DE1563563B2 - Arbeitsstromausloeser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitsstromauslöser mit einem Permanentmagneten, mit zwei nach einer Seite abragenden, parallel zueinander angeordneten Polschuhen, mit einem bewegbaren, von einer Rückzugfeder beaufschlagten und an den freien Enden der Polschuhe anliegenden Anker und mit einem die beiden Polschuhe verbindenden magnetischen Nebenschluß, der zwischen dem Permanentmagneten und den freien Enden der Polschuhe angeordnet und von einer Auslösewicklung umfaßt ist.

In der ETZ-A, Bd. 86 (1965), Heft 11, S. 371 bis 375, sind derartige als polarisierte Schaltrelais bezeichnete Arbeitsstromauslöser als weitaus empfindlichere Bauelemente als Schaltrelais üblicher Bauart beschrieben, wobei unter Empfindlichkeit das Verhältnis von mechanischer Arbeit zu elektrischer Arbei bei einmaliger Betätigung verstanden wird. Die Vorveröffentlichung enthält jedoch keinen Hinweis, welche Maßnahmen zu treffen sind, um bei polarisierten Schaltrelais der eingangs beschriebenen Bauart eine noch größere Empfindlichkeit zu erhalten, die über diejenige hinausgeht, welche aus der Anwendung von zwei getrennten, sich überlagernden Magnetquellen resultiert.

In der deutschen Auslegeschrift 1164 548 ist ein als Auslöser dienender elektrischer Haltemagnet beschrieben, der zwei Schenkel und einen Anker aus magnetisch gut leitendem Werkstoff hat, durch einen zwischen den Schenkeln angeordneten Dauermagneten erregt ist und an einem oder beiden Schenkeln Erregerwicklungen trägt, wobei zwischen den Schenkeln auf der dem Anker abgewandten Seite der Wicklungen ein magnetischer Nebenschluß vorgesehen ist. Zur Steigerung der Empfindlichkeit ist der magnetische Nebenschluß von einem magnetisch gut leitenden Einsatzkörper gebildet, wobei der magnetische Übergangswiderstand zwischen dem Einsatzkörper und den Schenkeln etwa die gleiche Größe wie der magnetische Übergangswiderstand zwischen den Schenkeln und dem Anker besitzt. Da sich auf den

ίο Schenkeln die Erregerwicklung befindet, müssen die Schenkel sehr lang im Verhältnis zu dem Nebenschluß sein. Durch die langen Schenkel wird jedoch der Widerstand über den Anker ganz wesentlich vergrößert, so daß der größte Teil des Flusses über den Nebenschluß geht.

Bei einem weiteren polarisierten Schaltrelais (deutsche Patentschrift 1126 995) ist bereits vorgesehen, den Widerstand des Nebenschlusses zur Anpassung an den Widerstand des Ankers zu verändern. Die Vorveröffentlichung enthält jedoch keinen Hinweis, wie eine der optimalen Auslöseempfindlichkeit entsprechende Einstellung erreicht werden kann. Da bei den bekannten Relais die Empfindlichkeit durch Drehen des Permanentmagneten verändert werden kann, müssen zwei variable Größen justiert werden, was zu Schwierigkeiten bei der Einstellung führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ArbeitsstromausTöser zu schaffen, der sich durch eine verglichen mit den bekannten Arbeitsstromauslösern größtmögliche Empfindlichkeit auszeichnet und der eine ausreichende Kraft und einen genügenden Weg für den abfallenden Anker liefert.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Arbeitsstromauslöser dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Widerstände der Zweige vom einen Polschuh über den Anker zum anderen Polschuh und vom einen Polschuh über den Nebenschluß auf den anderen Polschuh sich höchstens um den Faktor 2 voneinander unterscheiden.

Um eine geringe Auslöseleistung zu erreichen, ist der magnetische Widerstand des über den Nebenschluß gehenden Zweiges möglichst klein zu wählen; dadurch wird aber auch der Fluß durch den über den Anker gehenden Zweig und damit die Haltekraft für den Anker kleiner. Durch die sich maximal um den Faktor 2 voneinander unterscheidenden Widerstände der beiden über den Anker und den Nebenschluß gehenden Zweige wird bei sehr kompakter Bauweise und im Vergleich zur Haltekraft geringen Abmessungen des Arbeitsstromauslösers eine außerordentlich gute Empfindlichkeit erhalten, d. h., es wird bei ausreichender Haltekraft eine geringe Auslöseleistung in der Wicklung benötigt, wie es insbesondere bei der Verwendung solcher Auslöser in Fehlerstromschutzschaltern erwünscht ist.

