DE652996C - Kombinierter verzoegerter UEberstrom- und unverzoegerter Kurzschlussausloeser - Google Patents

Description

Es ist bekannt, bei Schaltern aus Ersparnisgründen den thermisch verzögerten Überstroinauslöser und den ünverzögerten magnetischen Kurzschlußauslöser durch kombinierte Auslösevorrichtungen zu ersetzen, bei denen ein und derselbe stromdurchflossene Zweimetallstreifen die Auslösung des Schalters dadurch herbeiführt, daß er sowohl bei Überstrom als auch bei Kurzschluß einen, verklinkten Kraftspeicher freigibt, der seinerseits das Schalter schloß entklinkt. Dabei führt der Zweimetallstreifen seine Bewegung bei Überstrom infolge seiner Wärmeausbiegung aus, bei Kurzschluß dagegen, weil er von einem in seiner Nähe angeordneten, gleichfalls stromdurchfLossenen, aber festen Leiter !elektrodynamisch angezogen wird.

Diese bekannten Auslösevorrichtungen haben aber eine Reihe von Nachteilen. Die elektrodynamische Anziehung tritt bekanntlich selbst bei kleiner Entfernung der beiden stromführenden Leiter erst bei sehr hohen Stromstärken auf, und auch dann sind die wirksamen Kräfte sehr gering. Es muß daher bei solas chenAnordnungen z.B. darauf verzichtet werden, die Schnellauslösung auf ein geringes Vielfaches des Nennstromes, z. B. das Dreibis Vierfache, einzustellen, wie es etwa erforderlich ist, um beim Anlassen von Schleifringmotoren bei versehentlich kurzgeschlossenem Anlasser die sofortige Auslösung herbeizuführen. Aber selbst bei wesentlich höheren Einstellungen der Schnellauslösestromstärfee treten Schwierigkeiten auf, weil die Einstellung auf verschiedene Ansprechstromstärken wegen des sehr kleinen Leiterabstandes schwierig ist, und endlich, weil die beim Ansprechen frei werdenden Kräfte nur bei sehr hohen Kurzschlußströmen die nötige Auslösesicherheit bieten. Aus letzteren Gründen ist es erforderlich, zwischen die Auslösevorrichtung und den die Auslösung des Schalters bewirkenden Kraftspeicher Übersetzungshebel !einzuschalten, die den Aufbau verwikfcelt machen, verteuern und zu Störungen infolge von Verschmutzung, erhöhter Reibung usw. Anlaß geben können.

Diese Mängel hat man dadurch zu beheben versucht, daß man den Zweimetallstreifen mit einem Weicheisenkern versah, der von der Heizwicklung des Zweimetallstreifens als Erregerwicklung mit umschlungen war. Der so* gebildete Elektromagnet wurde im Kurzschlußfalle von einem festen Eisenanker angezogen, so daß der mitbewegte Zweimetallstreifen das Schalterschloß entklinkte. Man hat diese Anordnung· noch weiter zu vereinfachen versucht, indem man den Zweimetall-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben -worden:

Paul Bannier in Eichwalde b. Berlin und Wilhelm Herden

Berlin-Hermsdorf.

streifen mit einer . ferromagnetische!! Komponente auswählte und nun selbst als Magnet kern benutzte. Aber auch diese Anordnungen befriedigten nicht, weil sie eine indirekte Bimetallbebeizung durch eine isolierte Heizwicklung erforderten, die zugleich als Magnetwicklung ^diente. Ferner mußte die Wicklung wegen der ungünstigen magnetischen Verhältnisse des Zweimetalls verhältnismäßig viele

ίο Windungen haben. Das aber behinderte die leichte Formveränderlichkeit des Zweimetallkernes und ergab wegen der hohen Temperaturen Isolationsschwierigkeiten und einen zu empfindlichen und teuren Aufbau.

Die Erfindung betrifft daher einen kombinierten verzögerten Überstrom- und unverzögerten Kurzsehlußauslöser in Form eines das Schalter schloß über einen Kraftspeicher steuernden, vom Betriebsstrom beheizten Zweimetallstreifens, der bei Überstrom infolge seiner Erwärmungskrümmung, bei Kurzschluß dagegen infolge der Bewegung eines an ihm befestigten μηά von seinem Heizstrom erregten Magnets gegen dessen festen Anker von dem Kraftspeicherverklinkungsglied abgleitet, bei dem die geschilderten Schwierigkeiten und Mangel dadurch beseitigt sind, daß der feste Anker quer verschieblich zur Bewegungsrichtung, des U-förmigen Magnets angeordnet ist und dieser von dem Zweimetallstreifen als Erregerwicklung rechtwinklig durchsetzt ist. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Verlaufe der Beschreibung erörtert werden.

