DE267987C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 267987 KLASSE 21 c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom H.Februar 1912 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Ausführung der elektromagnetischen Schütze, welche ihre Kontakte nach Maßgabe des Stromes betätigen. Solche Schütze werden gewohnlich durch Steuerung der Hochspannungsstromkreise, insbesondere zum Anlassen bzw. Regelung von Motoren verwendet.

Beim Anlassen bzw. Regelung von Motoren entstellen beim Übergang auf jede höhere Geschwindigkeitsstufe, z. B. mittels der Ausschaltung von Vorschaltwiderständen, Stromstöße', welche dadurch bedingt sind, daß die Geschwindigkeit und Gegen-E.M.K. des Motors im Moment des Überganges auf die folgende Stufe und unmittelbar danach zunächst noch klein sind im Verhältnis zu der neuen an den Motor angelegten Spannung. Wenn die Einschaltung von immer höheren aufeinanderfolgenden Stufen zu schnell erfolgt, so kann

so der Motorstrom eine unzulässige Stärke erreichen, welche άέη Motor bzw. !Controller beschädigt. Um dies zu verhüten, wird in der Regel die Anordnung so getroffen, daß jedes Schütz von einer Nebenschlußerregerspule betätigt und außerdem von je einer Hauptstromrelaisspule oder von einem gemeinsamen, von dem Hauptstrom abhängigen Drosselschalter überwacht ist, wobei die Hauptstromspule der Schütze bzw. des Drosselschalters bei unzulässig großen Strömen die betreffenden Schütze nicht ansprechen läßt.

Diese Anordnung erfordert aber außer der Verwendung von Nebenschlußrelaisspulen mit dünnem Drahtquerschnitt noch besondere Festhaltekontakte bzw. Verriegelungskontakte, sie ist daher verhältnismäßig teuer und kompliziert.

Viel einfacher und billiger gestaltet sich die Regelungsanordnung bei Verwendung von Schützen gemäß der Erfindung, wobei bei vollkommen selbsttätig vor sich gehender Betätigung der Schütze die Nebenschlußrelaisspulen sowie die obenerwähnten Verriegelungs- bzw. Festhaltekontakte fortfallen.

Das gemäß der Erfindung ausgebildete Schütz besitzt nur ein bewegliches Schaltorgan und wird vom Hauptstrom erregt. Sein Schalter bleibt bei übermäßigem Strom geöffnet, bei gegebenem zulässigen Strom wird er geschlossen und beim Ausbleiben des Stromes zweckmäßigerweise wieder geöffnet. Es steht unter der Wirkung von zwei Kräften (bzw. Drehmomenten), von denen die eine ihn zu schließen und die andere ihn offen zu halten strebt. Bei übermäßig großem Strom überwiegt die letztere, bei dem für Einschaltung geeigneten Strom die erstere. Beim Ausbleiben des Stromes werden die beiden Kräfte aufgehoben, so daß der Schalter in seine normale Ausschaltlage kommt. Die notwendige Änderung des Verhältnisses der Kräfte wird dadurch erzielt, daß ein vom Hauptstrom erregter, den Schalter offen zu halten strebender magnetischer Kraftfluß einen magnetischen Nebenschluß erhält, dessen Reluktanz sich infolge der Sättigung stärker ändert als die Reluktanz der den oben erwähnten Fluß führenden Teile. Bei einer übermäßig großen Strom-

stärke wird der magnetische Nebenschluß stark gesättigt, ein wesentlicher Teil des vom Hauptstrom erzeugten Kraftflusses fließt durch den Weg, auf welchem er auf den Schalter eimvirken und diesen offen halten kann. Beim sinkenden Hauptstrom ändert sich der magnetische Widerstand dieses letzten (aktiven) Weges, da er der Hauptsache nach aus einem Luftspalt besteht, nur unbedeutend,

ίο während die Leitfähigkeit des am besten aus einem ununterbrochenen Eisenstück gebildeten magnetischen . Nebenschlusses bei verschwindender Sättigung sehr rasch zunimmt, so daß der überwiegende Teil des Kraftflusses dabei von dem aktiven Weg in den magnetischen Nebenschluß abgelenkt wird. Der aktive Kraftfluß, der die Schließung des Schalters verhindert, fällt also sehr rasch mit dem sinkenden Strom ab; die andere auf den Schalter einwirkende Kraft, die ihn zu schließen strebt, nimmt aber nicht in gleichem Maße ab und überwiegt daher schließlich die Wirkung des ihr entgegenwirkenden Kraftflusses, so daß der Schalter dann geschlossen wird. Die Kraft, welche das Schließen des Schalters veranlaßt, rührt von einem weiteren magnetischen Flux des Schützes her, der in einem anderen Teil desselben wirksam ist und den Schalter im entgegengesetzten Sinne angreift als der seine Öffnung bewirkende Kraftfluß. Zu der magnetischen Kraft, welche die Schließung des Schalters bewirkt, können noch mechanische Kräfte, wie z. B. die Schwerkraft oder ähnliche Kräfte, hinzukommen.

