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Schutzschalter für Motoren Schutzschalter für Motoren müssen mit einem
bei Überlastung ansprechenden Überwachungsorgan versehen sein. Kommen Einphasenmotoren
mit Hilfsphase in Frage, so muß ein solches Überwachungsorgan nicht nur in der Hauptphase,
sondern auch in der Hilfsphase vorhanden sein. Das Überwachungsorgan der Hilfsphase
muß derart ausgebildet sein, daß es bei Überlastungen der Hilfsphase diese unabhängig
von der Hauptphase abschaltet. Mit Rücksicht auf eine gute Ausnutzung der Motoren
wird von dem Schutzschalter verlangt, daß er eine festliegende Überlastungsgrenze
sehr genau einhält, d. h. bei nur geringen Überschreitungen dieser Grenze in Wirksamkeit
tritt. Diese Bedingungen können mit dem bekannten Konstruktionsprinzip für Schutzschalter,
wonach eine Verklinkung des Schaltmechanismus durch einen thermischen Auslöser ausgelöst
wird, nicht befriedigend erfüllt werden, und zwar aus folgendem Grunde: Die bei
der Verklinkung auftretende Kraft ist eine keineswegs genau definierte Größe und
von mehreren
Paktaren bei der Fertigung abhängig. Bei der Lösung
der Verklinkung durch den thermischen Auslöser bedingt aber gerade diese Kraft,
die in gleicher Größe von dem thermischen Auslöser aufgebracht «;-erden muß, den
Zeitpunkt für das Ansprechen des Schutzschalters. Dem erwähnten Prinzip haftet daher
der Mangel an. daß das Ansprechen des Schutzschalters von einer undefinierten, von
Schaltvorgang zu Schaltvorgang verschiedenen Klinkenkraft abhängig ist. Als Folge
dieser Tatsache bei diesen Geräten ist eine große Streuung der Ansprechwerte zu
heobachten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schutzschalter zu schaffen, der
die oben geschilderten Anforderungen für den Schutzschalter mit genau festgelegten
Ansprecheigenschaften erreicht. Sie betrifft einen Schutzschalter für Motoren, insbesondere
für Einphasenmotoren.
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Erfindungsgemäß ist sowohl das ÜberwacliungsGrgan der Hauptphase als
auch das der Hilfsphase oder nur das Überwachungsorgan der Hauptphase ein verklinkungsfreier
Sprungschalter, der, je nachdem, ob er in der Hauptphase oder in der Hilfsphase
liegt, durch einen von der Hauptphase oder von der Hilfsphase beheizten thermischen
Auslöser gesteuert wird. Der Sprungschalter selbst oder ein vom Sprungschalter gesteuerter
elektromagnetischer Schalter unterbricht die Hauptpliase oder die Hilfsphase.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Schutzschalter
für Einpliasenmotozen mit Hilfsphase dargestellt.
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Die Fig. i zeit den Schutzschalter, die Fig. 2 den konstruktiven Aufbau
eines in dem Schutzschalter verwendeten Sprungschalters.
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Mit a" sind die -Netzleitungen bezeichnet, die einen in der Zeichnung
nicht dargestellten Einphas°nmotor mit Hilfsphase speisen. Der Motor wird an die
beiden Hauptpliasenleitung#--n i, 2 und an die Hilfsphasenleitung 3 angeschlossen.
Er wird durch den Schutzschalter Sch überwacht. Im Innern des Schutzschalters Sch
ist die Hilfsphasenleitung 3 von der Hauptpliasenleitung 2 abgezweigt. Die Hilfsphasenleitung
enthält in der -Nähe des Motors einen nicht gezeichneten Widerstand oder Kondensator
und dient nur zum Anlaufen des Motors. Ist der Motor angelaufen, so wird die Hilfsphase
abgeschaltet. Der Schutz-Schalter Sch besitzt einen Hauptschalter Sl,, der von Hand
ein- und ausgeschaltet wird. Er ist zugleich als selbsttätiger Ausschalter ausgebildet.