Die Zeichnung zeigt in perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel. Auf der der Einfachheit halber nicht gezeichneten Grundplatte eines mehrpoligen Motorschutzschalters sind die Stromzuführungsschiene 1 und der Z-förmige Bügel 2 befestigt. Am oberen Ende des Bügels 2 ist der Zweimetallstreifen 7, 9 angenietet. , Sein unteres freies Ende steht auf der Zylindermutter 11, die auf der Schraube 10 zwecks Einstellung der thermisehen Auslösegrenzstromstärke durch Drehung in der Achsrichtung verschiebbar ist. Die Schraube 10 ist in dem Isolierklotz 13.befestigt, der mit der Auslösewelle 12 mit einem gewissen Leergang über den in der Auslösewelle 12 befestigten Stift 14 gekuppelt ist. Unter , dem Zug einer Feder sucht sich der Kraftspeicherarm 11, io, 13 im Uhrzeiger-' sinne zu drehen, wird jedoch durch den Zweimetallstreifen 7,9 daran gehindert. Etwa in der Mitte des Zweimetallstreifens ist ein U-förmiger Magnet 6 und ein bewegliches. Stromleitungsband 8 befestigt. Am Bügel 2 ist in einem Führungsschlitz 3 verschiebbar der Anker 5 angeordnet, der vorteilhaft zur Verstärkung der Zugwirkung von einer mit dem Zweimetallstreifen in Reihe geschalteten Wicklung 4 umschlungen sein kann, die etwa aus je einer Windimg pro'Schenkel besteht. Der Strom durchfließt dann der Reihe nach die Zuführungsschiene 1, die Wicklung 4, den Bügel 2, den oberen Teil 7 des Zweimetallstreifens und wird durch das Band 8 dem Schalter zugeführt.

Wird durch Überstrom die Auslösegrenztemperatur überschritten, so· gleitet das untere Ende 9 des Zweimetallstreifens nach links von der Mutter 11 ab, das Kraftspeicherverriegelungsglied.il, 10, 13 dreht sich im Uhrzeigersinne und nimmt nach Zurücklegung eines gewissen Leerganges über den in der Auslösewelle befestigten Stift 14 die Auslösewelle 12 mit. Diese .entklinkt dann das Schloß des Schalters.

Bei Kurzschluß zieht der feste Anker 5 den beweglichen Magnet 6 an und bringt dadurch den Zweimetallstreifen 9 zum Abgleiten von der Mutter 11. Die Polflächen der Magnete sind in an sich bekannter Weise abgeschrägt, um bei gegebenem Luftspalt die Austrittsfläche für die Kraftlinien zu vergrößern. Dadurch wird auch die Zugkraft weniger empfindlich gegen kleine Änderung der Luftspaltgröße, das heißt aber, die Ansprechgenauigkeit der magnetischen Kurzschlußauslösung wird Unabhängig von dem Wärmezustand des Zweimetallstreifens bzw. seiner Vorbelastung gemacht. Wird der Anker 5 in dem Schlitz 3 nach oben geschoben, so erhöht sich die Ansprechstromstärke entsprechend. Es ist mit dieser Einrichtung leicht möglich, einen Schnellauslösebereich vom Zweifachen bis zum Zehn- oder noch höheren Vielfachen des Nennstromes, zu überdecken, also allen Anforderungen gerecht zu werden, die an Motorschutzschalter mit Rücksicht auf die Verwendung sowohl für Kurzschluß- 'und Doppelnutmotoren als auch für Schleifringmotoren gestellt werden. Dabei ist es nicht wie bei anderen bekannten Einrichtungen erforderlich, zur Deckung 'dieses großen Einstellberieiches Federn oder andere Teile auszuwechseln. An dem Schlitz 3 wird zweckmäßigerweise eine Skala angebracht.

Die Polflächen von Magnet 6 und Anker 5 können in an sich bekannter Weise als Kontakte ausgebildet sein, um den stromdurchflosisenen Teil 7 des Zweimetallstreifens kurzzuschließen und dadurch vor Überhitzung durch hohe Kurzsdhlußströme zu schützen.