Das gemäß der Erfindung ausgebildete Schütz kann in verschiedener Weise ausgeführt werden. Einige Ausführungsformen sind in der Zeichnung dargestellt. In sämtlichen Figuren haben die mit gleichen Bezugszeichen bezeichneten Teile des Apparates gleiche bzw. ähnliche Bedeutung.

Fig. ι bzw. ι a bzw. 1 b bzw. 1 c zeigen den Apparat gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in Seitenansicht und teilweise im Schnitt bzw. in der Draufsicht bzw. im Schnitt in der Ebene A-A bzw. im Schnitt in der Ebene B-B der Fig. 1.

Der ganze Apparat ist zweckmäßigerweise auf irgendeiner passenden isolierenden Platte 10, z. B. aus Schiefer, befestigt. Die Kontakte, die das Schütz öffnet und schließt, sind durch 11 bzw. 12 angedeutet. 11 ist ein fester und 12 ein beweglicher, auf einem um die Achse 16 drehbaren doppelarmig ausgebildeten, von der Hauptstromspule 13 gesteuerten Hebelschalter angeordneter Kontakt. Der Kontakt 12 kann zweckmäßig in bekannter Weise auf einem mittels Achse 19 in den Ansätzen 37 des Hebelschalters gelagerten Kontaktträger 18 befestigt sein, welcher einerseits mit seinem Nocken 21 an dem Schalter abgestützt ist und andererseits eine gespannte Feder 20 zusammendrückt, so daß beim Schließen der Kontakte die Feder noch mehr zusammengedrückt wird, wodurch eine gute Berührung der Kontaktfläche gesichert wird.- Die Hauptstromspule 13 erregt einen beweglichen Magnetkern 14 und wird durch ein zur Rückleitung der Flüsse dienendes U-förmiges Joch ι, ι mit Polen 8 und 7 getragen. Die untere bzw. obere Führungsstange 2 des Magnetkernes 14 werden in den Führungen 5 bzw. 4 geführt. Der Hub des Kernes 14 ist oben durch eine Eisenplatte 14' begrenzt. Die Eisenplatte 14' ist mit dem Joch 1, 1 durch Schrauben 41 und 44 fest -verbunden und gegen dieses durch Messingplatten 43 und 45 von passender Dicke und gegen die obere Führungsstange 2 durch Messinghülse 4 magnetisch isoliert. Auch seitlich ist die Eisenplatte von dem Pol 8 des Joches durch einen passend großen Luftspalt 62 getrennt. Der seitliche Luftabstand 45' zwischen der Seitenwand der Platte 14' und der des Poles 7 darf dagegen nicht groß sein, damit der den magnetischen Nebenschluß zum Luftspalt 25 bildende Weg vom Pol 7 zum benachbarten Teil der Platte 14' und zum oberen Teil des Kernes 14 (bei seiner oberen Lage) möglichst aus Eisen besteht. Die Platte 14' trägt die beiden Lager 17, 17 für die Achse 16 des vom Schütz gesteuerten Schalters, welcher aus zwei parallelen Eisenstegen 30, 30 besteht. Der rechte Teil der Eisenstege, der Hebelarm 15, trägt ein eisernes Polstück 3, welches mit dem Polstück 8 zusammenarbeitet. Der linke Teil des Schalters, der Hebelarm 22, trägt ein weniger massives, z. B. mittels Schraube 31' daran befestigtes Polstück 31, welches mit dem Pol 7 des Joches zusammenarbeitet. Das Polstück ¹Qo 31 ist .zweckmäßigerweise, wie in Fig. 1 gezeigt ist, mit Seitenflügeln 32, die den Pol 7 seitlich überdecken, aber ihn nicht berühren, versehen. Die Größe des Luftspaltes 25 zwischen dem Pol 7 und Anker 31 kann durch *°5 eine die Polplatte 31 durchsetzende Justierschraube 26 aus nicht magnetisch leitendem Material beliebig eingestellt werden, mit welcher sich der Schalter bei seiner Ausschaltlage auf den Pol 7 stützt. Die Gewichtsverteilung no des Schalters ist zweckmäßigerweise so getroffen, daß er, wenn keine andere Kraft ihn in der gezeichneten Lage zurückhält, sich um die Achse 16 in der Uhrzeigerrichtung dreht und die Kontakte 11, 12 zu schließen strebt. Um ihn z. B. beim Ausbleiben des Stromes in der Ausschaltlage zu halten, ist die obere Führungsstange 2 des Magnetkernes 14 mit einem Mitnehmerglied, z. B. einer Messingscheibe 34, versehen, die bei der unteren Lage des Kernes 14 sich auf einen entsprechenden, z. B. zwischen zwei Stegen 30 des linken Armes 22

vorgesehenen Querträger 35 auflegt, so daß bei unerregter bzw. ungenügend erregter Spule 13 der Kern 14 mit seinem Gewicht den linken Arm 22 des Schalters belastet und diesen in der Ausschaltlage hält.

