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Magnetisch verklinktes Schütz mit selbsttätiger Unterbrechung des
Erreger- und Entregerstromes durch Hilfskontakte des Schützes Die Erfindung betrifft
ein magnetisch verklinktes Schütz mit selbsttätiger Unterbrechung des Erreger-und
Entregerstromes durch Hilfskontakte des Schützes.
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Bei Programmsteuerungen soll sich nach einer Betriebspause oder besonders
auch nach einem ungewollten Spannungsausfall wieder der Betriebszustand einstellen,
der zuletzt vorhanden war. Andernfalls müßte nämlich nach jeder Unterbrechung das
Programm von einer definierten Ausgangsstellung neu angefahren werden, um die mechanischen
Teile wieder eindeutig mit der elektrischen Steuerung synchronisieren zu können.
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Es sind nun bereits magnetisch verklinkte Schütze bekannt, die infolge
der Remanenz ihres Magnetsystems auch bei Spannungsausfall die zuletzt vorhandene
Schaltstellung behalten. Zum Einschalten wird dabei die Spule des Schützes kurzzeitig
- z. B. durch Anschließen an Gleichspannung über einen Öffner des Schützes - mit
Gleichstrom erregt. Nach dem Einschalten wird die Haltekraft durch den im Magnetsystem
verbleibenden Reman enzmagnetismus aufgebracht. Das Ausschalten des Schützes erfolgt
durch einen entgegengesetzt wirkenden Gleichstromimpuls, der z. B. wiederum durch
Anschließen des Schützes an Gleichspannung über einen Schließer erhalten werden
kann, oder durch Wechselstrom, der mit der dem Einschaltstrom entgegengerichteten
Halbwelle den remanenten Magnetismus aufhebt.
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Nachteilig ist dabei, daß man entweder Gleichspannung benötigt, die
man erst mit einer Gleichrichterschaltung aus der Wechselspannung gewinnen muß,
oder daß man zwei verschiedene Spannungsarten benötigt.
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Weiterhin wurde bereits ein elektrisches Schaltgerät mit einem feststehenden
Magnetsystem mit Spulenwicklung und einem als permanenten Stabmagnet ausgebildeten
Dreh- oder Schwenkankermagneten vorgeschlagen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein magnetisch verklinktes
Schütz der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das ohne Verwendung von Gleichrichtern
sowohl zum Steuern mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom geeignet ist. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der bewegliche Teil des Schützes
ein Permanentmagnet ist. Auf diese Weise wird die überraschende Wirkung erzielt,
daß auch bei Steuerwechselspannung trotz des sehr kurzzeitigen Anliegens der Spannung
das Schütz ein- und ausgeschaltet wird, da infolge der einmal eingeleiteten Magnetbewegung,
die durch den Stromfluß in der Erregerspule zustande kommt, auf Grund des geringer
bzw. größer gewordenen Luftspaltes das Schütz vollends durchschaltet.
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An Hand einer Zeichnung sei der Gegenstand nach den Ansprüchen näher
erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung des Magnetsystems, F
i g. 2 eine Steuerung des Schützes mit Gleichstrom, F i g. 3 eine Steuerung des
Schützes mit Wechselstrom.
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F i g. 1 zeigt schematisch das übliche Magnetsystem eines Schützes.
Dabei ist jedoch abweichend vom Bekannten der bewegliche Teil 2, der die zeichnerisch
nicht dargestellten Kontakte trägt, als Permanentmagnet mit den Magnetpolen
N, S ausgebildet. Er besteht aus gesintertem AI-Ni-Co-Stahl mit magnetischer
Vorzugsrichtung, der auch bei häufigen Schaltstößen seine magnetischen Eigenschaften
behält (Remanenz etwa 9000 Gauß, Koerzitivfeldstärke etwa 1000 Oerstedt). Um Beschädigungen
zu vermeiden, ist der Permanentmagnet zweckmäßigerweise auch noch in Gießharz eingebettet.
Der dabei entstehende Luftspalt von einigen Millimetern zwischen den Polen des Permanentmagneten
und den Polen des feststehenden Teils 1 des Magnetsystems ist für die Schaltvorgänge
dabei ohne Belang. Der feststehende Teil 1 ist als Remanenzmagnet ausgebildet und
trägt eine Erregerspule D.
