DE379608C - Elektromagnetischer Schalter mit magnetischer Ausblasevorrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 24. AUGUST 1923

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

~ M 379608 KLASSE 21 c GRUPPE 35

(122124 V

International General Electric Co., Inc. in Schenectady, New York.

Elektromagnetischer Schalter mit magnetischer Ausblasevorrichtung.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. November 1921 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 2. November 1920 beansprucht.

Die bekannten magnetischen Ausblasevorrichtungen besitzen eine Ausblasespule, welche sich in Reihenschaltung mit den Schalterkontakten oder einem Kontakt befindet, der in den Stromkreis des Lichtbogens eingeschlossen ist,

nachdem die Kontakte sich trennen. Einer dei Zwecke der Erfindung-besteht darin, diese besondere Ausblasespule zu erübrigen, um die Schalterkonstruktion zu vereinfachen und die Herstellungskosten zu verringern. Die Erfin-

dung ist besonders anwendbar bei elektromagnetischen Schaltern, die einen steuernden Magnetkörper besitzen, durch welchen wahrend der Öftnung des Schalters und nach dem öffnen der Schalterkontakte eine magnetische Strömung fließt. Bei der Ausführung der Erfindung werden die Magnetpole der Ausblasevorrichtung an Punkte des Magnetkörpers des Schalters angeschlossen, deren magnetisches Potential sich ίο während des Schaltvorgangs verändert. Eine besondere Anwendung der Erfindung ist auch zweckmäßig bei elektromagnetischen Schaltern des Reihenausschaltetyps, die einen Magnetkörper besitzen, welcher während der Öffnung des Schalters und nach der Öffnung des Schalters erregt wird. Derartige Schalter besitzen im Magnetkörper zwei Luftstrecken, von denen die eine eine »schließende« und die andere eine »offen haltende« Strecke ist. Bei der Benutzung eines derartigen Schaltet s werden zwei Polplattenteile derartig an den Magnetkörper angeschlossen, daß ein Nebenschluß weg für die magnetische Strömung um die »schließende« Strecke herum geschaffen wird. Die Strömung durch diesen Nebenschlußweg erstreckt sich quer durch den Raum, in welchem sich die Kontakte trennen, so daß ein Lichtbogen zwischen den Kontakten unterbrochen wird.

In der Zeichnung zeigt

Abb. ι eine Seitenansicht eines mit einer Hauptschlußspule ausgestatteten elektromagnetischen Schalters des Ausschaltertyps, welcher eine Nebenschlußspule und eine magnetische Ausblasevorrichtung besitzt, die quer über die »schließende« Strecke im magnetischen Stromkreise geschlossen ist.

Abb. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Schalter und :

