DE513605C - Auf elektromagnetische und auf Waermewirkung ansprechender Ausloeser - Google Patents

Description

Es sind Auslösevorrichtungen für elektrische Schalter bekannt geworden, bei denen die thermische Wirkung durch Volumenvergrößerung einer Flüssigkeit erfolgt, die sich in einem vom elektrischen Strom durchflossenen Heizrohr befindet, wobei das Heizrohr zugleich als Erregerwicklung für den Magneten eines unverzögerten Überstromzeitrelais dient. Diese Auslöser sind nur für größere Stromstärken anwendbar; in der Regel wird eine Einstabwicklung benutzt, die von einem Magnetkörper nebst Anker umgeben wird. Der durch den hohlen, mit Flüssigkeit angefüllten Stab fließende Strom vermag bei hohen Stromstößen den Anker des Magneten anzuziehen und ebenfalls Schaltvorgänge einzuleiten oder zu bewirken. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß diese Anordnung versagt, wenn an Stelle des unmittelbar vom Strom durchflossenen Heizrohres eine Heizwicklung angewendet werden muß, wie es bei mittleren und kleinen Stromstärken der Fall ist. Es besteht daher ein Bedürfnis, derartige sogenannte kombinierte Auslöser so herzustellen, daß die Auslöser für jede beliebige Stromstärke brauchbar sind. Gerade bei den Auslösern für kleinere und mittlere Ströme, bei denen unbedingt Drahtwicklungen für die Herbeiführung der elektromagnetischen und der Heizwirkung benötigt werden, besteht nun die weitere Schwierigkeit, die in der Wicklung erzeugte Wärme ohne Gefahr des Verbrennens der Wicklungsisolation und zum Zwecke der Erzielung geringer Zeitkonstanten auf das eigentliche thermische Auslöseorgan zu übertragen.

Es sind nun kombinierte Auslöser' bekannt, die zur Verwendung für beliebige Stromstärken an Stelle des Heizrohres eine gemeinsame Magnet- und Heizspule besitzen, wobei das thermische Auslöseorgan aus einer leicht schmelzbaren Legierung besteht. Das thermische Ansprechen dieser Auslöser erfolgt infolge Weichwerdens der Legierung, und zwar derart, daß das Gewicht des verwendeten Eisenankers in diesem Falle verringert wird, so daß bei geringerem Strom das Anziehen des Ankers und damit das Abschalten eines Schalters hervorgerufen werden kann. Bei diesen Einrichtungen ist das Auslöseorgan in der Spule frei beweglich' angeordnet, so daß die in der Heizspule entwickelte Wärme über einen Luftstrom auf das Auslöseorgan übertragen werden muß. Derartige Auslöser eignen sich daher vorzugsweise zum Schütze von Stromverbrauchern mit verhältnismäßig großer Zeitkonstante. Würde man bei diesen Auslösern das Auslöseorgan mit leicht schmelzbarer Legierung durch eine Anordnung ersetzen, bei der die Volumenvergrößerung einer Flüssigkeit für den thermischen Auslösevorgang benutzt wird, so würde auch hier der für einen bestimmten Anwendungsbereich vorhandene Nachteil der großen Zeitkonstante bestehen bleiben, da die Über-

tragung der von der Heiz- und Zugspule ausgehenden Wärme über den die Wärme schlecht leitenden Luftzwischenraum zwischen dem Auslöseorgan und der Spule mit Wärme-Verlusten verbunden ist und eine Verzögerung im Ansprechen zur Folge hat.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bei der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß die Wärmeübertragung von der Heizspule auf das Auslöseorgan mit den geringst möglichen Wärmeverlusten derart erfolgt, daß die Heiz- und Zugspule das Auslöseorgan unmittelbar umgibt. Damit der Auslöser beim thermischen Ansprechen völlig unabhängig von dem elektromagnetischen Ansprechen und umgekehrt arbeitet, wird als Auslöseorgan eine besonders durchgebildete Anordnung mit Volumenvergrößerung einer Flüssigkeit, z. B. öl, verwendet. Der unmittelbar von der gemeinsamen Heiz- und Zugspule Umgebene Flüssigkeitsbehälter besitzt in seinem unteren Teil eine zylinder-, förmige Aussparung, in die ein Eisenanker durch die von der Spule ausgehende elektromagnetische Wirkung hineingezogen wird, während in dem oberen Teil des Behälters die Volumenvergrößerung der Flüssigkeit bei auftretender Erwärmung zur Wirksamkeit gebracht wird. Die Volumenvergrößerung der Flüssigkeit beim thermischen Ansprechen wird auf einen Kolben übertragen, der in einer Öffnung des Flüssigkeitsbehälters in dessen oberer Hälfte dichtschließend geführt ist und in seiner Endstellung elektrische oder mechanische Schaltvorgänge einleiten oder bewirken kann. Diese Anordnung bietet den weiteren Vorteil, daß der die Auslösung herbeiführende Kolben nach erfolgtem Ansprechen selbsttätig in die Anfangslage zurückkehrt bzw. eine der jeweilig herrschenden Erwärmung entsprechende Lage einnimmt. Im übrigen besteht bei der elektromagnetischen wie bei der thermischen Auslösung eine unabhängig voneinander wirkende Ein-Stellmöglichkeit, die in verschiedener Weise ausgeführt werden kann.