Selbstverständlich ist es nicht notwendig, daß der Zweimetallstreifen 7 direkt beheizt ist. Die erfindungsgemäße Anordnung ist auch bei indirekter Beheizung wirksam. Desgleichen ist es nicht notwendig, daß die Auslösevorrichtung vom gesamten Betriebsstrom durchflossen wird; sie kann auch in den , Nebenschluß zum Hauptstrom gelegt werden.

Im übrigein stellt die beschriebene Anordnung nur ein Beispiel dar. Der Erfindungsgedanke kann mit sinngemäßen Abänderungen für andere Verhältnisse abgewandelt werden.

Die Auslöse Vorrichtung nach der Erfindung hat also folgende Vorteile: Mit dem an sich bekannten Vorteil der Auslösung durch einen von einem Kraftspeicherglied abgleitenden Bimetallstreifen, nämlich sehr genauem und störungsfreiem Arbeiten trotz Verwendung verhältnismäßig dünner Bimetallstreifen von geringem Eigenverbrauch, vereinigt die Anordnung nach der Erfindung eine sehr genau arbeitende Schnellauslösung, die trotz geringer Amperewindungszahl bereits bei geringem Vielfachen des Niennstromes mit Sicherheit auslöst, da die zum Auslösen erforderliche Kraft nur die geringen Reibungskräfte zwischen Zweimetallstreifen und Kraftspeicherverklinkungsglied und die Rückzugskraft des schwachen Zweimetallstreifens zu überwinden hat und nur kleine Wege vom beweglichen Magnet zurückzulegen sind. Ferner ist die Schnellauslösestromstärke durch einfaches Verschieben des Ankers 5 auf fast beliebig hohe Werte genau und leicht einstellbar. Der Aufbau ist, verglichen mit anderen Schnellauslösern gleicher Empfindlichkeit und gleichen Einstellbereiches, überraschend einfach, gedrängt und kostensparend. Durch Ausbildung des Kraftspeichersperrgliedes als Zylindermutter werden die Reibungskräfte vermindert und genau definiert, da die Bewegung des Zweimetallstreifens sich, immer nur auf einer Mantellinie vollzieht. Die gewählte Form gestattet nämlich, vorzugsweise blankgezogenes Rundmaterial für die Muttern zu verwenden. Das hat den Vorteil, daß ohne weitere Bearbeitung die Oberfläche der Muttern praktisch rillenfrei ist, jedenfalls ohne Rillen, die quer zur Gleitrichtung des Zweimetallstreifens verlaufen und die bekanntlich in dieser Anordnung die Genauigkeit des Ansprechens außerordentlich beeinträchtigen. Gegebenenfalls kann man sogar eine höchste Ansprechgenauigkeit durch Polieren der Mutteroberfläche erzielen, was in einfachster Weise zu erreichen ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kombinierter verzögerter Überstrom- und unverzögerter Kurzschlußauslöser in Form eines das Schalter schloß über einen Kraftspeicher steuernden, vom Betriebsstnom beheiztem Zwieimetallstreifens, der bei Überstrom infolge seiner Erwärmungskrümmung, bei Kurzschluß dagegen infolge der Bewegung eines an ihm befestigten und von seinem Heizstrom erregten Magnets gegen dessen festen Anker von dem Kraftspeicherverklinkungsglied abgleitet, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Anker (5) quer verschieblich zur Bewegungsrichtung des U-förmigen Magnets (6) angeordnet und dieser von dem Zweimetallstreifen (7) als Erregerwicklung rechtwinklig durchsetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch .gekennzeichnet, daß die einander parallelen Polflächen des Magnets (6) und des Ankers (5) abgeschrägt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflächen von Magnet (6) und Anker (5) als Kurzschlußkontakte für die Überbrückung das Heizstromes des Zweimetallstreifens ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Anker (5) gleichfalls vom Betriebsstrom erregt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurqh gekennzeichnet, daß das Kraftspeicherverklinkungsglied (11) aus einer einstellbaren, vorzugsweise aus blankgezogenem Stangenmaterial hergestellten Zylindermutter besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 bei mehrpoligen Schaltern, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Auslöser ein g₀ Kraftspeicherarm (11, 10, 13) zugeordnet ist, die auf einer gemeinsamen Auslösewelle (12) unabhängig voneinander derart •drehbar gelagert sind, daß jeder für sich nach Freigabe durch seinen Auslöser nach einem gewissen Leergang (13, 14) durch Mitnahme der Auslösewelle (12) den Schalter auslöst.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen