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1Vlotorschutzschalter. Die Schutzschalter, wie man sie für Induktionsmotoren
verwendet, sollen bei erheblichem Rückgang der Netzspannung den angeschlossenen
Motor vor dem Kippen vom Netz abschalten. Sie haben zu diesem Zweck ein Spannungsrückgangsrelais,
das das Auslösewerk des Schalters angreift. Man hat beobachtet, daß solche Schalter
unnötigerweise auch beim Zucken der Netzspannung abschalten, wie .es beispielsweise
durch einen rasch auftretenden und rasch abgeschalteten Kurzschluß im Netz hervorgerufen
werden kann, obwohl ein so flüchtiger Rückgang der Spannung für den Motor vollkommen
ungefährlich wäre. Der Betrieb des Motors wird dadurch unnötig oft unterbrochen.
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Diese Unbequemlichkeit ist beim neuen Schalter, der den Gegenstand
der Erfindung bildet, beseitigt. Sein Auslösewerk wird, wie bei bekannten Schutzschaltern,
von wenigstens einem L?berstromauslösemagneten und einem Spannungsrückgangsrelais
angegriffen. Erfindungsgemäß wirkt jedoch auf das Spannungsrückgangsrelais oder
auf einen von ihm betätigten Teil ein Gesperre ein, das durch einen von der Netzspannung
erregten Thermostaten in der wirksamen Stellung gehalten wird. Das Gesperre gibt
das Relais erst dann frei, wenn sich der Thermostat abgekühlt hat. Die Auslösung
wird dadurch verzögert. Damit wird aber die gewünschte Verbesserung erzielt, den
Schutzschalter gegen Zuckungen der Netzspannung unempfindlich zu machen.
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Das Spannun.gsrückgangsrelais kann beispielsweise ein Voltmeter sein
mit einem Schalter, der beim Zurückgehen des Zeigerausschlags betätigt wird und
dabei den Stromkreis eines auf das Auslösewerk einwirkenden Elektromagneten schließt;
am besten eignet sich jedoch dazu ein von der Spannung erregter Haltemagnet, der
einen das Auslösewerk angreifenden Anker entgegen der Zugkraft einer Abreißfeder
festhält. Das Gesperre kann aus einer einfachen Klinke bestehen, die vom Thermostaten
entgegen der Schwerkraft oder der Zugkraft einer Feder in, den Hubweg .des Ankers
gehalten wird, so daß der beim Rückgang der Spannung losgerissene Anker das Angriffsglied
des Auslös-ewerks nicht .erreichen kann.
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Ein besonderer Vorteil der neuen Anordnung ist die Möglichkeit der
Ausnutzung des Spannungsrückgangsrelais und seines Gesperres zur Verzögerung der
Auslösung beim überschreiten des normalen Betriebsstroms. Ist das Auslösewerk des
Schutzschalters, wie gewöhnlich, außer der Einwirkung des: Spannungsrückgangsrelais
noch der Einwirkung wenigstens eines überstromauslösemagneten ausgesetzt, so braucht
nur zu diesem Zweck an dem beweglichen Teil dieses Auslösemagneten oder an einem
zwischen diesem Teil und dem Auslösewerk eingeschalteten Zwischenglied oder in dem
Hubweg eines dieser Teile widerstrebend nachgiebig ein Schalter angebracht zu werden,
der beim Überschreiten des normalen Betriebss roms das Spannungsrückgangsrelais
und den Thermostaten abschaltet oder kurzschließt.
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Das Schema eines solchen Schalters, und zwar in .dreipoliger Ausführung,
ist beispielsweise in der Zeichnung dargestellt.
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An die Leiter R, S, T des Netzes ist über den Schutzschalter
der Motor M angeschlossen. Die Anschlußteile i, 2 des Schalters der Phase R können
durch die Kontaktfeder i überbrückt werden, die mit ihrem einen Ende an dem Teil
2 befestigt ist. Die Teile i und 2 sitzen auf :der Schaltergrundplatte, die durch
q. angedeutet ist. Das Schließen des Schalters erfolgt durch Hochdrücken des Griffes
5 auf der Schaltwelle 6 in die gezeichnete Stellung unter Vermittlung eines an sich
bekannten doppelten Kniehebels 7, 8, 9. Die Schaltwelle 6 ist drehbar an der Schaltergrundplatte
gelagert.
Die Lagerung ist der übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht ängedeutet.
Der Kniehebel setzt sich folgendermaßen zusammen: Auf der Schaltwelle 6 sitzt der
Arm i o. Der Arm io ist bei 9 an das Glied i i, das, Glied i i bei 8 an das Glied
12, das Glied 12 an den Arm 13 angelenkt, der bei 14 drehbar an dem Tei12 gelagert
ist. Die Gelenkachse 7 greift die Kontaktfeder 3 an. 8 und 9 sind die zwei Gelenke
des Kniehebels. In der Schließstellung des Schalters sind die Gelenke leicht durchgedrückt.