Die neuartige Anordnung soll im nachstehenden an Hand der Abbildung beschrieben werden.

Der rohrförmige Körper i, der die Flüssigkeit 2, z. B. öl, enthält, ist so ausgebildet, daß der Anker 5 sich frei bewegen kann, wenn er in die Spule 7 hineingezogen wird. Zu diesem Zwecke besitzt das Ausdehnungsgefäß ι eine rohrförmige Aussparung 4, wie die Abbildung zeigt. Der Eisenanker 5 ist auf einer Rast 6 aufliegend angeordnet, die in bekannter Weise zur Einstellung des Auslösers bei elektromagnetischem Ansprechen verstellbar gemacht werden kann. Durch die Bewegung des Eisenankers kann in einer beliebigen, in der Abbildung nicht dargestellten Weise eine elektrische oder mechanische Schalterauslösung oder eine Kontaktgabe für Signalzwecke herbeigeführt werden.

Die thermische Auslösung erfolgt dadurch, daß die in diesem Falle als Heizspule wir kende Spule.7 unmittelbar den rohrförmigen Flüssigkeitsbehälter 1 umgibt und beheizt. Dadurch vermag der Kolben 3 mit der durch den Isolierkörper 14 verbundenen ringförmigen Kontaktanordnung 15 sich anzuheben, bis diese bei Erreichung des zulässigen Dauerwertes bzw. bei Überschreiten desselben die Hilfskontakte 12 und 13 berührt, so daß über den Kontaktring 15 z. B. ein Kontakt zwischen den Kontaktschrauben 12 und 13 hergestellt und auf elektrischem Wege die Abschaltung des zu schützenden Stromverbrauchers herbeigeführt wird. Beim Zurückgehen der Temperatur der Flüssigkeit erfolgt selbsttätig eine Unterbrechung an den Kontakten 12 und 13, da der Kolben sich mit der Kontaktanordnung abwärts bewegt. Die Endlage beim Kontaktschluß ist in der Abbildung strichpunktiert dargestellt. Mit Hilfe der verstellbaren Kontaktschfauben 12 und 13 läßt sich der Zeitpunkt einstellen, bei dem ein thermisches Abschalten erfolgt, auch kann auf diese Weise ein Einstellen auf bestimmten Auslösestrom erzielt werden. Um zu verhindern, daß die Führung des Kolbens 3 in dem Hals des Flüssigkeitsbehälters 1 durch Staubanfall beeinträchtigt werden kann, ist eine Art Labyrinthdichtung durch den über den Hals greifenden hülsenförmigen Körper 16 vorgesehen, anderseits ist auch durch den vollständigen Abschluß des Auslösers durch den umgebenden Isolierkörper 17 ein betriebssicheres Arbeiten der thermischen Auslösung gewährleistet.

An Stelle der Einwirkung des thermischen Auslöseorgans auf elektrische Kontakte kann natürlich auch durch die Bewegung des Kolbens infolge der sich ausdehnenden Flüssigkeit eine mechanische Schalterauslösung herbeigeführt werden, wobei erhebliche Kräfte entwickelt werden können. Abgesehen von einer Füllung des Ausdehnungskörpers mit Öl, Glycerin usw. können auch! andere Flüssigkeiten benutzt werden. Evtl. kommen auch andere Substanzen, wie Paraffin, Wachs usw., oder auch Metalle, z. B. leicht schmelzbare Legierungen, in Frage.

Claims (2)

115 Patentansprüche:

i. Auf elektromagnetische und auf Wärmewirkung ansprechender Auslöser, bei dem die thermische Wirkung durch Volumenvergrößerung einer Flüssigkeit, wie öl, unabhängig von der elektro-

magnetischen Wirkung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Magnet- und Heizspule (7) einen Flüssigkeitsbehälter (1) unmittelbar umgibt, der in seinem unteren Teil eine zylinderförmige Aussparung (4) besitzt, in die ein Eisenanker (5) durch die Spule (7) zur Hervorbringung elektrischer oder mechanischer Schaltvorgänge hineingezogen wird.

2. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenvergrößerung der Flüssigkeit, z. B. Öl, bei thermischem Ansprechen die Bewegung eines Kolbens (3) herbeiführt, der in einer Öffnung des Flüssigkeitsbehälters (1) in dessen oberer Hälfte dichtschließend geführt ist und in seiner Endstellung elektrische oder mechanische Schaltvorgänge einleitet oder bewirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen