DE1121188B

DE1121188B - Einrichtung zum Schutz gegen elektrische UEberstroeme

Info

Publication number: DE1121188B
Application number: DES63543A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Josef Westermeyer; Dipl-Ing Otto Muehlmann
Original assignee: SURSUM ELEK ZITAETS GES LEYHAU
Current assignee: SURSUM ELEK ZITAETS GES LEYHAU
Priority date: 1959-06-20
Filing date: 1959-06-20
Publication date: 1962-01-04

Description

Einrichtung zum Schutz gegen elektrische Überströme Die Entwicklungstendenz im Bau von Sockel- und Schraub-LS-Schaltern sowie von Motorschutzschaltem geht dahin, bei gleichzeitiger Erhöhung der Schaltleistung die Konstruktionen zu vereinfachen und den Platzbedarf zu verkleinern, um durch Einsparung von Bauteilen und Montagezeiten eine Verbilligung zu erreichen.
Es sind Auslösevorrichtungen bekannt, bei denen magnetische Werkstoffe mit temperaturabhängiger Magnetisierung zur Verwendung gelangen. Durch Anwendung dieser Werkstoffe ist es möglich, ohne komplizierte Mechanismen kleine und einfache Selbstschalter zu bauen. Nachteilig ist bei den bekannten Schaltern dieser Art, daß sie keine Freiauslösung besitzen. Es ist zwar schon eine elektrische Sicherung mit Freiauslösung bekannt, bei der zu den Hauptkontakten weitere Kontakte in Reihe geschaltet sind. Zur Erzielung der Freiauslösung müssen bei der Einschaltung zuerst die zusätzlichen Kontakte geöffnet, dann die Hauptkontakte geschlossen und zuletzt die zusätzlichen Kontakte ebenfalls geschlossen werden. Durch die zusätzlichen Kontakte wird der bekannte Schalter störanfälliger.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Schutz gegen elektrische überströme und Kurzschlüsse, insbesondere in Gestalt eines Sicherungsautomaten oder Motorschutzschalters, mit einem Magnetsystem, das aus einem beweglich angeordneten Haftmagnet und aus einem Schaltglied aus einem Werkstoff mit temperaturabhängiger Magnetisierung besteht. Die Erfindung besteht darin, daß Haftmagnet und Schaltglied allein durch ihre Anordnung und Ausbildung ohne Verwendung von Verklinkungen, Zwischengliedern oder zusätzlichen Kontakten eine Freiauslösung gewährleisten. Bei überstrom bzw. Kurzschluß erfährt das Schaltglied eine Temperaturerhöhung, deren Anstieg von der Stromstärke abhängt. Mit der Temperaturerhöhung sinkt die Magnetisierung und damit die Haftkraft des Magnets, bis bei einer bestimmten Temperatur die Haftkraft von Federn überwunden wird. Dadurch werden die Kontakte schnell geöffnet. Der Auslösevorgang kann über das Betätigungsglied nicht beeinflußt bzw. aufgehalten werden.
Zur Beschleunigung der Kontaktöffnung im Kurzschlußfalle wird ein Elektromagnet vorgesehen, der direkt auf das erwähnte Schaltglied aus einem Werkstoff mit temperaturabhängiger Magnetisierung wirkt. Hierdurch wird die Eigenzeit des Gerätes bei hohen überströmen weiter verkürzt.
Der Elektromagnet wird aus einer Spule mit Tauchkern oder Klappanker gebildet, wobei die Spule gleichzeitig als Blasspule zur Löschung des Lichtbogens dient.
Zweckmäßig wird der Haftmagnet mit dem Einschaltdruckknopf des Gerätes zu einer beweglichen Einheit verbunden und nach jeder thennischen oder elektromagnetischen Auslösung von Ausschaltfedern in die Ausschaltstellung zurückgedrückt, die durch die Lage des Druckknopfes gleichzeitig angezeigt wird.
Die neue Einrichtung ermöglicht den Bau von kleinen und einfachen Selbstschaltern und Motorschutzschaltern mit Freiauslösung ohne Klinken- oder Kniegelenkmechanismen. Der Wegfall dieser Mechanismen bringt eine erhebliche Einsparung an Bauteilen und Raum sowie eine Erhöhung der Funktionstüchtigkeit. Ferner besitzen die erfindungsgemäß gestalteten Selbstschalter eine sehr kurze Eigenzeit.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Abb. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schraub-LS-Schalter mit thermischer Übertrom-und elektromagnetischer Kurzschlußschnellauslösung im Ausschaltzustand, Abb. 2 den gleichen Selbstschalter beim Einschalten und Abb. 3 den gleichen Selbstschalter in eingeschaltetem Zustand. Das vorzugsweise aus einer Eisenlegierung mit niedrigem Curie-Punkt bestehende Schaltglied 1 wird von den beiden Federn 2 und 3 in der Ausschaltstellung oberhalb der Spuje 4 # mit Tauchkern 5 festgehalten (Abb. 1).