Zu diesem Zweck hat er einen magnetischen Auslöser d.. Der magnetische Auslöser-.
besitzt zwei Wicklungen, von denen Hauptphasen i und -2 geschaltet ist, der die
eine. ä, in der Hauptphase -2 liegt und die andere Wicklung. 6. zwischen die beiden
Schutzschalter enthält ferner zwei Überwachungsorgane, die erfindungsgemäß von verklinkungsfreien
Sprungschaltern gebildet sind. Das eine Überwachungsorgan befindet sich in der Hauptphase
2 und das andere Überwachungsorgan in der Hilfsphase 3. Jedes Überwachungsorgan
besteht aus einem thermischen Auslöser und einem von dem thermischen Auslöser gesteuerten
eigentlichen Schalter. Bei dem in der Hauptphase 2 liegenden Sprungschalter ist
der thermische Auslöser mit 7 und der zugehörige Schalter mit 8 bezeichnet. Der
Schalter 8 schaltet den zwischen den Hauptphasen i und :2 befindlichen Hilfsstromkreis,
der die 'Magnetspule 6 enthält. Der in der Hauptphase 2 liegende Sprungschalter
ist derart ausgebildet, daß er bei N ichtansprechen des thermischen Auslösers 7
den Hilfsstromkreis 8 offen läßt. Spricht dagegen der thermische Auslöser bei IJberlastungen
an, so wird der Hilfsstromkreis geschlossen. Bei dem in der Hilfspliase3 befindlichen
Sprungschalter ist der thermische Auslöser mit g und der zugehörige Schalter mit
io bezeichnet. Der Schalter io schaltet unmittelbar die Hilfsphase 3. Der in der
Hilfsphase 3 befindliche Sprungschalter ist in der Weise ausgebildet, daß er bei
N ichtansprechen des thermischen Auslösers g den Schalter io schließt. Spricht dagegen
der thermische Auslöser an, so wird der Schalter io und damit die Hilfsphase geöffnet.
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In der Fig. 2 ist der konstruktive Aufbau des verklinkungsfreien Sprungschalters
dargestellt. Mit i i ist der thermische Auslöser bezeichnet, der aus dem Bimetallstreifen
12 und der Heizwicklung 13 besteht. Der Bimetallstreifen hat an seinem Ende einen
Winkel i-i. i j ist eine Blattfeder, die an ihrem Ende einen Schaltkontaktteil 16
trägt. Die Blattfeder 15 hat eine Federzunge 17. die zweckmäßig aus der Blattfeder
herausgeschnitten ist und in der Zähe des Schaltkontaktes i(; mit der Blattfeder
noch in 1'erhindung steht. Das Ende der Federzunge 17 greift an dem Winkel i.1 des
Bimetallstreifens 12 an. Durch den thermischen Auslöser i i wird die Federzunge
17 vorgespannt in der Weise, daß sie sich wölbt. Der Schaltkontakt 16 wirkt mit
einem Gegenkontaktteil18 zusammen. icg ist ein Anschlagteil für das Schaltorgan.
20 ist ein Halter für eine Einstellschraube 21 des Bimetallstreifens 12. Zur Einhaltung
der Abstände zwischen den Teilen des Sprungschal- ; ters sind ZwischenStüCke 22
aus Isolierstoff und Zwischenstücke 23 aus Metall vorgesehen. Das Paket wird durch
isolierte Hohlniete 24 zusammengehalten.
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Die Fig. 2 der Zeichnung zeigt insbesondere y den in der Hilfsphase
3 liegenden Sprungschalter. Spricht nicht der thermische Auslöser
i
i an, so liegt der Kontaktteil 16 an dem Gegenkontaktteil 18 an, wodurch der Stromkreis
des Schalters geschlossen ist. Der Strom verläuft vom der an dem Anschlagteil i9
befindlichen Anschlußstelle 25 über die Heizwicklung 13, den Bimetallstreifen 12,
das metallische Zwischenstück 23, die Blattfeder 15, den Schaltkontaktteil 16, den
Gegenkontaktteil 18 zu der an dem Gegenkontaktteil 18 befindlichen Anschlußstell,e
z6. Sprichst der thermische Auslöser an, so erwärmt sich der Bimetallstreifen 12
derart, daß die zwischen der Federzunge 17 und dem Winkel 14 liegende, Angriffsstelle
von der einen Seite der Blattfeder 15 auf die andere Seite wandert. Bei dieser Bewegung
der Angriffsstelle führt die Blattfeder 15 .und ihr daransitzender Schaltkontaktteil
16 eine Sprungbewegung aus, wobei sich die Kontakte öffnen und der Schaltkontaktteil
16 sich gegen den Anschlagteil i9 legt. Infolge der Stromunterbrechung kühlt sich
.der Bimetallstreifen i2 ab und. kehrt zurück. Die Federkräfte an dem Sprungschalter
sind derart bemessen, daß trotz des Rückganges des thermischen Auslösers der Schaltkontaktteil16
weiterhin an dem Anschlagteil i9 anliegt. Um den Sprungschalter einzuschalten, ist
eine mechanische Einwirkung von außen her notwendig.
