DE1197965B

DE1197965B - Magnetisch wirkender Schnellausloeser

Info

Publication number: DE1197965B
Application number: DES79115A
Authority: DE
Inventors: Albert Schrader
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-04-21
Filing date: 1962-04-21
Publication date: 1965-08-05

Description

Magnetisch wirkender Schnellauslöser Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetisch arbeitenden Schnellauslöser für elektrische Selbstschalter u. dgl., mit einem Tauchankermagneten, der entgegen der Schwerkraft oder anderer Rückstellkräfte bei überschreiten eines vorgegebenen Stromflusses in seiner Erregerwicklung mechanisch auf Auslöser wirkt, wobei ein den Anker z. B. rohrförmig umgebender magnetischer Nebenschluß mit im wesentlichen parallel zur Ankerachse verlaufenden Feldlinien vorgesehen ist und durch Sättigung des Nebenschlusses die Auslösebewegung des Ankers eingeleitet wird.
Magnetisch wirkende Schnellauslöser dürfen erst bei überschreiten einer vorgegebenen Mindeststromstärke, z. B. bei 12 - J", ansprechen. Man muß deshalb dafür sorgen, daß die auf den Anker des Auslösemagneten wirkenden Rückstellkräfte so abgestimmt sind, daß eine Bewegung des Ankers erst bei überschreiten der vorgegebenen Ansprechgrenze einsetzt. Wird die Schwerkraft als Rückstellkraft und damit auch als Haltekraft benutzt und der wirksame Arbeitsluftspalt entsprechend groß gemacht, dann ist auch die Vorlaufstrecke des Magneten bis zum Erreichen des wirksamen Arbeitshubes verhältnismäßig groß, womit unter Umständen eine insbesondere bei Schaltern großer Leistung nicht tragbare Auslöseverzögerung verbunden ist. Benutzt man als Rückstellkraft eine Feder flacher Charakteristik, so läßt sich der Vorlauf und damit die Ansprechzeit zwar etwas, jedoch meist nicht in gewünschtem Maße verkürzen, eine Feder steiler Charakteristik ist wegen der Subtraktion der Feder- von der Magnetkraft ebenfalls nachteilig.
Die Verwendung von Permanentmagneten scheidet bei Schaltern großer Leistung aus, weil die Permanentmagnete durch die hohen Ströme beeinträchtigt werden, womit unter Umständen eine Änderung der Auslösecharakteristik verbunden sein könnte. Bei einer bekannten Schlagmagnetanordnung werden nun an Stelle der Permanentmagnete magnetische Rückschlußventile eingesetzt, die den Anker in der Ruhestellung bis zum überschreiten eines vorgegebenen Stromwertes festhalten, derart, daß durch den magnetischen Nebenschluß eine der Auslösebewegung des Ankers entgegenwirkende Magnetkraft erzeugt wird, die sich zur Kraft der Rückstellfeder addiert. Außerdem muß bei der bekannten Anordnung damit gerechnet werden, daß sich die Auslösecharakteristik schon bei geringster Verschmutzung, d. h. bei geringster Änderung des Luftspaltes zwischen dem Anker und dem Zusatzteil ändert, was zu erheblichen Schwierigkeiten führen kann. Bei einem weiteren bekannten, als Schlaganker direkt auf Kontakte wirkenden Tauchanker eines elektrischen Hochleistungs-Selbstschalters ist der im Spulenhohlraum vorhandene Arbeitsluftspalt durch ein Nebenschlußeisen überbrückt, das aus einem sich über die gesamte Spulenlänge erstreckenden, der Rundung der Spulenhülse angepaßtem Eisenstreifen besteht und durch das über mit Fortsätzen versehene Polbleche ein kräftiges Streufeld zur Beblasung der Kontakte erzielt werden soll. Die Auslösebewegung wird hierbei durch Sättigung des Eisentreifens eingeleitet, jedoch geht durch die überbrückung des Arbeitsluftspaltes ein nicht unwesentlicher Anteil der Feldlinien für die Anzugsbewegung des Ankers verloren, was die Ansprechzeit vergrößert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetisch wirkenden Schnellauslöser anzugeben, der unter Vermeidung der Nachteile der vorstehend angegebenen Lösungen mit wesentlich geringeren Ansprechzeiten auskommt als die bekannten Ausführungsformen. Der Schnellauslöser ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsluft spalt für den Anker und der Luftspalt für den magnetischen Nebenschluß als konzentrisch zueinander liegende, im wesentlichen gleich lange Luftstrecken derart ausgebildet sind, daß die Feldlinien des den Kraftfluß des Ankers in seiner Ruhestellung stark schwächenden Nebenschlusses nach dem Einsetzen der Auslösebewegung vom Anker sprungartig infolge seines sich verkürzenden Arbeitsluftspaltes übernommen werden. Besonders vorteilhaft ist es, diesen magnetischen Nebenschluß in Form eines Rohrstutzens zu fertigen, der den Tauchanker in an sich bekannter Weise umschließt.
Hierdurch können bei Beginn der Auslösebewegung des Ankers die im Nebenscbluß verlaufenden Feldlinien schlagartig »abgesaugt« werden, wodurch eine wesentlich steilere Charakteristik gegenüber der bekannten Anordnung erzielbar ist. Das Absaugen der Nebenschluß-Feldlinien kommt offenbar dadurch zustande, daß sich beim Einsetzen der Auslösebewegung des Ankers sein Arbeitsluftspalt im Vergleich zur Luftstrecke des Nebenschlusses verkürzt. Auf Grund der unmittelbar nebeneinanderliegenden konzentrisch angeordneten Luftstrecken können somit die Feldlinien des Nebenschlusses schlagartig auf den Ankerkreis übergehen.
An Hand der schematischen Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.
Der Schnellauslöser besteht aus der meist direkt vom Hauptstrom durchflossenen Erregerwicklung 1, einem magnetischen Rückschlußteil 2 : sowie dem Tauchanker 3, der durch eine Feder 4 gegen einen Anschlag 5 gezogen wird. Mit dem Anker 3 ist ein unmagnetischer Schlagbolzen 6 verbunden, der auf eine Auslöseklappe 7 und damit auf eine Verriegelung 8 eines . Schaltschlosses eines Selbstschalters od. dgl. wirkt. Mit dem Rückschlußteil 2 ist ein rohrstutzenförmiger Nebenschluß 9 starr verbunden. Der Nebenschluß 9 umschließt den Tauchanker 3 über einen wesentlichen Teil seiner Länge und schwächt damit den zwischen dem freien Ende des.Rückschlußteiles 2 und dem Tauchanker 3 bei Erregung auftretenden Magnetfluß.
Es ist ersichtlich, daß durch die Verwendung des Nebenschlusses 9 der wirksame Arbeitsluftspalt zwischen dem Rückschluß 2 und dem Anker 3 bei gleichem Ansprechwert wesentlich kleiner gemacht werden kann, womit eine kleinere Laufstrecke des Tauchankers 3 bis zur Ereichung einer bestimmten, für die Auslösung notwendigen Zugkraft verbunden ist. Mit anderen Worten heißt dies, daß die Charakteristik dieses Auslösers wesentlich steiler ist als die der bekannten Ausführungsformen, daß also auch die Auslösezeit, das ist die Zeit, die vergeht zwischen dem Ansprechen des Ankers und dem Betätigen des Auslösers, wesentlich kürzer gehalten werden kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Magnetisch arbeitender Schnellauslöser für elektrische Selbstschalter u. dgl., mit einem Tauchankermagneten, der entgegen der Schwerkraft oder anderer Rückstellkräfte bei Überschreiten eines vorgegebenen Stromflusses in seiner Erregerwicklung mechanisch auf Auslöser wirkt, wobei ein den Anker z. B. rohrförmig umgebender magnetischer Nebenschluß mit im wesentlichen parallel zur Ankerachse verlaufenden Feldlinien vorgesehen ist und durch Sättigung des Nebenschlusses die Auslösebewegung des Ankers eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsluftspalt für den Anker und der Luftspalt für den magnetischen Nebenschluß als konzentrisch zueinander liegende, im wesentlichen gleich lange Luftstrecken derart ausgebildet sind, däß die Feldlinien des den Kraftfuß des Ankers in seiner Ruhestellung stark schwächenden Nebenschlusses nach dem Einsetzen der Auslösebewegung vom Anker sprungartig infolge seines sich verkürzenden Arbeitsluftspaltes übernommen werden.
2. Schnellauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschluß den Tauchanker in an sich bekannter Weise in Form eines Rohrstutzens umschließt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 342143; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1798 768; österreichische Patentschrift Nr. 208 944; schweizerische Patentschriften Nr. 230 351, 144 700; französische Patentschrift Nr. 1075 218.