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An Hand von F i g. 2 sei nun die Steuerung des Schützes mit Gleichstrom
erläutert. Beim Schließen des Einschalttasters 4 wird die Erregerspule D über den
Öffner d1 des Schützes an den positiven Pol einer Gleichspannung gelegt. Dadurch
ist die Durchflutung der Erregerspule D derart gepolt, daß sich im Magnetsystem
ungleichartige Magnetpole des feststehenden Teils 1 und des als Permanentmagnet
ausgebildeten beweglichen Teils 2 gegenüberstehen. Infolge
dieser
Polung wird der Permanentmagnet vom feststehenden Teil 1 angezogen und damit das
Schütz eingeschaltet. Der Stromkreis durch die Erregerspule D wird dabei
durch den eigenen Öffner d 1 nach kurzer Verzögerungszeit (beispielsweise
etwa 10 ms) unterbrochen, wobei sich aber der Luftspalt zwischen Teil 1 und Teil
2 inzwischen so weit verkleinert hat und der Schwung des Permanentmagneten so groß
geworden ist, daß ein Durchschalten des Schützes bei noch gedrücktem Taster 4 gewährleistet
ist.
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Beim Schließen des Ausschalttasters 3 wird die Erregerspule
D über den Schließer d2 an den negativen Pol der Gleichspannung gelegt
und damit die Durchflutung der Erregerspule derart gepolt, daß sich bei Schließen
des Tasters 3 im Magnetsystem des Schützes gleichartige Magnetpole des feststehenden
Teils 1 und des als Permanentmagnet ausgebildeten Teils 2 gegenüberstehen. Infolge
dieser Polung wird der Permanentmagnetanker vom Teil l abgestoßen und damit das
Schütz ausgeschaltet. Der Stromkreis durch die Erregerspule D wird durch den eigenen
Schließer d2 nach kurzer Zeit (beispielsweise etwa 10 ms) unterbrochen, wobei sich
aber inzwischen der Luftspalt so weit vergrößert hat und der Schwung des beweglichen
Teils so groß geworden ist, daß ein erneutes Anziehen infolge des nun zu groß gewordenen
Luftspaltes und der Wirkung von Abdrückfedern nicht mehr möglich ist. Dadurch wird
also das Schütz auch bei weitergedrücktem Taster 3 sicher abgeschaltet.
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An Hand von F i g. 3 sei die Steuerung des Schützes mit Wechselstrom
erläutert. Bei genügend hoher Ansprechschnelligkeit des Schützes und einer entsprechenden
Auslegung des Permanentmagneten kann das Ein- und Ausschalten des Schützes nicht
nur mit entsprechend gepoltem Gleichstrom, sondern auch direkt mit einer Wechselspannung
vorgenommen werden, so daß Gleichrichter und Kondensatoren zur Erzeugung von Gleichstrom
entfallen. Die Erregerspule D des Schützes ist hier zwischen die Phasenleiter
U und V eines Drehstromnetzes von beispielsweise 50 Hz angeschlossen. Zum
Ein- und Ausschalten wird die Erregerspule D hier in gleicher Weise wie bei der
Steuerung mit Gleichstrom über Ein- und Ausschalttaster 4 bzw. 3 und Öffner d1 bzw.
Schließer d2 an Wechselspannung gelegt. Im Augenblick der Erregung mit Wechselspannung
bleibt die verkehrt polende Halbwelle wirkungslos, so daß die folgende richtig polende
Halbwelle den Schaltvorgang auslöst. Bei der Umkehr in die dann folgende verkehrt
polende Halbwelle hat der Öffner d1 bzw. Schließer d2 den Stromkreis durch die Erregerspule
bereits unterbrochen und ist der Luftspalt zwischen den Magneten so groß bzw. so
klein geworden, daß die mit verkehrter Polarität folgende Halbwelle keinen Einfluß
auf den Schaltvorgang mehr hat. Sei beispielsweise angenommen, das Schütz sei an
ein Netz mit 50 Hz angeschlossen, so würden hier 10 ms der 50-Hz-Halbwelle zum Schalten
zur Verfügung stehen. Diese Zeit würde aber bei einem angenommenen Einschaltverzug
des Schützes von 25 ms nicht zum Einschalten des Schützes ausreichen, wenn nicht
infolge der einmal eingeleiteten Bewegung des Permanentmagneten auch nach Unterbrechung
des erregenden Stromes durch den Öffner d1 die magnetische Anziehungskraft des entsprechend
kräftig ausgelegten Permanentmagneten auf Grund des geringer gewordenen Luftspaltes
zwischen Permanentmagneten und feststehendem Teil 3 ausreichen würde, um das Schütz
vollends durchzuschalten.
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Es wäre natürlich auch möglich, statt einer Erregerspule getrennte
Ein- und Ausschaltwicklungen zur Betätigung des Schützes vorzusehen.
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Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Gesamtheit der Merkmale
eines jeden Anspruches, also einschließlich einer Rückbeziehung.