Zur Erzielung eines stabilen festen magnetischen Widerstandes des Zweiges über den Nebenschluß ist der Arbeitsstromauslöser gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Polschuhe durch Befestigungsmittel (Schraube) zusammengehalten sind, welche durch den Nebenschluß hindurchgreifen. Da schon geringfügige Unterschiede oder Fehler der Auflagefläche des Ankers die Aufteilung der Flüsse stark beeinflussen und das als günstig erkannte Verhältnis der Zweigwiderstände verschlechtern, ist es wichtig, stabile Verhältnisse im Bereich der Ankerauflage zu er-

reichen, d. h. die beiden Polschuhe sind in ihrer gegenseitigen Lage genau und unverändert festzuhalten. Dieses wird ,durch die spezielle Art des Befestigungsmittels in einfacher und vorteilhafter Weise gewährleistet.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind für den magnetischen Widerstand des Zweiges über den Nebenschluß Einstellmittel (Zwischenlage) vorgesehen.

Nachstehend wird in Verbindung mit der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht und

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Arbeitsstromauslöser.

Der dargestellte Arbeitsstromauslöser besteht aus zwei Polschuhen 2 mit einem auf einer Seite angeordneten Permanentmagneten 1 und einem auf der anderen Seite auf den Polschuhen 2 aufliegenden Anker 3. Zwischen den Polschuhen 2 befindet sich ein Nebenschluß 4 mit einer Auslösewicklung 6. Das Ganze wird durch eine durch den Nebenschluß 4 hindurchgreifende Schraube 8 zusammengehalten. Der Anker 3 ist durch eine Feder 7 in Abreißrichtung des Ankers 3 belastet.

Zur Untersuchung der magnetischen Verhältnisse ist der magnetische Kreis in drei Zweige aufgeteilt, welche sich in der Mitte der zwei Polschuhe treffen:

1. Zweig: Polschuh-Permanentmagnet-Polschuh;

2. Zweig: Polschuh-Anker-Polschuh;

3. Zweig: Polschuh-Nebenschluß-Polschuh.

Um eine geringe Auslöseleistung zu erreichen, ist der magnetische Widerstand des Nebenschlusses (dritter Zweig) möglichst klein zu wählen. Dadurch wird aber auch der Fluß durch den zweiten Zweig und damit die Haltekraft für den Anker 3 kleiner. Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, die Anordnung so zu treffen, daß die magnetischen Widerstände der Zweige vom einen Polschuh über den Anker zum anderen Polschuh und vom einen_; Polschuh über den Nebenschluß auf den anderen Polschuh sich höchstens um den Faktor 2 voneinander unterscheiden.

Für den Permanentmagneten 1 (erster Zweig) wird ein merklich größerer (z. B. viermal größerer) magnetischer Widerstand gewählt, damit der von ihm erzeugte Fluß durch die übrigen Widerstände im magnetischen Kreis möglichst wenig beeinflußt wird. Damit wird erreicht, daß der von der Auslösewicklung 6 erzeugte Fluß nur zu einem kleinen Teil über den Permanentmagneten (erster Zweig) fließt, sondern im wesentlichen über den Anker (zweiter Zweig), wo er dem Haltefluß entgegenwirkt.

Bei der Herstellung solcher Auslöser machen die magnetischen Ubergangswiderstände von einem zum anderen Teil Schwierigkeiten. Die Auflageflächen werden daher geschliffen oder noch feiner bearbeitet. Damit nur die wirklich benötigten Flächen bearbeitet werden müssen, können z. B. die Polschuhe an den entsprechenden Stellen mit Vorsprüngen 9 und 10 versehen werden.

Der magnetische Widerstand des Nebenschlusses 4 wird vor allem durch seine Abmessungen bestimmt; er kann aber auch durch Einfügen einer nicht magnetischen Zwischenlage 5 vergrößert werden. Durch verschiedene Dicken dieser Zwischenlage 5 kann der magnetische Widerstand des Nebenschlusses 4 in weiten Grenzen verändert werden.

Wenn zwecks Einstellung der Ansprechempfindlichkeit oder der Haltekraft des Auslösers der magnetische Widerstand des Nebenschlusses 4 stufenlos und ohne großen Arbeitsaufwand eingestellt werden soll, kann eine elastisch verformbare Zwischenlage 5 verwendet werden, deren Dicke durch Drehen der Schraube 8 durch Zusammenpressen veränderbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Arbeitsstromauslöser mit einem Permanentmagneten, mit zwei nach einer Seite abragenden, parallel zueinander angeordneten Polschuhen, mit einem bewegbaren, von einer Rückzugfeder beaufschlagten und an den freien Enden der Polschuhe anliegenden Anker und mit einem die beiden Polschuhe verbindenden magnetischen Nebenschluß, der zwischen dem Permanentmagneten und den freien Enden der Polschuhe angeordnet und von einer Auslösewicklung umfaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Widerstände der Zweige vom einen Polschuh (2) über den Anker (3) zum anderen Polschuh (2) und vom einen Polschuh (2) über den Nebenschluß (4) auf den anderen Polschuh (2) sich höchstens um den Faktor 2 voneinander unterscheiden.

2. Arbeitsstromauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Polschuhe (2) durch Befestigungsmittel (Schraube 8) zusammengehalten sind, welche durch den Nebenschluß (4) hindurchgreifen.

3. Arbeitsstromauslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den magnetischen Widerstand des Zweiges über den Nebenschluß (4) Einstellmittel (Zwischenlage 5) vorgesehen sind.