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ist eine Folge. der Verwendung von Solenoide und macht ein genaues und gleichmässiges Ansprechen des Sicherungsschalters unmöglich, so dass nicht nur Überströme tatsächlich auf den zu schützenden Teil vorübergehend gelangen können, sondern überhaupt die unbedingt notwendige Sicherheit der Einrichtung nicht gewährleistet ist.
Demgegenüber besteht nun die Erfindung in einem Schutzschalter für Mehrphasenstromnetze, bei dem für jede Phase ein vom Netzstrom durchflossener Elektromagnet angeordnet ist und durch die Einwirkung der von den Elektromagneten bewegbaren Teile auf eine allen Elektromagneten gemeinsame Schaltbrücke sowohl beim Ausbleiben des Stromes als auch bei Auftreten von Überstrom eine selbsttätige Unterbrechung des Netzstromlreises'bewirkt wird, jedoch ist für diesen Schalter die Kombination folgender Merkmale das Wesentliche :
Jeder Elektromagnet wird auf mindestens zwei an seinem Magnetkörper schwenkbar gelagerte Anker ein, von denen der eine mit von der Dauer oder Stärke der Magneterregung abhängiger, einstellbare Verzögerung bei Überschreitung einer festgelegten Stromstärke angezogen wird, während der andere Anker bei Stromfluss jeder Grösse ständig am Magnetkörper anliegt und beim Ausbleiben des Stromes sofort abfällt : die Anker sämtlicher Magnete bewirken, u. zw. jeder für sich bei jeder Bewegung auf mechanischem oder elektromagnetischem Wege die Öffnung einer für die Phasenkontakte gemeinsamen Schaltbrücke, so dass Überströme überhaupt nicht auf den zu schützenden Teil übertreten können.
Es ist durch Inbetriebnahme von derartigen Schaltern festgestellt worden, dass sie in keinem Falle Überströme auf den zu schützenden Teil gelangen lassen.
Die Verwendung von Elektromagneten, bei denen eine Spule mit zwei Ankern zusammenwirkt. von denen der eine bei Stromfluss bestimmter Grösse angezogen gehalten wird und erst bei Sinken des Stromes unter eine bestimmte Stromstärke abfällt, während der andere Anker bei Auftreten einer anormalen Stromstärke angezogen wird, ist -bei sogenannten 1\faximal- und Minimalschaltern fiir Gleich- strom bekannt. Es handelt sich im Falle der Erfindung aber um einen Mehrphasenstromsehutzschalter, und gerade bei diesem bringt die Verwendung derartiger Elektromagnete eine Reihe wesentlicher Vorteile mit sich, aus der sieh die praktische Überlegenheit des Schalters ergibt.
Zunächst gestattet die Anordnung der schwenkbaren Anker eine mechanische Bewegung der Schaltbrücke, also den Fortfall der bei den bekannten Schutzssshaltern notwendigen Kontakte, die stets eine Störungsquelle bedeuten und Unsicherheit in das ganze System hineinragen. Aber selbst bei elektromagnetischer Steuerung der Sehaltbrücke kann man mit einem einzigen Kontakt auskommen, da sämtliche Anker den gleichen beweglichen Kontaktteil beeinflussen können, was ebenfalls bei den bekannten mit Solenoiden arbeitenden Schaltern nicht möglich ist.
Es lässt sieh ferner der Stromverbrauch der Spulen herabsetzen und auch deren Kurzschlussfestigkeit erheblich erhöhen, indem der bei Stromfluss ständig anliegende Anker durch Anliegen am Eisenkern einen Teil des Eisenweges, also des Kraftlinienweges, ständig geschlossen halten kann, wie dies gemäss der weiteren Erfindung vorgeschlagen wird.