Die Wirkungsweise des Schützes ist nun folgende:

Wenn die Spule 13 von einem verhältnismäßig großen Strom durchflossen ist, d. h. von

ίο einem Strom, bei welchem . der Schalter des Schützes nicht -geschlossen werden darf, so wird der Magnetkern 14 unter der Wirkung der Spule und der Platte 14' in die durch punktierte Linien angedeutete Lage hochgehoben, und hierdurch wird der Arm 22 vom Anschlag 34 'freigegeben. ■ Dieser Schalter strebt nun unter dem Einfluß seiner Schwere sowie der im Luftspalt 9 zwischen den Polstücken 8 und 3 wirksamen Kraft des magnetischen Flusses — welcher aus dem unteren Ende des Kernes 14 durch den rechten Schen-

' kel des Joches 1, den Pol 8, den Luftspalt 9, den Pol 3, den Hebelarm 15, die Lager 17 und den anliegenden Teil der Eisenplatte 14' in den oberen Teil des Kernes 14 fließt —, sich im Uhrzeigersinn um die Achse 16 zu drehen und das Kontaktpaar 11, 12 zu schließen. Dies kann aber so lange nicht erfolgen, als der Schalter daran durch die im Luftspalt 25 zwisehen dem Pol 7 des Joches 1 und dem Pol 31 des linken Hebelarmes 22 des Schalters wirksame magnetische Kraft verhindert ist. Der diese Kraft erzeugende magnetische Kraftfluß bildet einen Teil des Kraftflusses, welcher aus dem unteren Ende des Kernes 14 in den linken Schenkel des Joches 1 und in den Pol 7 kommt. Hier verzweigt sich dieser Gesamtflux in zwei Teilflüsse: der erste aktive Teil fließt durch den Luftspalt 25 in den Pol 31, von dort über die parallelen Querstege 30 des linken Hebelarmes 22 in die Lager 17, 17 und in das obere Ende des Kernes 14 zurück. Der zweite Teilflux fließt in den beinahe ausschließlich aus Eisen gebildeten magnetischen Nebenschluß zum aktiven Teilflux, und zwar direkt vom Pol 7 seitwärts zur Platte 14' (ev. durch den kleinen Luftspalt 45', wenn ein solcher vorhanden ist) und von da in das obere Ende des Kernes 14. Bei größerem Hauptstrom bildet der aktive Teilflux durch den Luftspalt 25 einen wesentlichen Teil des Gesamtfluxes des linken Jochschenkels, so daß die Kraft, welche auf den Pol 31 wirkt, sowohl der Schwerkraft wie auch der auf das Polstück 3 wirkenden magnetischen Kraft (die infolge der größeren Breite des Luftspaltes 9 beim geöffneten Schalter verhältnismäßig klein ist) das Gleichgewicht hält. Mit dem Sinken des Hauptstromes aber nimmt die Kraft im Luftspalt 25 viel rascher ab als die anderen Kräfte, da der magnetische Nebenschluß über 45', 14' dabei immer besser leitend wird und einen relativ zum Flux über 25 immer größer werdenden Teil des Gesamtflusses des linken Schenkels von dem Luftspalt 25 ablenkt. Schließlich überwiegen bei passend gesunkenem Strom die Kräfte, welche den Schalter einzuschalten streben, und während seiner Einschaltbewegung steigt noch die auf den Pol 3 wirkende magnetische Kraft zufolge des sich verringernden Luftspaltes 9 stark an; die auf den Pol 31 wirkende Kraft nimmt dagegen wegen des wachsenden Luftspaltes 25 stark ab, so daß die Einschaltung mit heftigem Impuls erfolgt. Der Kern 14 bleibt auch bei verringertem Strom in seiner oberen Lage, da er von der Platte 14' festgehalten wird. Nur bei vollkommen ausbleibendem bzw. bei ganz geringem Strom — wie dies infolge des Ausbleibens bzw. des abnormal großen Abfallens der Spannung im Netz geschehen kann — fällt der Kern 14 ab und bringt durch sein Aufstoßen auf den Teil 35 des Schalters diesen in die Ausschaltstellung.

Eine andere Ausführungsform zeigen die Fig. 2 bzw. 2 a bzw. 2 b bzw. 2 c, und zwar in Seitenansicht bzw. im Grundriß bzw. im Schnitt längs der Ebene A-A bzw. längs der Ebene B-B der Fig. 2. Hier ist der Kern 14 unbeweglich und kann mit der Platte 14', z. B. mittels Schraube 40, fest verschraubt sein. Die Verriegelung bzw. Entriegelung des Schalters erfolgt hier durch ein besonderes Organ 57, wie weiter unten beschrieben ist. Die Messingplatte 45 ist von solcher Dicke, daß durch diese kein nennenswerter Nebenschluß zu dem im Luftspalt 25 wirksamen aktiven Fluß sich ausbilden kann. Der magnetische Nebenschluß wird hier vielmehr gebildet durch den hinteren Teil 28 des Verriegelungsorganes 57. Dieses Organ ist auf einer in Lagern 52 drehbaren Achse 52' (aus Eisen oder Messing) befestigt. Durch eine zusammendrückbare Feder 65 wird das Verriegelungsorgan 57, wenn auf seine Armatur .28 keine magnetische Kraft einwirkt, in der in Fig. 2 dargestellten Lage festgehalten und verriegelt mit seinem in der Nut 59 des Schalters geführten Querstab 58 (aus Messing) den Schalter in der Ausschaltlage. Der Schalter selbst trägt wie im vorigen Ausführungsbeispiel auf seinem linken bzw. rechten Hebelarm 22 bzw. 15 einen mit dem Pol 7 bzw. 8 des Joches zusammenarbeitenden Pol 31 bzw. 3. Der Hebelarm 22 besitzt auf seinem unteren Rand einen passenden Ausschnitt 58', damit die Achse 52' in diesem Ausschnitt unter dem Arm 22 hindurchgehen kann. Das Gewicht des Schalters kann hier wiederum so verteilt sein, daß sein rechter Teil überwiegt und den Schalter zu schließen strebt. Übrigens ist dies —·' wie auch beim vorigen Ausführungsbei-

spiel — nicht unbedingt notwendig; die Gewichtsverteilung kann auch anders getroffen sein, in welchem Falle die Schließung des Schalters ausschließlich durch die magnetische Kraft im Luftspalt 9 zwischen den Polen 8 und 3 bewirkt wird.

Die Wirkungsweise ist ähnlich wie bei der vorher beschriebenen Anordnung. Wird die Hauptstromspule 13 erregt, so zieht zunächst

to der Pol· 7 mit seinen äußeren Teilen die Armatur 28 des Verriegelungsorganes 57 an, so daß diese dicht an der äußeren Polfläche anliegt. ■ Dadurch wird' der Schalter entriegelt. Er bleibt aber so lange in seiner Ausschaltstellung, als der aktive Kraftfluß in dem Luftspalt 25 ausreicht, ihn festzuhalten. Dieser Kraftfluß geht von dem Pol 7 durch den Luftspalt 25 in den Pol 31 des Schalters und von dort durch den Hebelarm 22, die Achse 16, die Lager 17 und die Platte 14' in das obere Ende des Kernes 14 zurück. Der den magnetischen Nebenschluß dazu bildende Fluß geht von dem Pol 7 durch die die Strecke 45 überdeckenden Teile der Armatur 28 direkt in die Platte 14'.

Bei hohem Strom ist dieser Nebenschluß gesättigt, der aktive Fluß durch den Luftspalt 25 ist also verhältnismäßig groß und überwiegt die Wirkung des auf den rechten Hebelarm 15 einwirkenden Flusses (über 8, 9, 3, 15, 16, 17, 14' und 14) und ev. auch die der Schwerkraft des Schalters. Beim sinkenden Strom verliert der Nebenschluß 28 seine Sättigung, wird gut leitend, lenkt einen relativ größeren Teil des vom linken Schenkel 1 kommenden Gesamtflusses von dem aktiven Wege ab; der aktive Fluß fällt rapid ab, und bei genügend gesunkenem Strom überwiegt das auf den Schalter einwirkende rechtsdrehende Drehmoment. Der Schalter wird geschlossen. Das Verriegelungsorgan 57 bleibt in seiner Entriegelungsstellung, da die Armatur 28 von dem Pol 7 festgehalten wird. Nur bei ganz kleinem Strom bzw. bei Nullwert des Stromes wird sie freigegeben, so daß dann das Vcrriegelungsorgan in seine Sperrlage unter der Wirkung der Feder 44 zurückschnellt und den Schalter öffnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 bzw. 3 a bzw. 3 b, welches den Apparat in Seitenansicht bzAv. Schnitt in Ebene A-A bzw. im Schnitt in Ebene B-B der Fig. 3 darstellt, ist der Schalter so ausgebildet, daß er infolge seiner Schwerkraft sich in die in der Fig. 3 dargestellte Ausschaltlage einzustellen strebt, so daß man hier keiner besonderen Verriegelungsvorrichtung bedarf und der Schalter beim Ausbleiben des Stromes von selbst in die Ausschaltlage zurückkommt.

