de permanente magneet 5 in het anker 6 worden beïnvloed. Wanneer een groter gedeelte van het magnetische veld van de permanente magneet 5 wordt nevengesloten, zal met een kleinere stroom door één of beide magneetwikkelingen 13, 14 kunnen worden volstaan voor het naar de tweede positie doen verplaatsen van het anker en omgekeerd. Middels de shuntplaat 16 kan bijgevolg de grenswaarde waarboven het anker 6 naar de tweede positie kan worden verplaatst, worden vastgelegd.

Zoals getoond in figuur 2 is de shuntplaat 16 in de stuurinrichting volgens figuur 1 als een rechthoekige plaat van magnetisch materiaal gevormd. Gebleken is echter, dat deze rechthoekvorm ongewenste lekvelden veroorzaakt, met name voor wat betreft die delen van de shuntplaat 16 welke zich buiten het poolvlak van de permanente magneet 5 uitstrekken. In figuur 1 is met pijlen 18 een gedeelte van het, als gevolg van de shuntplaat 16 optredende, lekveld aangegeven. Dit lekveld heeft op zich weer een nadelige invloed op de nauwkeurigheid van de ingestelde grenswaarde. Mede omdat de sterkte van het soort lekvelden moeilijk precies te berekenen is, waardoor een nauwkeurige correctie evenmin mogelijk is.

Figuur 3 toont een volgens de uitvinding verbeterde uitvoeringsvorm van de shuntplaat 16, waarbij de magnetisch werkzame afmetingen van de shuntplaat, nabij het met het juk samenwerkende gedeelte 19 hiervan kleiner zijn dan van het gedeelte 20 dat tegenover een poolvlak van de permanente magneet 5 is gelegen. De afmetingen van het gedeelte 20 zijn hierbij aangepast aan de afmetingen van het betreffende poolvlak van de permanente magneet, zodanig dat het gedeelte 20 zich zoveel mogelijk binnen de omtreksgrens van het betreffende poolvlak uitstrekt. De bijdrage van het gedeelte 20 aan de lekflux is als gevolg van deze maatregel verwaarloosbaar klein, terwijl ook de bijdrage van het gedeelte 19, als gevolg van het gereduceerde oppervlak hiervan, eveneens geringer zal zijii dan bij toepassing van een rechthoekige shuntplaat volgens figuur 2.

Zoals reeds in de inleiding beschreven, heeft het reduceren van de magnetisch werkzame eigenschappen van de shuntplaat mede als voordeel dat demagnétisering van de permanente magneet effectief wordt verhinderd. Het spreekt vanzelf dat ook het juk, zoals bijvoorbeeld getoond in figuur 1, daartoe geschikt kan worden gedimensioneerd. De magnetische veldsterkte als gevolg van de magneetwikkeling 14 zal zich beperken tot de magneetketen gevormd door de benen 2 en 3 en het anker 6. De permanente magneet 5 wordt hierdoor niet of verwaarloosbaar gering beïnvloed.

In de getoonde uitvoeringsvorm is uitgegaan van een cylindrische permanente magneet met een schijfvormig poolvlak. Uiteraard zijn ook andere geometrische vormen mogelijk.

Gevonden is, dat enerzijds een gewenste shuntwerking en anderzijds een zo gering mogelijk magnetisch lekveld kan worden bereikt met een shuntplaat zoals getoond in figuur 4. De afmetingen van het gedeelte 20 hiervan zijn weer aangepast aan het poolvlak van de permanente magneet 5, terwijl het gedeelte 19, dat met het juk 1 samenwerkt, een vanaf het gedeelte 20 symmetrisch taps toelopende vorm heeft. Voor toepassing in bijvoorbeeld de stuurinrichting volgens het genoemde Amerikaanse octrooischrift 3*693-122 kan de shuntplaat ook met twee, zich tegenover elkaar vanaf het gedeelte 20 uitstrekkende, delen 19 zijn voorzien. Met een magnetisch werkzaam oppervlak van het gedeelte 19 dat circa 20 a 30% bedraagt van het magnetisch werkzame oppervlak van het gedeelte 20 van de shuntplaat 16 kan een qua shuntwerking en geringe lekflux optimale situatie worden bereikt.

Met de onderbroken cirkellijn 21 is in figuur 4 een bolvormige verhoging of uitholling in het tegenover het anker gelegen oppervlak van de shuntplaat weergegeven. De straal van de bolvormige verhoging of uitholling 21 in de shuntplaat 16 is groter dan de diameter van het anker. Met deze maatregel wordt bewerkstelligd dat, zelfs een eventuele scheefstand van het anker 6 een te verwaarlozen nadelige invloed heeft op de ingestelde grenswaarde voor het naar de tweede positie doen verplaatsen van het anker 6. Het anker zelf kan aan het uiteinde 22 vlak zijn.