Eine sehr wichtige Folge der Anordnung der Elektromagnete mit schwenkbaren Ankern in der vorgeschlagenen Weise ist schliesslich noch diejenige, dass es gelingt, das Schliessen der Kontakte des Phasenschalters vollkommen unmöglich zu machen, sobald eine Störung in der Netzleitung vorhanden ist, z. B. bei Kurzschluss. Bei den bekannten Einrichtungen kann der Schalter ohne weiteres eingelegt werden und damit die Überströme auf den zu schützenden Teil übertreten, da lediglich die den Schalter in seiner Schliessstellung haltende Sperrung ausgerückt bleibt.
Wenn also auch der Schalter beim Loslassen des Handgriffes in diesem Falle sofort wieder ausschnappt, so gelangen doch, wenn auch nur für kurze Zeit, die Überströme zu dem. zu schützenden Teil und können dort Zerstörungen verursachen.
Bei dem Schalter gemäss der Erfindung lässt sich dies in einfacher Weise dadurch vollkommen unmöglich machen, dass der von den Ankern sämtlicher Magnete bewegbare Teil eine Sperrung zur Auslösung bringt, welche in dem Gestänge zwischen dem Selialtgriff und der Schaltbrneke gelöst wird, bevor die Phasenkontakte geschlossen : werden können. Durch diese Einrichtung wird auch die bei den bekannten Schutzschaltern auftretende Erscheinung einer kritischen Zone, in welcher die Ausschalt- vorriehtungen nicht ansprechen, vollkommen in Fortfall gebracht.
Ein weiterer Vorteil der Anordnung der Elektromagnete gemäss der Erfindung besteht darin, . dass jeder Elektromagnet auf drei schwenkbare Anker einwirken kann, wobei gegenüber den bekannten Elektromagneten mit drei von der gleichen Spule beeinflussten Ankern bei der Anordnung gemäss der Erfindung zwei Anker unter der Einwirkung einer Feder-,. Gewichts- oder Ölbremse stehen. Die iHemmungsfeder des einen Ankers wird gemäss der Erfindung derart eingestellt, dass dieser Anker nur bei Kurzschluss, also sehr starken und plötzlich auftretenden Überströmen, sofort anspricht, während der andere erst bei längerer Stromüberlastung, d. h. bei geringen, aber längere Zeit dauernden Über- scl1ritungen der Nennstromstärke angezogen wird.
Die Verzögerung in dem letzteren Falle kann in an sich bekannter Weise mittels einer Flüssigkeitsbremse erfolgen. Gegenüber den bisherigen Vorschlägen wird aber gemäss der weiteren Erfindung die Anordnung so getroffen, dass, als Bremsflüssigkeit das Öl wirkt, in welchem der ganze Schalter gelagert ist. Eine derartige Ölbremsung kann naturgemäss auch bei anderen elektrischen Geräten Verwendung finden. Zweckmässig wird der als Bremskolben wirkende Teil in einem nur einseitig offenen Zylinder
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gelagert, dessen Endwand mit Durchtrittsöffnungen für das Öl versehen ist. Auf der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiel zwei Schaltungsanordnungen für Drehstrommotoren und ferner Einzelheiten des Schalters selbst dargestellt.
Im einzelnen zeigen :
Fig. 1 das eine Sehaltungssehema,
Fig. 2 eine Darstellung des Stenerungsorganes in einer Ausführungsform.
Fig. 3 das zweite Schaltungsschema,
Fig. 4 das Steuerungsorgan in einer zweiten, besonderen Ausführungsform,
Fig. 5-9 verschiedene Ausbildungsmöglichkeiten des oben erwähnten Elektromagneten mit den zugehörigen Ankern.
In sämtlichen Figuren sind I, 11. III die Netzleitungen für die drei Phasen, die am Motor M endigen und über die Phasenschaltkontakte SI, SII, SIII verlaufen.