Die über dem Eisenkern 14 gelegene, den beweglichen Teil des Schützes tragende Platte 14' ist bei dieser Anordnung aus nicht magnetischem Material, z. B. aus Kupfer, Messing o. dgl., gebildet. Der Fluß, welcher aus den Polen 7 des Magnetkernes 14 ausgeht, verzweigt sich in zwei Teile: der aktive Fluß fließt durch das Eisenstück 23, den Luftspalt 25, den Hebelarm 22, den Hebelarm 15, den Pol 3 und den Luftspalt 9 in den oberen Teil des Kernes 14; der zweite Teil des Gesamtflusses fließt durch die den magnetischen Nebenschluß bildende verhältnismäßig" dünne Platte 28 in die Lager 17 und von dort über den Hebelarm 15, den Pol 3 und den Luftspalt 9 in den oberen Teil 8 des Kernes 14. Die Bedeutung der übrigen Teile der Anordnung, die durch die gleichen Bezugszeichen angedeutet sind wie die entsprechenden Teile der vorher beschriebenen Anordnungen, ist ohne weiteres klar. Es ist noch zu bemerken, daß hier 24 eine zur Regelung des Luftspaltes 25 dienende, längs der Justierschraube 26 bewegliche, durch die Feder 27 feststellbare Schraubenmutter aus Messing bedeutet, und 13' bzw. 15' die Endkontakte der Erregerspule 13 sind, durch welche derselben der Erregerstrom über entsprechende (in der Zeichnung nicht dargestellte) Zuführungsleitungen zu- und abgeführt wird; natürlich ist der Erregerstromkreis der Spule 13 unabhängig von der Schließung oder öffnung des Stromkreises der von ihr gesteuerten Kontakte 11-12, und diese beiden Stromkreise können unter Umständen vollkommen getrennt voneinander sein. Es kann aber auch unter Umständen nötig sein> den Stromkreis der Spule 13 an einem Ende derselben und einen der Kontakte 11-12 an einen gemeinschaftlichen Netzpunkt anzuschließen. Dann kann das betreffende Ende der Spule 13, z. B. 15', mit dem betreffenden Kontakt, z. B. 12, innerhalb des ,Schützes durch eine weitere Leitung 21' verbunden sein.

Die Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. 3 ist im wesentlichen dieselbe wie bei den vorher beschriebenen Anordnungen. Obwohl hier der .Gesamtfluß, welcher den Luftspalt 9 durchdringt und die Schließung des Schalters herbeizuführen strebt, größer ist als der diesem entgegenwirkende Teilflux, welcher durch den Luftspalt 25 hindurchgeht, kann man doch die Querschnitte der beiden Luftspalte und die Länge der Hebel 15 bzw. 22 so bemessen, daß sich die von beiden entgcgenwirkenden Flüssen auf den beweglichen Teil des Schützes ausgeübten Drehmomente bei einem gewissen Grenzwert des die Erregerspule 13 durchfließenden Stromes das Gleichgewicht halten. Überschreitet nun der Strom diesen Grenzwert nach oben, so nimmt der Gesamtfluß durch den Luftspalt 9 in einem ge-Avissen Maße zu, dabei nimmt aber der Teilfluß durch den Luftspalt 25 in einem größeren

A^erhältnis als der Gesamtfluß zu, da wegen der wachsenden Sättigung des Nebenschlußweges 28 von diesem ein immer größerer Betrag nach dem Luftspalt 25 hin abgelenkt wird; das auf den Hebel 22 ausgeübte Drehmoment wächst also mit zunehmendem Strom relativ rascher als das Drehmoment an dem Hebelarm 15. Das Gleichgewicht der Drehmomente wird gestört, und der Schalter öffnet sich. Wenn dagegen der Strom unter den Grenzwert herabsinkt, so fällt das Drehmoment an dem Hebelarm 22 relativ rascher ab als das Drehmoment an dem Hebelarm 15, so daß das letztere überwiegt und der Schalter geschlossen wird bzw. geschlossen bleibt, solange der Strom sich unterhalb des erwähnten Grenzwertes und oberhalb des Nullwertea bzw. eines bestimmten geringen Wertes hält. Man kann die Wirkungsweise der oben beschriebenen Anordnungen noch in einer Richtung vervollkommnen. Wenn nämlich bei geschlossenem Schalter der Strom auf einen unzulässig großen Betrag gestiegen ist, so kann es leicht geschehen, daß der Schalter noch nicht rechtzeitig öffnet, da bei dieser Lage des Schalters der Luftspalt 25 zu groß. und der Luftspalt 9 ganz klein bzw. verschwindend ist, so daß dabei der Kraftfluß durch den ersteren Luftspalt die Wirkung des Kraftflusses im letzteren Luftspalt nicht überwinden kann. Um dem abzuhelfen, wird gemäß der Erfindung an passender Stelle eine Dämpfungsvorrichtung angebracht, welche beim wachsenden Strom das Anwachsen des Flusses durch den Luftspalt 25 im Verhältnis zum Fluß durch den Luftspalt 9 noch mehr begünstigt, so daß das Drehmoment an dem Hebelarm 22 in noch stärkerem Maße im Vergleich mit dem Drehmoment an dem Hebelarm 15 anwächst. Diese Dämpfungsvorrichtung, die durch einen in sich kurzgeschlossenen, elektrisch gut leitenden Körper, z. B. durch eine Kupferhülse 29, gebildet ist, wird am besten, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, um den als magnetischer Nebenschluß dienenden Schenkel 28 angebracht. Wenn der Strom stark anwächst, wird das Anwachsen im magnetischen Nebenschluß 28 durch die Dämpfungsvorrichtung 29 verzögert, der ganze Fluxüberscliuß, um welchen der Gesamtflux angewachsen ist, wird daher nach dem Luftspalt 25 hin abgelenkt, und der aktive, durch den Luftspalt 25 auf den Hebelarm 22 einwirkende Fluß wird daher in relativ viel höherem Maße verstärkt als der Gesamtfluß durch den Luftspalt 9, wodurch das sichere Öffnen des Schalters beim starken Anwachsen des Stromes bewirkt wird.
.. ... In ähnlicher Weise kann man den . Fluß durch den Luftspalt 9 dadurch relativ langsamer als den Fluß durch den Luftspalt 25. anwachsen lassen, daß man die Dämpfungsvorrichtung 29 auf dem den Fluß des Luftspaltes 9 führenden Schenkel anbringt. Dadurch wird das Wachsen dieses Flusses beim starken Ansteigen des Stromes abgeschwächt. Diese letztere Anordnung ist dann vorteilhaft, wenn, wie z. B. bei der später beschriebenen Ausführung nach Fig. 4, der Fluß durch den Luftspalt 9 in einem anderen Schenkel verläuft als der Fluß im Luftspalt 25, so daß bei der Abdämpfung des ersteren der letztere nicht mit abgedämpft wird.