Abb. 3 eine Einzelansicht, um die »schließende·' und »offen haltende« Strecke im magnetischen Stromkreise des Schalters erkennen zu lassen. In dem Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Wicklung des Hauptstrommagneten im Ankerstromkreis eines Motors liegt und der Hauptstrommagnet dazu dient, den Vorschaltwiderstand des Motors nach dem Anlaufen selbsttätig kurzzuschließen. Der Nebenschlußmagnet ist während des Betriebs dauernd erregt. Der Schaltermechanismus ist an einer Platte 10 aus Schiefer oder anderem isolierenden Material befestigt. Der bewegliche Schalterteil 11 von der Gestalt eines Winkelhebels ist bei 12 an den Teil 13 angelenkt, welcher einen Teil des Magnetköipers des Schalters bildet. Der schwingende Kontaktfinger 14 ist drehbar an den winkelförmigen Schalterteilen 11 und 15 befestigt. Durch eine Feder 16 wird der Kontaktteil 14 derartig nachgiebig befestigt gehalten, daß er in wippenden Eingriff mit dem feststehenden Kontaktteil 17 zwecks Schließens des Kontaktes gelangt. Bei geschlossener Lage des Schalters wird mithin ein durch die Feder hervorgerufener Druck zwischen den Kontakten vorherrschen. Der Winkelhebel n ist bei 18 drehbar an den Magnetkern 19 angeschlossen, welcher den bewiglichen Teil der magnetischen Einrichtung des Schalters bildet. Der Kern 19 ist im wesentlichen von der aus Abb. 3 ersichtlichen Gestaltung, wobei der untere Teil 20 desselben geringeren Querschnitt wie der obere Teil besitzt. Dieser untere Teil 20 wird von einer Hülse 21 aus Messing oder anderem nicht magnetischen Material umschlossen, um den Kern 19 zu verhindern, an der einstellbaren Hülse 22 aus magnetischem Material festzuhalten, die den unteren Teil 20 und die Hülse 21 umgibt. Die Hülse 22 ist vorzugsweise von der Gestalt einer hohlen, zylindrischen, mit Außengewinde versehenen Schraube und besitzt unten einen geriffelten Kopf 23, durch welchen sie mit Beziehung zum Kern 19 und dem Stützteil 24 aus magnetischem Material entsprechend einzustellen ist. Zwischen dem oberen verstärkten Ende desKernesig und dem oberen TeÜ26 des Magnetkörpers ist eine »schließende« Luftstrecke 25 vorgesehen. Eine »offen haltende« Luftstrecke27 (Abb. 3) ist vorgesehen zwischen dem oberen Teil des Kernes 19 und der einstellbaren Hülse 22 aus magnetischem Material. Das untere Ende 20 des Kernes 19, welches verminderten Querschnitt aufweist, ruht auf einer Stütze 28, welche durch zwei Schrauben 29 und 30 in fester Lage gehalten wird. Diese Stütze 28 bringt die Öffnungsbewegung des Schalters zum Stillstand und gewährt ein Mittel, durch welches die »schließende« Luftstrecke 25 gewünschtenfalls einstellbar gemacht werden kann. Der Kern 19 ruht auf genannter Stütze auf, wenn die Schalterwicklungen nicht erregt sind, oder wenn die Serienwicklung 31, welche den Kern 19 teilweise und die »offenhaltende« Strecke 27 vollständig einschließt, über den kalibrierenden Punkt erregt ist, oder wenn die Stromrichtung in der Serienwicklung 31 mit Beziehung zur Nebenschlußwicklung 32 umgewendet wird.

Zur rechten Seite der Serienwicklung 31 befindet sich zwischen den aus magnetischem Material bestehenden Teilen 24 und 26 die Nebenschlußspule 32. Dieselbe umschließt einen Kern 33 aus magnetischem Material und ist zwischen den Teilen 24 und 26 mittels des Bolzens 34 festgeklemmt.

Der Magnetkörpei des Elektromagneten des Schalters wird stets erregt, während sich der Schalter in Wirksamkeit befindet. Die magnetische Strömung des Elektromagneten wird nutzbar gemacht, um den zwischen den Schalteikontakten 14 und 17 bei geöffnetem Schalter entstehenden Lichtbogen auszulöschen. Die »schließende« Strecke 25 wird geschlossen, wenn der Schalter geschlossen ist. Es macht sich ein Sinken des magnetischen Potentials über dieser

Strecke zu allen Zeiten bemerkbar, während welcher der Schalter sich öffnet und geöffnet bleibt, und zwar zufolge der Strömung, die durch die Nebenschlußspule 32 hervorgerufen wird. Gemäß der Erfindung wird die magnetische Ausblasevorrichtung in Nebenschluß zur schließenden Strecke gebracht Der Schenkel 37 aus magnetischem Material wird magnetisch mit dem unteren Teil 24 und der Schenkel 38 mit dem oberen Teil 26 des Magnetkörpers des Schalters verbunden. An die oberen Enden der Schenkel 37 und 38 sind die Platten 35 und 36 aus magnetischem Material angeschlossen, welche sich parallel zur Bewegungsebene des Schalterkontakte erstrecken. Diese Platten 35, 36 dienen zur Unterstützung der Lichtbogenkappe 39 in einer solchen Lage, daß die zwischen den Schalterkontakten entstehenden Lichtbogen sich von den Kontakten aus durch die Kappe hindurch aufwärts erstrecken.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Das Haupt- und Nebenschlußfeld hat im allgemeinen im Kern 19 die gleiche Richtung. Es sei angenommen, daß sich der Schalter in der geöffneten Lage befindet. Wenn beim Anlassen des Motors die Wicklung 31 durch einen Strom erregt ist, der einen vorher bestimmten Wert überschreitet, so wird der Schalter magnetisch in der geöffneten Lage gehalten, und zwar'zufolge des Umstandes,'daß der verminderte Querschnittsteil 20 des Kolbens 19 magnetisch gesättigt wird, wobei eine verstärkte Strömung quer über die »offenhaltende« Strecke 27 fließt und eine Kraft ausübt, die sich der Zugkraft an der »schließenden« Strecke 25 entgegensetzt und diese überwiegt. Wenn infolge des Anwachsens der gegenelektromotorischen Kraft des Motors der Hauptstrom in der Wicklung 31 unter den vorher bestimmten Wert sinkt, wird der Schalter zufolge des Umstandes geschlossen, daß die starke Sättigung im dünneren Kernteil 20 verschwindet, so daß der Zug an der Luftstrecke 27 nachläßt und der Zug an der »schließenden« Strecke 25 überwiegt. Die Nebenschlußwicklung 32 wild stets in Erregung versetzt, während sich der Schalter in Wirksamkeit befindet, um in dem Magnetkörper eine Strömung herzustellen, die kein Bestreben hat, den Schalter offenzuhaHen, jedoch eine Kraft ausübt, welche den Schalter schließt, im Falle der Strom in der Serienwicklung 31 einen Wert aufweist, der geringer als der vorher erwähnte vorher bestimmte Wert ist. Dieser Wert ist der sogenannte kalibrierende Wert oder »Ausschalt«-Wert.

Falls die gegenelektromotorische Kraft des Motors größer als die elektromotorische Kraft der speisenden Stromquelle wird, kehrt sich der Strom in der SerienwickJung 31 um, so daß sich Hauptstromfeld und Nebenschlußfeld entgegenwirken. Infolgedessen wird die magnetische Zugkraft an der Strecke 25 aufgehoben und die Zugkraft an der Strecke 27 öffnet den Schalter. Während er sich öffnet, macht sich ein Sinken des magnetischen Potentials über die »schließende« Strecke 25 geltend. Zufolge des Um-Standes, daß die magnetische Ausblasevorrichtung im Nebenschluß zur »schließenden« Strecke angeordnet ist, wird die durch die Nebenschlußspule hervorgerufene magnetische Strömung veranlaßt, ihren Weg durch den Schenkel 37 über die Schalterkontakte 14, 17 in rechtem Winkel zu ihrer Bewegungsebene und durch den Schenkel 37 zu nehmen. Diese Strömung, die als magnetisches Ausblasemittel wirksam wird, äußert sich auch dann, nachdem der Schalter geöffnet ist, wobei die zwischen den Schalterkontakten erzeugten Lichtbogen schnell unterbrochen und gezwungen werden, sich von den Schalterkontakten aus durch die Kappe 39 aufwärts zu erstrecken.

Claims (3)

Patent-Ansprüche :

1. Elektromagnetischer Schalter mit magnetischer Ausblasevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkörper während und nach der Öffnung der Kontakte erregt wild und die Polplatten für das Ausblasefeld durch magnetisches Material mit Stellen des Magnetkörpers verbunden sind, deren magnetischer Widerstand während des Öffnens des Schalters zunimmt.

2. Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblasepolplatten magnetisch in Nebenschluß mit einer Luftstrecke verbunden sind, die sich öffnet, wenn die Schalterkontakte geöffnet werden.

3. Elektromagnetischer Schalter nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Teile des Magnetkörpers aus einem beweglichen Antriebsteil für die Schalterkontakte bestehen, welcher zwischen zwei Luftstrecken liegt, von denen die eine eine im Sinne des Schließens der Kontakte wirkende Strecke (25) und die andere eine im Sinne des öffnens der Kontakte wirkende Strecke (27) ist, wobei die magnetische Ausbläsevorrichtung für die Schalterkontakte magnetisch in Nebenschluß mit der schließenden Strecke gesetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.