Im Falle der Fig. 1 führt jede der Netzleitungen weiter über je einen Elektromagneten EI, EII, EIII
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hintereinandergeschaltete Kontakte d1-d3 derart, dass beim Unterbrechen eines dieser Kontakte die Erregerwicklung für den Magneten b sofort unterbrochen und dieser demnach stromlos gemacht ist.
Die Kerne der Elektromagnete EI, EII, EIII besitzen mit Ausnahme des Falles der Fig. 6 und 9 Doppel-T-Form und es sind am unteren Querbalken des T-Stückes im Falle der Fig. 1 rechts und links je ein Anker ei und e,. schwenkbar derart gelagert, dass ihre freien Enden vom Kernkörper angezogen - werden können. Anderseits wirken diese freien Enden der Anker e1 und er mit einem Kontaktglied der Kontakte d1-d6 in der Weise zusammen, dass bei Vollführen der Schwenkbewegung jeder der Anker das ihm zugeordnete, entsprechend verlängerte Kontaktglied mitnimmt und damit den betreffenden Kontakt d1-d6 aufhebt.
Die Anker e, und e, stehen weiter unter dem Einfluss je einer Zugfeder # und ., wobei die Zugfeder fc wiederum in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise in ihrer Spannung dadurch einstellbar ist, dass das Widerlager g an einem Führungsglied h gegenüber einer Skala i einstellbar ist.
Wie die Fig. 2 noch im einzelnen zeigt, kann der Anker ei auf einem entgegen einer Feder j auf dem Kern des Magneten EI längsverschieblich gelagerten Stab k einwirken. dessen linkes Ende l keilförmig gestaltet ist und damit auf einen zweiten, entgegen einer Feder m längsverschieblichen Stab n einwirkt, dessen unteres Ende 6 sich gegen das bewegliche Glied des Kontaktes d2 legt. Auf dieses Glied wirkt ferner noch ein an dem Anker e, befestigter Druekstab p.
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ist durch seine Fedrr 11 so abgestimmt, dass der geringste durch den Magneten EI fliessende Strom genügt, um den Anker angezogen zu halten. Setzt dieser Stromfluss aus. was z.
B. beim Ausbleiben des Stromes in einer Phase der Fall ist, so fällt der der betreffenden Phase zugeordnete Anker sofort ab und unter-
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ohne jede Verzögerung. Der Anker verschiebt bei seiner Anzllgsbewegung den Stab k nach links, wodurch wiederum der Stab n entgegen der Feder m abwärts bewegt und der Kontakt d, aufgehoben wird. Damit wird gleichzeitig der über den Magneten b verlaufende Stromkreis unterbrochen, die auf die Brücke a
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ausfallen.
Im Falle der Fig. 3 ist zusätzlich zu den beiden Ankern e, und e,. noeh ein dritter Anker c,. i vorgesehen, an dessen freiem Ende mittels einer Stange q ein Kolben r angreift, der in einem beispielsweise mit Öl gefüllten Zylinder s beweglich ist. Dicht vor dem Kolben befinden sieh in seiner Ruhestellung Öffnungen ö in der Zylinderwandung, durch die aus dem Ölbad, in welchem der ganze Schalter gelagert ist, Öl in das Zylinderinnere und umgekehrt übertreten kann. Vorn ist der Zylinder durch einen Deckel mit Öffnungen abgedeckt zu denken, die durch einen Schieber mehr oder weniger freigegeben werden können. Bei der Vorwärtbewegung des Kolbens r fliesst das Öl zunächst durch die Öffnungen ö rasch ab. bis der Kolben über die Öffnungen hinweggeglitten ist.
Dann wird seine Bewegung durch die Drosselung am Deckel abgebremst.
In diesem Falle wirkt der Anker el, wie oben beschrieben. Der Anker er wirkt bei plötzlichen Überlastungen, also beispielsweise bei Kurzschlüssen, sofort, während der Anker nach längere Zeit andauernden Überlastungen auf das bewegliche Glied des Kontaktes d2 an sieh in gleicher Weise einwirkt, wie der Anker e,.. Es sind sonach in diesem Falle drei unterschiedlich wirkende Anker zu verzeichnen, u. zw. wiederum bei jedem der Magnete Ef, EJ1. EIII.
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-Die Anker selbst können dabei entweder in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise, die an sieh dem Schema der Fig. 3 entnommen ist, an dem Kern des Magneten angeordnet sein. Es kann aber auch gemäss Fig. G der Magnetkörper dreifach unterteilt sein, wobei dann der Kern jedes einzelnen Magneten U-förmige Gestalt erhält und die Wicklungen der einzelnen Kerne hintereinander geschaltet sind.
Im Falle der Fig. 7 und 8, in denen die Fig. 8 einen Grundriss zu Fig. 7 darstellt, sind die Anker wiederum sämtlich an einem Körper befestigt, aber an drei Seiten desselben angebracht.
Es ist zweckmässig, eine solche Form der Anker zu wählen, bei denen der Eisenweg aus zwei oder mehreren Teilen besteht. Beispielsweise ist hiezu die in Fig. 4,5 und 7 gezeigte Doppel-T-Form geeignet. bei der sich der Eisenweg in die Zweige A und B teilt (Fig. 4 und 5). Der Zweig B wird bei Stromfluss jeder Grösse ständig geschlossen gehalten, da der Anker ei (Fig. 4) in diesem Falle ständig anliegt. Hiedurch wird eine wesentliche Herabsetzung des Stromverbrauches und eine Erhöhung der Kurz- schlussfestigkeit der Spule erreicht, was wiederum zur Sicherheit des ganzen Schalters beiträgt.
Der offene Teil A des Eisenweges ist derart bemessen, dass bei Stromzunahme eine Anziehung des oder der anderen Anker e, und e,. (Fig. 4) stattfindet.
Schliesslich zeigt Fig. 9 eine weitere Ausbildungsform, bei welcher eine Unterteilung in zwei Körper zu verzeichnen ist und zwei Anker an dem einen Kern befestigt sind. während der dritte für sich an einem besonderen Kern sitzt.
Fig. 4 zeigt schliesslich eine Ausbildung des Steuerungsorganes nebst Zubehör, bei welchem die Bewegung der Anker el, er und 1','1 rein mechanisch ausgenutzt wird. Die freien Enden der Anker sind zu diesem Zweck mit Stangen i ausgerüstet, die auf das freie Ende einer entgegen einer Druckfeder M drehbar beweglichen, für alle Anker gemeinsamen Klinke v einwirken können. Die Klinke v hält die
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Vermittlung des zweiarmigen Hebels z bewegt werden kann.
Gelangt einer der Anker ei, e,. oder e,'1 in der oben beschriebenen Weise zur Wirkung, so wird die Klinke v nach links verschoben. Die Stange x fällt mit der Brücke a abwärts und der Hauptschalter
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wieder übernimmt.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Schutzschalter für Mehrphasenapparate, bei dem für jede Phase ein hauptstromerregter Elektromagnet angeordnet ist und durch die Anker der Elektromagneten der allpolige Hauptschalter sowohl beim Ausbleiben des Stromes als auch bei Auftreten von Überstrom ausgelöst wird. dadurch gekenn- zeichnet, dass jeder Elektromagnet auf mindestens zwei an seinem Magnetkörper schwenkbar gelagerte Anker einwirkt, von denen der eine mit von der Dauer oder Stärke der Magneterregung abhängiger, einstellbarer Verzögerung bei Überschreitung einer festgelegten Stromstärke angezogen wird, während der andere Anker bei Stromfluss jeder Grösse ständig a, m Magnetkörper anliegt und beim Ausbleiben des Stromes sofort abfällt ;
und wobei jeder Anker für sich bei jeder Bewegung auf mechanischem oder elektromagnetischem Wege den Hauptschalter auslöst.