Schließlich kann man auch auf beiden genannten Stellen je eine Dämpfungsvorrichtu ng 29 anbringen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 stellt eine Vereinfachung der gemäß Fig. 2 dar; hier nimmt der Schalter unter Wirkung seiner Schwerkraft allein die in der Zeichnung dargestellte Ausschaltstellung ein. Der die Schließung des Schalters bewirkende Kraftfluß verläuft hier wieder durch den Hebelarm 15, Pol 3, Luftspalt 9 und Pol 8 des Schenkels ι; der die Schließung des Schalters ver-. hindernde Kraftfluß nimmt seinen Weg über den Hebelarm 22, Pol 31, Luftspalt 25 und den Schenkel 7. Der magnetische Nebenschluß dazu wird hier durch den Schenkel 28 mit der darauf angebrachten Dämpfungsvorrichtung 29 gebildet. Es kann unter Umständen vorteilhaft sein, im Wege des durch den Schenkel 7 verlaufenden Gesamtflusses eine weitere Unterbrechung des magnetisch leitenden Materials, z. B. durch Einfügung eines Messing-Stückes 49, zu erzeugen, zum Zweck der Charakteristik des Gesamtfluxes (d. h. die Kurve seiner Abhängigkeit vom Erregerstrom) eine mehr geradlinige Gestalt zu geben, wodurch das rasche Abfallen des aktiven Flusses bei sinkendem Strom noch gesteigert wird.

Bei der Schaltung nach Fig. 5 wird dem Motor mit dem Anker A und der Feldwicklung F durch Schließen des Hauptschalters L zunächst der ganze Widerstand R₁, R₂, R_s vorgeschaltet, wobei die Spule 13 des Schützes S₁ vom Strom durchflossen wird. Wenn der Strom infolge der angewachsenen Geschwindigkeit des Motors auf einen für die Ausschaltung der ersteh Widerstandsstufe .R₁ geeigneten Wert gesunken ist, schließt sich selbsttätig der Schalter des ersten Schützes, der Widerstand R₁ wird über die Spule des zweiten Schützes kurzgeschlossen, aber der Schalter des zweiten Schützes bleibt zunächst offen, bis der Strom wieder auf den geeigneten Wert gesunken ist; dann aber schließt er sich, wodurch die Stufe R₂ über die Spule des dritten Schützes kurzgeschlossen wird. Schließlich wird beim bestimmten Wert des Stromes auch der Schalter des dritten Schützes selbsttätig geschlossen, so daß der Motorstrom jetzt art

das Netz über sämtliche Spulen der Schütze in Serie angeschlossen ist. Beim Ausbleiben der Spannung öffnen sich die sämtlichen Schützschalter von selbst, so daß beim Wiedereintritt der Spannung der Motor wieder in der oben beschriebenen Weise angelassen wird.

Eine andere Schaltanordnung zeigt Fig. 6.

Bei dieser bleiben während des Anlassens die einmal geschlossenen Schütze nicht dauernd in

ίο Serie eingeschaltet, sondern ein jedes Schütz legt, sobald es durch Schließung seines Schalters die Spule des nächstfolgenden Schützes in Serie an seine eigene Spule anschließt, die erstere Spule parallel sowohl zu der neu abgeschalteten Widerstandsstufe als auch zugleich zu den in Reihe mit dieser Stufe liegenden bereits kurzgeschlossenen Stufen, so daß dadurch das vorangehende Schütz aberregt wird. Bei der Schließung des letzten Schützes wer-

ao den dann die sämtlichen Widerstände durch die Spule dieses Schützes kurzgeschlossen, welche allein vom Strom durchflossen bleibt.