Figuur 5 toont, gedeeltelijk in doorsnede, een verdere uitvoeringsvorm van een stuurinrichting volgens de uitvinding, waarbij het anker en de magneetwikkeling voor de'duidelijkheid zijn weggelaten.

Het juk is hierbij opgebouwd uit twee L-vormige benen 23, 24, . welke onder tussenvoeging van de permanente magneet 5 tot een U-vormig juk zijn verenigd. De shuntplaat wordt in deze uitvoeringsvorm gevormd door het uiteinde 25 van het been 24 dat zich tegenover een poolvlak van de permanente magneet 5 en dwars op het been 23 uitstrekt. De vorm van het uiteinde 25 van het been 24 komt overeen met de shuntplaat 16 zoals getoond in figuur 4.

In deze uitvoeringsvorm van de stuurinrichting is het, omdat de shuntplaat een star onderdeel van het juk vormt, van belang, dat er als gevolg van toleranties en assemblage-fouten geen ongewilde extra magnetische weerstand in de magneetketen wordt geïntroduceerd, in de vorm van bijvoorbeeld luchtspleten, omdat hierdoor de vast ingestelde grenswaarde ongewild wordt beïnvloed. Met name is een nauwkeurige dimensionering van de doorvoeropening 9 in het been 23 van het juk noodzakelijk, aangepast aan de dikte van het anker 6. Dit is ook van toepassing op de uitvoeringsvorm 20 als getoond in figuur 1.

De uitvinding voorziet daartoe verder in een bus 26 van magnetisch materiaal welke tussen het been 23, ter plaatse van de doorvoeropening 9, en het hierop aansluitende einde van het ondersteuningslichaam J is aangebracht. De bus 26 heeft een nauwkeurig aan de dikte van het anker aangepaste doorvoeropening 27. De bus ligt verder aan tegen het been 23.

Met behulp van de bus 26 wordt een goede magnetische overgang tussen het anker en het been 23 ter plaatse van de doorvoeropening 9 bewerkstelligd. Deze doorvoeropening kan hierdoor ruimer gedimensioneerd worden dan de dikte van het anker, hetgeen zowel produktie- als kosten-technische voordelen biedt.

Om toleranties in de onderlinge afstand van de benen 23, 24 en de afmetingen van het ondersteuningslichaam 7 op te vangen, welke aanleiding kunnen geven tot ongewenste luchtspleten tussen de bus 26 en het been 23 is in figuur 6, gedeeltelijk in doorsnede, een verdere uitvoeringsvorm van een stuurinrichting volgens de uitvinding getoond, waarbij het anker en de magneetwikkeling weer omwille van de duidelijkheid zijn weggelaten.

In deze uitvoeringsvorm strekt de bus 26 zich tot in de doorvoeropening 9 van het been 28 van het juk 29 uit en zonodig daarbuiten.

Naast een produktietechnische verbetering heeft deze uitvoeringsvorm ¥ verder het voordeel dat eventuele lekvelden tussen het anker en het been 28 in de doorvoeropening 9 effectief worden gereduceerd.

Het is ook mogelijk om het been 28, zoals getoond in fig. 6, als een afzonderlijk aan het juk te bevestigen element uit te voeren, hetgeen de assemblage van de stuurinrichting vergemakkelijkt, en waarmee tevens het ontstaan van een luchtspleet tussen de bus 26 en het betreffende been van het juk kan worden ondervangen. Uiteraard kan met hetzelfde voordeel ook het been 23 in fig. 5 losneembaar zijn uitgevoerd.

Door de bus van magnetisch materiaal met geschikt gekozen magnetische eigenschappen te vervaardigen, kan het magnetische veld in de eerste magneetketen op gecontroleerde wijze worden beïnvloed, zodat ook met de bus 26 een zeer nauwkeurige instelling van de grenswaarde mogelijk wordt, waarboven het anker naar zijn tweede positie kan worden verplaatst.

Het zal duidelijk zijn dat de in het voorgaande beschreven maatregelen, gebaseerd op de uitvindingsgedachte, niet beperkt zijn tot toepassing in stuurinrichtingen zoals getoond.