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Der in der Hauptphase 2 liegende Sprungschalter isf ähnlich ausgebildet.
Seine Federkräfte sind derartig abgestimmt, daß bei Nichtansprechen des thermischen
Auslösers der Schaltkontaktteil 16 an dem Anschlagteil i9 anliegt. Spricht der thermische
Auslöser an, so bewegt sich der Schaltkontaktteil 16 sprunghaft gegen den Gegenkontaktteil
i8, wodurch der Stromkreis geschlossen wird. Hört der Strom in dem thermischen Auslöser
auf und kühlt sich dieser ab, so. bewegt sich der Schaltkontaktteil 16 sprunghaft
gegen den Anschlagteil i9 zurück.
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Da an dem Sprungschalter keine Teile vorhanden sind, die sich miteinander
verklinken, wird an ihm die schleichende Bewegung des thermischen Auslösers unter
stets gleichbleibenden Bedingungen in eine Sprungschaltung verwandelt. Der Sprungschalter
arbeitet daher äußerst exakt. Diese wertvollen Eigenschaften des Sprungschalters
werden dazu benutzt, den Stromkreis der Haupt- und Hilfsphase des Einphasenmotors
bei Überlastungen auszuschalten. Auf diese Weise werden an dem Schutzschalter die
Ansprecheigenschaften genau eingehalten.
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Der Schutzschalter gemäß der Erfindung hat folgende Wirkungsweise:
Die Fig. i zeigt den Schutzschalter bei ausgeschaltetem Motor. Der Hauptschalter
S, ist geöffnet, desgleichen sind die Schalter 8 und io der Sprungschalter geöffnet,
die in der Hauptphase 2 und in der Hilfsphase 3 liegen. Um' den Motor einzuschalten,
wird der Hauptschalter Sh von Hand eingelegt. Dadurch wird zugleich der Schalter
io des Sprungschalters der Hilfsphase 3 mechanisch geschlossen. Der Motor kann nun
anlaufen. Hat er seine betriebsmäßige Drehzahl erreicht, so, hat der während der
Anlaufzeit fließende Strom in der Hilfsphase 3 den thermischen Auslöser des in der
Hilfsphase 3 befindlichen Sprungschalters so, weit erwärmt, daß er selbsttätig anspricht.
Dies geschieht in der- Weise, daß der thermische Auslöser 9 den Schalter io der
Hilfsphase ausschaltet. Dadurch wird die Hilfsphase 3 abgeschaltet. Der Motor läuft
danach nur mit den beiden Hauptphasen i und 2 weiter. Tritt in dem Motor eine Überlastung
auf, so spricht der thermische Auslöser ;7 des in der Hauptphase 2 befindlichen
Sprungschalters an. Dadurch wird der Schalter 8 eingeschaltet und somit der Hilfsstromkreis
zwischen den Phasen i und 2 geschlossen. Die Magnetspule 6 erhält dabei eine solche
Erregung, daß der Hauptschalter S, selbsttätig ausschaltet. Die Magnetspule 5 hat
die Aufgabe, bei Kurzschlüssen in dem Motor den. Hauptschalter Sh auszuschalten.
Parallel zu dem Schalter io des in der Hilfsphase 3 liegenden Sprungschalters ist
noch eine Glimmlampe 27 angeordnet. Diese Glimmlampe leuchtet auf, wenn die Hilfsphase
3 durch den Schalter io unterbrochen worden ist. Um von fern den Schutzschalter
auszuschalten, kann ein Taster 28 vorgesehen werden, der zwischen. der Hilfsphase
i und der Magnetspule 6 angeordnet ist.
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Bei dem in der Fig. i dargestellten Schutzschalter schaltet der in
der Hilfsphase 3 befindliche Sprungschalter selbst die Hilfsphase 3 ab. Dies ist
jedoch nur möglich, wenn die Stromstärke der Hilfsphase innerhalb, der Schaltleistung
des Sprungschalters liegt. Ist die Stromstärke der Hilfsphase größer als die Leistungsfähigkeit
des. Sprungschalters, so wird der in der Hilfsphase 3 liegende Sprungschalter so
geschaltet, daß sein Schalter einen Hilfsstromkreis schaltet, der einen in der Hilfsphase
3 befindlichen elektromagnetischen Schalter steuert.
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Die Erfindung kann. auch an anderen Schutzschaltern für Motoren- angewendet
werden.