Die Anordnung ist in der Fig. 6 für den

Fall dargestellt, daß der Widerstand aus drei Stufen R₁₁ R₂, R₃ besteht. Die Widerstände R₁ und R_s bilden eine Gruppe, der Widerstand R₂ die andere. Die Spule des ersten Schützes ist zwischen beide Gruppen eingeschaltet. Der Verbindungspunkt i$\ zwischen der Spule des ersten Schützes und dem ersten abzuschaltenden Widerstand ist mit einem der Kontakte des ersten Schützes, z. B. mit 12_1} verbunden. Sein anderer Kontakt H₁ ist an die Spule des nächstfolgenden Schützes S₂ angeschlossen, deren anderes Ende an den Verbindungspunkt R₁ und R₃ angelegt ist. Der Verbindungspunkt zwischen dem Kontakt H₁ und der zweiten Schützspule sind zugleich mit dem Kontakt I2₂ des zweiten Schalters verbunden, während der Kontakt H₂ mit der Spule I3₃ und dem Kontakt I2₃ des dritten Schützes verbunden ist. Das andere Ende der Spule 133 des dritten Schützes ist an den Anfangspunkt, der Kontakt H₃ an den Endpunkt des Gesamtwiderstandes angeschlossen.

Beim Anlassen sind zuerst die sämtlichen Stufen dem Motor vorgeschaltet. Die Spule I3-L wird vom Strom durchflossen, welcher zunächst zu groß für die Schließung des Schalters des ersten Schützes ist; dann wird der Schalter bei geeignetem Wert des Stromes selbsttätig geschlossen und der Widerstand R₁ über die Spule 13, kurzgeschlossen. Das Schütz S₂ wird erregt, und nachdem der Strom wieder auf einen passenden Strom gesunken ist, schließt er seinen Schalter. Dadurch wird die Spule 13,, des dritten Schützes erregt und mit dem Widerstand R_s und Spule I3₂ in Reihe parallel zu dem Stromkreis R₁, 13', R₂ gelegt, so daß das Schütz ,S₁ aberregt wird. Danach schließt sich der Schalter des dritten Schützes S₃, so daß die sämtlichen Widerstände nunmehr durch die Spule I3₃ kurzgeschlossen und alle vorangehenden Schütze aberregt werden.

Für eine beliebige Anzahl der Widerstandsstufen dieser Anlaßschaltung nach Fig. 6 gestaltet sich die Schaltung analog der vorbeschriebenen. Es bilden z. B. Widerstände R₁₁ R₃, i?₅ hintereinander . die eine Gruppe, Widerstände R₂, R₁, R_s. .. die andere; die Spule des ersten Schützes ist zwischen die beiden Gruppen eingeschaltet und ihr Verbindungspunkt mit dem Widerstand R₁ zugleich mit einem Kontakt ihres Schützes, z. B. mit i2_1; verbunden. Bei jedem der übrigen Schütze, z. B. von der Zahl k, ist die Spule I3i des Schützes Sk einerseits an den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand Ru—i und Rh + 1 und andererseits an die Kontakte I2fc und lift 1 (oder n_ft und I2fc_j) angeschlossen. Bei dem letzten Schütz ist die Spule mit dem einen Ende des Gesamtwiderstandes und der freie Kontakt mit dem anderen Ende des Gesamtwiderstandes verbunden.

Die oben beschriebene Einrichtung zur Schlitzsteuerung mit Begrenzung des Stromes kann man mit Vorteil auch bei solchen Steuerungen vorsehen, welche mittels von der Hand betätigter Kontroller erfolgen. In diesem Fall dient die Anordnung dazu, um die der jeweiligen Stellung der Kontrollerwalze entsprechenden Widerstandsstufen nur dann ausschalten zu lassen, wenn der Strom auf den geeigneten Betrag gesunken ist, bei größeren Strömen dagegen die Ausschaltung der Widerstände zu verhindern. Für solche Regelung bedarf aber das oben beschriebene Schütz noch einer Ergänzung. Es muß mit einer Vorrichtung versehen werden, welche seinen Schalter nach Wunsch der den Kontroller betätigenden Person unabhängig von der Stromstärke geöffnet hält. Zu diesem Zweck wird der Apparat mit einer weiteren Spule versehen, die z. B. von der Netzspannung aus mittels Kontrollers erregt werden kann und die die Wirkung des durch den Luftspalt durchgehenden aktiven Flusses unterstützt. Diese Hilfsspule 36 kann auf beliebige Weise angeordnet werden. Sie kann z. B. gemäß Fig. 7 bzw. Fig. 9 bzw. Fig. 10 so auf dem Schenkel 28 bzw. auf dem Kern 14 bzw. auf dem Eisenstück 23 in unmittelbarer Nähe des Luftspaltes 25 angebracht werden, daß sie die Wirkung der Hauptstromspule 13 in bezug auf den im Luftspalt 25 wirksamen aktiven Fluß unterstützt und in bezug auf den magnetischen Nebenschluß 28 schwächt; sie kann auch einen besonderen Hilfspol 64 erregen, welcher entweder gemäß Fig. 8 mittels Gelenksystems 61,62,63 oder gemäß Fig. π unmittelbar auf den Hebelarm 22 einwirkt.