Claims

1. Stuurinrichting voor een elektrische schakelaar, omvattende een juk van magnetisch materiaal, een ten opzichte van het juk vast opgestelde permanente magneet en een beweegbaar ondersteund anker van magnetisch materiaal, zodanig onderling gerangschikt dat het anker, de permanente magneet en het juk een eerste magneetketen vormen, waarbij het anker onder invloed van het magnetische veld van de permanente magneet een eerste positie kan innemen, verder omvattende althans één magneetwikkeling en veermiddelen voor het naar een tweede positie doen verplaatsen van het anker in reactie op het magnetische veld opgewekt door een tijdens bedrijf in de althans ene magneetwikkeling vloeiende elektrische stroom, bij het overschrijden van een vooraf ingestelde grenswaarde, een tweede magneetketen in de vorm van met het juk en de permanente magneet samenwerkende shuntmiddelen van magnetisch materiaal zijn verschaft, voor het door nevensluiting beïnvloeden van het magnetische veld in de eerste magneetketen, met het kenmerk, dat de magnetisch werkzame afmetingen van de shuntmiddelen nabij het met het juk samenwerkende gedeelte hiervan kleiner zijn dan nabij het met de permanente magneet samenwerkende gedeelte.

2. Stuurinrichting volgens conclusie 1, waarbij het juk althans twee onder een hoek op elkaar staande benen omvat, nabij het vrije uiteinde van een been waarvan de permanente magneet is gelegen, waarbij de shuntmiddelen in hoofdzaak de vorm van een vlakke plaat hebben, welke shuntplaat met zijn ene oppervlak gedeeltelijk tegenover een poolvlak van de permanente magneet en met zijn andere oppervlak gedeeltelijk tegenover het anker is opgesteld, en waarbij een ander gedeelte van de shuntplaat op afstand van en onder een hoek met een verder been van het juk is opgesteld, met het kenmerk, dat de shuntplaat dusdanig is gedimensioneerd dat het ene, tegenover het poolvlak van de permanente magneet gelegen gedeelte zich zoveel mogelijk binnen de omtreksgrens van het betreffende poolvlak uitstrekt, en dat het zich in de richting naar het genoemde verdere been uitstrekkende andere gedeelte van de shuntplaat een in de richting naar het betreffende been in oppervlak afnemende vorm heeft.

3. Stuurinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het genoemde andere gedeelte van de shuntplaat een vanaf het, door het poolvlak van de permanente magneet begrensde, ene gedeelte symmetrisch taps toelopende vorm heeft.

4. Stuurinrichting volgens conclusie 2 of 3. waarbij het genoemde poolvlak van de permanente magneet schijfvormig is, met het kenmerk, dat het tegenover het betreffende poolvlak gelegen gedeelte van de shunt-plaat een schijfvormig oppervlak heeft, waarvan de diameter gelijk is aan of kleiner is dan de diameter van het betreffende poolvlak.

5. Stuurinrichting volgens conclusie 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat het oppervlak van het zich in de richting naar het genoemde verdere been van het juk uitstrekkende andere gedeelte van de shuntplaat minder dan de helft bedraagt van het oppervlak van het tegenover het betreffende poolvlak van de permanente magneet gelegen ene gedeelte van de shuntplaat.

6. Stuurinrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de shuntplaat deel uitmaakt van een been van het juk.

7. Stuurinrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij het anker langwerpig van vorm is en met een uiteinde tegenover het genoemde andere oppervlak van het ene gedeelte van de shuntplaat is gelegen, met het kenmerk, dat in het genoemde andere oppervlak van de shuntplaat, ter plaatse waar het anker de shuntplaat treft, een bolvormige verhoging is aangebracht, met een ten opzichte van de diameter van het anker grotere straal.

8. Stuurinrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij het anker langwerpig van vorm is en het juk althans twee zoveel mogelijk evenwijdige en op afstand van elkaar gelegen benen omvat, tussen welke benen zich een kokervormig ondersteuningslichaam uitstrekt voor het beweegbaar ondersteunen van het anker en waarbij althans een van de benen van een doorvoeropening is voorzien door welke het anker kan worden verplaatst, met het kenmerk, dat tussen het betreffende been ter plaatse van de doorvoeropening en het hierop aansluitende einde van het ondersteuningslichaam een bus van magnetisch materiaal is aangebracht .

9· Stuurinrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de bus zich in de doorvoeropening uitstrekt.

10. Stuurinrichting volgens conclusie 8 of 9. met het kenmerk, dat het betreffende been met de doorvoeropening als een afzonderlijk aan het juk te bevestigen element is uitgevoerd.

11. Stuurinrichting volgens conclusie 8, 9 of 10, met het kenmerk, dat de bus van magnetisch materiaal met van het materiaal van het anker en het juk afwijkende magnetische eigenschappen is vervaardigd.

12. Elektrische schakelaar met een behuizing voorzien van althans één contactenpaar, een veerstelsel en bedieningsmiddelen voor het onder invloed van de werking van het veerstelsel in de ene of de andere positie brengen van het althans ene contactenpaar, welke bedienings-middelen een stuurinrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies omvatten.