Ein Einknicken des Gelenkes 8 nach abwärts wird durch die Stellschraube 15, ein
Einknicken des Gelenkes 9 durch den festen Anschlag 16 verhindert.
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Unterhalb des Kniegelenkes 8 ist der überstromauslösemagnet 17 mit
dem Tauchkern 18 angebracht. Der Tauchkern ruht für gewöhnlich au,f dem festen Anschlag
i 9. In den Hubweg des Tauchkerns ragt der Daumen 2o, der auf der durch die drei
Schalter hindurchgehenden Welle 21 sitzt. Diese Welle ist wie die Schaltwelle 6
an der Grundplatte gelagert. Bei den anderen Schaltern isst die Anordnung ebenso.
Ein Herabfallen der Daumen 2o wird durch den festen Anschlag 22 am mittleren Schalter
verhindert.
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Auf der Welle 2 i sitzt außerdem noch der Daumen 23, der in den Hubweg
des. Spannungsrückgangsrelais 24, 25, 26 hineinragt. Das Spannungsrückgangsrelais-
setzt sich aus dem feststehenden, hufeisenförmigen Haltemagneten 26 mit der Erregerwicklung
24 und dein beweglichen Anker 25 zusammen. 'Die Feder 27 sucht den Anker von dem
Haltemagneten loszureißen. Der Anker ist während des Betriebes normalerweise durch
die Klinke 28 verriegelt, die bei 29 drehbar an der Schaltergrundplatte gelagert
ist. Die Schneide 3o der Klinke und die feststehende Schneide 31 tragen zwischen
sich den Thermostaten 32 mit der Heizwicklung 33. Die Feder 34 sucht die Klinke
28 aus. dem Bereich des Ankers 25 zu, ziehen.
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Die Erregerivicklung 24 des Spannu.ngsrückgangsrelais und die Heizwicklung
33 des Thermostaten sind miteinander in Reihe geschaltet und über den Vorschaltwiderstand
35 und den Schalter 36, 37, 38 zwischen den Phasen S und T angeschlossen. Dieser
Schalter besteht aus den Schleifkontakten 36, 37 und dem Kontaktsegment 38, das
auf der Schaltwelle 6 isoliert angebracht ist. Das Kontaktsegment ist in solcher
-\Vinkelstellu:ng an der Schaltwelle 6 befestigt, daß es bei vollständig geöffnetem
Schalter die Schleifkontakte 36, 37 nicht berührt, jedoch beim Einlegen des Schalters
die Kontaktfedern trifft, bevor noch die Federn 3 die Kontakte i berühren. Parallel
zur Erregerwicklung 24 und Heizwicklung 32 liegt der Schalter 39, 40, 41. Die Metallwinkel
39, 4o, die an der Grundplatte befestigt sind, tragen die Stellschrauben 39', 4o',
die die feststehenden Kontakte des Schalters bilden. Die feststehenden Kontakte
können durch die geschlitzte Blattfeder 41, die an der Welle 2 i befestigt ist,
überbrückt werden. Die Feder 42 sucht die Blattfeder 41 von den festen Kontakten
fernzuhalten.
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Der Sehalter arbeitet auf folgende Weise: Im eingeschalteten Zustand
ist der Schalter 36, 37, 38 geschlossen, der Schalter 39, 4o, 41 normalerweise offen.
Der Haltemagnet 26 ist infolgedessen erregt und der Thermostat 32 geheizt. Dieser
Zustand entspricht der Zeichnung. Beim Rückgang der Netzspannung reißt die Feder
27 den Anker 25 von dem Haltemagneten 26 ab. Der Anker wird jedoch vorerst noch
durch die Klinke 28 zurückgehalten. Steigt die Spannung sogleich wieder an, so wird
der Anker 25 wieder an den Haltemagneten heran.gerissen, der Schalter wird also
bei flüchtigem Rückgang der Netzspannung nicht ausgelöst. Hält sich jedoch die Spannung
längere Zeit auf dem niedrigen Wert, so kühlt sich der Thermostat 32, dessen Heizwicklung
33 entsprechend der geringeren Spannung weniger Strom erhält, allmählich ab und
zieht sich zusammen. Unter dem Einfluß der Feder 34 folgt die Schneide 3o dem Thermostaten,
bis schließlich die Klinke 28 den Anker 25 freigibt: Dieser schlägt dann unter dem
Einfluß der Feder 27 auf den Daumen 23. Dadurch werden die Daumen 2o gegen die Kniegelenke
8 der Schalter geschleudert; drücken die Gelenke ein und bewirken dadurch auf bekannte
Weise die Auslösung der Schalter.