Ein Ausführungsbeispiel für die Verwendung der in soeben beschriebener Weise durch eine Festhaltespule 36 ergänzten Schütze für die Steuerung mit Kontroller ist aus der Fig. 12 ersichtlich. Die Anordnung ist, abgesehen von den Festhaltespulen 36, identisch mit der nach Fig. 6. Je nach der jeweiligen Lage der Kontrollerwalze (deren verschiedene Stellungen durch punktierte Linien 1 bis 4 angedeutet sind) wird eine entsprechende Festhaltespule aberregt, wobei dann das zugehörige Schütz seinen Schalter nach Maßgabe der Stromstärke schließen kann.

Wenn der Hauptschalter L geschlossen wird und der Kontroller sich in der Stellung 1 befindet, so wird die Erregerspule des Schützes S₁ in Reihe mit der Ankerarmatur A und den Widerständen T?², T?¹ und R^s vom Strom durchflossen. Wenn dieser Strom genügend gesunken ist, so würde das Schütz S₁ seine Kontakte schließen, wäre es nicht durch die erregte Spule 36¹ daran verhindert. Durch die Verstellung des Kontrollers in die Lage 2 wird die Spule 36¹ aberregt, worauf das Schütz S₁ seine Kontakte schließt. Ebenso wie bei der Anordnung gemäß Fig. 6 wird nun durch die Schließung des Schützes S₁ die Spule 13² des Schützes ^₂ erregt, und bei genügend gesunkenem Strom wird dieses Schütz seine Kontakte schließen, sobald durch die Verstellung des Kontrollers in die Lage 3 die Spule 3ο² aberregt wird. In ähnlicher Weise, wenn der Kontroller schließlich in die Lage 4 verstellt wird, wird die Spule 36^s aberregt, und das Schütz S_a schließt bei passend gesunkenem Strom seine Kontakte, wodurch die letzte Widerstandsstufe ausgeschaltet wird und der Motoranker A in Reihe mit der Spule 13³ des Schützes S_s direkt an das Netz angelegt wird.

Claims (6)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Elektromagnetisches Schütz, welches seine Kontakte nach Maßgabe der Stromstärke betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiarmiger Hebel (15, 22), dessen einer Arm (15) den beweglichen Hauptkontakt trägt, von einer einzigen Magnetspule (13) derart gesteuert wird, daß parallel zu einem von dem Hauptstrom erregten, der Schließung des Schalters entgegenwirkenden Kraftfluß ein möglichst aus ununterbrochenem Eisen bestehender, bei größeren Strömen gesättigter magnetischer Nebenschluß gebildet ist, welcher bei einer für die Schließung des Schalters geeigneten Stromstärke seine Sättigung verliert und dann einen wesentlichen Teil des Flusses von dem Wege, auf welchem er den Schalter offen zu halten bestrebt ist, ablenkt, so daß sich der Schalter schließt.
2. 2. Elektromagnetisches Schütz nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel außer bei einer bestimmten Stromstärke auch beim Ausbleiben der Spannung in bekannter Weise, z. B. durch sein Eigengewicht oder durch sonst eine mechanische Rückführkraft, in die Ausschaltlage gebracht wird.
3. 3. Elektromagnetisches Schütz nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine oder mehrere in sich kurzgeschlossene Dämpfungsvorrichtungen (29) der Flux im magnetischen Nebenschluß oder der Flux, welcher die Schließung des Schalters veranlaßt, oder die beiden zugleich gegenüber dem Hauptstrom bei seiner Änderung verzögert werden.
4. 4. Elektromagnetisches Schütz nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Wege desjenigen Fluxes, welcher sich in den die Schließung des Schalters verhindernden aktiven Flux und in den im Nebenschluß dazu verlaufenden Flux teilt, ein weiterer Luftspalt vorgesehen ist, zum Zwecke, diesem Gesamtfiux eine passende magnetische Charakteristik zu geben.
5. 5. Schaltungsanordnung der Schützen gemäß Ansprüchen 1 bis 4 für eine selbsttätige, nach Maßgabe des Stromes fortschreitende Steuerung für Elektromotoren, dadurch gekennzeichnet, daß jedes von dem zweiten an bis zum vorletzten Schütz bzw. das letzte Schütz durch Schließung seines Schalters seine eigene Spule zusammen mit der Spule des nächstfolgenden Schützes bzw. nur seine eigene Spule parallel sowohl zu der neu abzuschaltenden Widerstandsstufe als auch zu dem ganzen, mit dieser Stufe in Reihe liegenden bereits abgeschalteten Widerstandsteile legt, so daß das vorangehende Schütz dabei aberregt wird (Fig. 7).
6. 6. Elektromagnetisches Schütz nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck, den Schalter des Schützes nach Wunsch unabhängig von der Stromstärke offen halten zu können, dieses mit einer Spannungsspule (36) versehen ist, welche mittels Kontrollers (C in Fig. 12) von Hand geschaltet wird.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.