Der Permanentmagnei 6 bil&t rmit de mi Einschaltdruckknopf 7 eine bewegliche Einheit und befindet sich unter der Wirkung der beiden Federn 8 und 9 im Ausschaltzustand in der oberen Endlage. Zum Einschalten drückt man den Druckknopf entgegen der Ausschaltfederkraft nach unten, bis das Schaltglied 1 in den Magnetwirkungsbereich gelangt bzw. vom permanenten Magnet angezogen wird (Abb. 2). Nach dem Loslassen des Druckknopfes 7 wird das Schaltglied von diesem unter der Wirkung der Feder 8 und 9 mitgenommen, und zwar so weit, bis die beiden Kontakte 10 und 11 auf die feststehenden Kontakte 12 und 13 auftreffen. Damit ist der Stromkreis geschlossen. In dieser Einschaltlage bleibt auch der mit dem Magnet fest verbundene Druckknopf 7 stehen (Abb. 3), wodurch gleichzeitig der Schaltzustand angezeigt wird. Die Druckknopf-Ausschaltfedern erfüllen somit auch die Funktion von Kontaktdruckfedern. Das Schaltglied 1, welches vorzugsweise aus einer Eisenlegierung mit niedrigem Curie-Punkt besteht, hat eine niedrige Induktion. Zur Verstärkung der Haftkraft des Permanentmagnets wird es deshalb dünn ausgebildet und dahinter ein Blech 14 aus Eisen mit hoher Induktion angebracht. Vorteilhafterweise verbindet man das Blech 14 mit dem Tauschkern 5, so daß die beiden Teile eine Einheit bilden. Das Haftmagnetsystern 6 besteht vorteilhafterweise aus einer runden Oxydmagnetscheibe mit 2 ebenfalls runden Eisenpolblechen, wobei letztere auf der Haftflächenseite etwas über den Oxydmagnet vorstehen.
Die Form des Schaltgliedes wird so gestaltet, daß die Magnetberührungsfläche genau der Rundung der kreisbogenförmigen Haftfläche des Magnetsystems entspricht, so daß bei gleichbleibender Haftkraft geringe Kräfte in Richtung A -A die Lage des Schaltgliedes um den Magnetmittelpunkt herum verändern können. Dieses Magnetgelenk gewährleistet eine gleichmäßige Kontaktkraftaufteilung auf die beiden Kontakte. Auch die gewölbte Eisenscheibe 14, welche mit dem Tauchkern 5 einen Teil bildet, ist so gestaltet, daß sie sich genau an die Außenfläche des Schaltgliedes anpaßt, und wird mit diesem über zwei Haken 15 und 16 derart verbunden, daß das Schaltglied einerseits bei Kurzschluß vom Tauchkern mitgenommen wird, andererseits sich aber frei in Richtung A-A bewegen kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zum Schutz gegen elektrische Überströme, insbesondere in Gestalt eines Sicherungsautomaten oder Motorschutzschalters, mit einem Magnetsystem, das aus einem beweglich angeordneten Haftmagnet und aus einem Schaltgfied aus einem Werkstoff mit temperaturabhängiger Magnetisierung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß Haftmagnet (6) und Schaltglied (1) allein durch ihre Anordnung und Ausbildung ohne Verwendung von Verklinkungen, Zwischengliedem oder zusätzlichen Kontakten eine Freiauslösung gewährleisten.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einschalten der Haftmagnet (6) eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung auszuführen hat, wobei am Umkehrpunkt das in den Wirkungsbereich des Haftmagnets gelangte, aus einem Werkstoff mit temperaturabhängiger Magnetisierung gefertigte Schaltglied (1) vom Haftmagnet unter gemeinsamer Rückwärtsbewegung beider Teile in den Einschaltzustand mitgenommen wird. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kurzschlußauslösung ein Elektromagnet (4) vorgesehen ist, der bei hohen Überströmen unabhängig von der Erwärmung des Schaltgliedes (1) die schnelle öffnung der Kontakte bewirkt. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet von einer Spule (4) mit Tauchkern (5) oder Klappanker gebildet wird. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (4) des Elektromagnets gleichzeitig als Blasspule dient. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der permanente Haftmagnet (6) mit dem Einschaltdruckknopf (7) des Gerätes eine Einheit bildet und von einer Ausschaltfeder (8, 9) nach jeder Abschaltung in die Ausschaltstellung zurückgedrückt wird, die durch die Lage des Druckknopfes angezeigt wird. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschaltfeder (K 9) auch den Kontaktdruck herstellt. 8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstärkung der Haftkraft des permanenten Magnets (6) das aus einer Eisenlegierung mit niedrigem Curie-Punkt und niedriger Induktion bestehende Schaltglied (1) dünn ausgebildet ist und daß hinter ihm ein Eisenteil (14) mit entsprechend hoher Induktion angebracht wird. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Verstärkung der Haftkraft des permanenten Magnets angebrachte Eisenteil (14) mit hoher Induktion gleichzeitig als Tauchkem (5) der Kurzschlußspule (4) Verwendung findet. 10. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Magnetgelenk, welches aus dem permanenten Magnet mit kreisbogenförmiger Haftfläche (6) und dem angepaßten Schaltglied (1) gebildet wird, eine gleichmäßige Kontaktkraftaufteilung auf zwei Kontakte (12, 13) gewährleistet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 970 329, 969 872, 882 585, 467 967; schweizerische Patentschrift Nr. 111869; französische Patentschrift Nr. 1122 359; ETZ vom 23.10.1924, S. 1135; AEG-Liste SgN Nr. 110a, Februar 1951.