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Benn Überschreiten des normalen Anlaufstroms, beispielsweise in der
Phase R, wird der Tauchkern 18 in die Spule 17 emporgezogen und nimmt den Daumen
2o mit. Dabei wird die Welle 21 gedreht und die Blattfeder 41 entgegen der Zugkraft
der Feder 42 auf die Kontakte 39', 40' gedrückt. Die Zugkraft der Feder 42 und die
Steifigkeit der Feder 41 ist gegen die Zugkraft des überstromauslösemagneten 17
so abgeglichen, daß beispielsweise beim zwei- oder dreifachen Wert des normalen
Betriebsstroms der Elektromagnet 17 nicht die Kraft hat, die Feder 41 so weit durchzubiegen,
da.ß die Daumen 2o die Kniegelenke 8 erreichen. Das Anwachsen des normalen Betriebsstroms
aufs Zwei- oder Dreifache bewirkt also zunächst nur die Schließung des, Schalters
39, 40, 41. Durch diesen Schalter wird die Erregerwicklung 24 und die Heizwicklung
33 kurzgeschlossen und stromlos gemacht. Der Vorschaltwiderstand
35
verhütet dabei ein .allzu starkes Anwachaen des Stroms in dem nicht kurzgesc'hlosse;-nen
Stromkreisteil. Der Anker 25 des Spannung'srückgangsreIais wird infolgedessen durch
die Feder 27 losgerissen, jedoch durch die Klinke 28 gesperrt, solange sich der
Thermostat noch nicht abgekühlt hat. Nur wenn die Überlastung so lange andauert,
bis sich der Thermostat verkürzt hat und die Klinke 28 den Anker 25 freigibt, erfolgt
die Auslösung des Schalters, und. zwar in derselben Weise wie bei Spannungsrückgang.
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Die Zugkraft der Feder 27 muß so groß sein, daß der Iosgerissene Anker
25 entgegen den Kräften der Federn 41 und 42 die Daumen 2o bis zum Anschlag an die
Kniegelenke 8 hochschleudern kann.
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Beim überschreiten des normalen Anlaufstroms, beispielsweise beim
vier- bis sechsfachen Betriebsstrom, ist die Zugkraft der Elektromagnete 17 ausreichend,
um mittels der Tauchkerne 18 die Daumen 2o bis. zum Anschlag an die Kniegelenke
8 emporzuschleudern entgegen den Kräften der Federn q.r und 42. Beim Überschreiten
des normalen Anlaufstroms erfolgt also die Auslösung sofort.
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Das Einlegen des Schalters geschieht auf folgende Weise: Wird von
der Ausschaltestellung aus der Handgriff 5 allmählich nach oben gedrückt, so trifft
das Kontaktsegment 38 auf die Federn 36 und 37 und schließt dadurch die Erregerwicklung
2¢ und. die Heizwicklung 33 ans Netz an. Der Anker 25 wird von dem Haltemagneten
26 angezogen und festgehalten. Das Thermostat 32 dehnt sich allmählich aus und verriegelt
mit der Klinke 28 den Anker 25. Unterdessen sind beim weiteren Hochdrücken des Schaltergriffs
5 die Federn 3 mit den Kontakten i in Berührung gekommen. In der Regel werden dann
beim Anlauf des Motors vorübergehend die Tauchkerne 18 in die Spulen 17 gezogen,
der Schalter 39, 40, 41 geschlossen und das Spannungsrückgangsrelais mit dem Thermostaten
stromlos gemacht. Bei normalem Anlauf dauert jedoch dieser Zustand nicht so lange
an, daß die Klinke 28 den Anker 25 freigibt und der Schalter ausgelöst wird. Der
Schaltergriff wird dann noch so weit hochgedrückt, bis sich der Arm i o gegen den
Anschlag 16 legt. Damit ist der ,Motor ans Netz angeschlossen.
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Die Betätigung des Schalters 36, 37, 38 für das Spannungsrückgangsrelais
und den Thermostaten durch die Schaltwelle 6 macht einen besonderen Handgriff oder
Druckknopf, wie man ihn bei älteren .Ausführungen zum Anschließen des Spannungsrückgangsrelais
angewendet hat, überflüssig, ohne daß dabei, wie bei anderen bekannten Ausführungen,
das Spannungsrückgangsre1ais dauernd eingeschaltet zu bleiben braucht.
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Die Anwendung des Schalters ist nicht auf den Motorschutz beschränkt.
Man kann ihn vielmehr auch in Lichtleitungen und andere Verbrauchskreise einschalten.
Das Spannungsrückgangsrelais 2¢, 25, 26 kann dabei unter Umständen seiner eigentlichen
Aufgabe entkleidet werden und nur als Hilfsvorrichtung dienen, um bei nur unerheblichem-
überschreiten des Betriebsstroms eine verögerte Auslösung zu bewirken.