DE525938C - Elektromagnetischer UEberstromschalter mit stromunabhaengiger Verzoegerung - Google Patents

Description

Zum Schalten elektrischer Ströme werden Elektromagnete verwendet, die beim Auftreten von Überstrom eine Kontaktvorrichtung oder Klinke bewegen, durch deren Auslösung mittelbar oder unmittelbar der vom Überstrom betroffene Stromkreis abgeschaltet wird. Hierbei ist es oft erwünscht, die Auslösung nicht sofort nach dem Eintritt des Überstromes eintreten zu lassen, sondern erst nach einer gewissen einstellbaren Zeit. Die Verzögerung zwischen dem Ansprechen und dem Auslösen des Schalters kann durch verschiedene Mittel erreicht werden, z. B. durch Schneckengetriebe, durch Räderwerke mit Pendel- oder Windfiügelhemmung oder durch Druckkolben mit Luft- oder Flüssigkeitsdämpfung. Ferner gibt es Überstromschalter für kleine Stromstärken mit einer auf die Bewegung des Ankers einwirkenden besonderen Trägheitsmasse, die in

ao einer indifferenten Gleichgewichtslage angeordnet ist.

Die ersten Ausführungsarten sind im allgemeinen ziemlich empfindlich und arbeiten nur dann zuverlässig, wenn sie nicht oft ansprechen

as müssen und gegen Staub und Verunreinigungen geschützt sind. In schweren Aussetzerbetrieben, z. B. in Kran-, Bagger-und Walzwerksantrieben, versagen sie meist nach kurzer Betriebszeit infolge großer Schalthäufigkeit und Verschmutzung. Die zweite Ausführungsform hat unter anderem den Nachteil, daß der Schalter zu unsicher arbeitet, da die Trägheitsmasse nicht eindeutig genug die indifferente Gleichgewichtslage verläßt.

Bei einem anderen bekannten elektromagnetischen Überstromschalter wird eine stromunabhängige Verzögerung des Abschaltvorganges mit Hilfe eines sanduhrartig arbeitenden Kontaktgefässes aus Glas erzielt, dessen Kontakte dem Auslösestromkreis angehören. Das Glasgefäß ist mit Quecksilber oder einer anderen Kontaktflüssigkeit gefüllt und wird vom Anker des Überstrommagneten entweder nur in die Auslösestellung oder nur in die Ursprungsstellung gedreht, je nachdem ob der Anker des Magneten angezogen oder freigegeben wurde. Ein solches Gefäß ist empfindlich, vor allem zerbrechlich, und eignet sich deshalb ebenfalls nicht für Kran-, Bagger- und Walzwerksantriebe. Auch können die vom Quecksilber bespülbaren Kontakte des Glasgefäßes nur verhältnismäßig geringe Schaltleistungen beherrschen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Überstromschalter, welcher die genannten Nachteile nicht besitzt und der mit einer stromunabhängigen Verzögerungsvorrichtung versehen ist, wobei die Verzögerung durch das Füllgut eines sanduhrartig arbeitenden Hohlkörpers bewirkt wird. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der Hohlkörper derart kraftschlüssig mit dem Anker des Überstrommagneten gekuppelt ist, daß er bei Überstrom zunächst in eine Zwischenstellung und dann infolge der Lageänderung des Füllgut-Schwerpunktes in die Auslösestellung gekippt wird, um einen Auslösekontakt zu bewegen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Abb. ι zeigt den Schalter im stromlosen Zustand, Abb. 2 im Zeitpunkt, wo durch die Wirkung des Überstromes die Auslösung

eingeleitet ist, Abb. 3 im Augenblick der Auslösung, nachdem die Verzögerungszeit abgelaufen ist, und Abb. 4 im Augenblick einer z. B. durch Kurzschluß erfolgten unverzögerten Auslösung.

In den Abbildungen bezeichnet 1 den Eisenkern eines Elektromagneten, 2 dessen Magnetspule, 3 den zugehörigen Anker mit gabelförmig angeordneten Mitnehmern 4 und 5. Ferner bedeutet 6 die Achse, um die der Anker 3 schwenkt, 7 eine Zugfeder zur Einstellung der Auslösestromstärke, 8 einen Hohlkörper, der um die Achse 9 schwenkbar ist und eine leicht bewegliche Masse 10, etwa Quecksilber, Sand, Schrot- oder Stahlkugeln, enthält. 11 ist eine Schraube zur EinsteEung der Verzögerungszeit, 12 eine bewegliche Klappe, die nach dem Auslösen ein schnelles Zurückfließen der Masse 10 (nach links) ermöglicht, 13 eine Kontaktfeder, 14 ihr Gegenkontakt und schließlich 15 eine Druckfeder zur Einstellung der Grenzstromstärke für die unverzögerte Kurzschlußauslösung.

Die Wirkungsweise der Schaltvorrichtung ist folgende: Solange der Strom in der Magnetspule 2 seinen Normalwert nicht überschreitet, bleiben die Magnetanker 3 und der Hohlkörper 8 in der in Abb. 1 dargestellten Ruhelage. Übersteigt jedoch der Strom diesen Wert, so zieht der Magnetkern 1 den Anker 3 an. Dieser schwenkt mit seinem Mitnehmer 4 den Hohlkörper 8 in die in Abb. 2 dargestellte Lage, in welcher die Feder 15 die Schwenkbewegung des Ankers 3 begrenzt und in der sie nur wenig zusammengedrückt ist. Die Masse 10 fließt jetzt durch, eine kleine, mittels Schraube 11 verstellbare Ventilöffnung in den rechten Hohlraum des Körpers 8 ab. Die Ventilklappe 12 wird dabei so nach rechts gedrückt, daß sie die übrige Verbindung zwischen dem linken und rechten Hohlraum des Körpers 8 abschließt. Ist der größte Teil der Masse 10 nach rechts übergetreten, dann erhält diese Seite das Übergewicht, der Körper 8 kippt noch weiter herum, schlägt auf die Kontaktfeder 13 und drückt diese vom Gegenkontakt 14 ab. Diese Schaltstellung ist in Abb. 3 dargestellt. Dadurch wird mittelbar oder unmittelbar der zu schützende Stromkreis unterbrochen, der Anker 3 fällt ab, und sein Mitnehmer 5 bringt den Körper 8 in seine ursprüngliche Ruhelage zurück. Die Masse 10 kann nun die Klappe 12 nach links weit öffnen und schnell in den linken Hohlraum des Körpers 8 zurückfließen. Ist dagegen die Auslösung durch Schwenken des Körpers 8 im Uhrzeigersinn eingeleitet (Abb. 2) und es geht der Strom innerhalb der eingestellten Auslösezeit auf einen zulässigen Wert zurück, so fällt der Anker 3 inzwischen ab und drückt den Körper 8 in seine Ursprungslage zurück, so daß die Auslösung unterbleibt.

Für den Fall, daß der Strom auf einen sehr hohen Wert steigt, der für die Anlage gefährlich werden könnte, wenn er während der ganzen Verzögerungszeit bestehen bliebe, ist die sogenannte Kurzschlußauslösung vorgesehen. Der Anker 3 wird in diesem Falle viel kräftiger angezogen, und zwar so stark, daß er nicht nur die Feder 7 anzieht, sondern auch die Feder 15 stark drückt und nicht etwa verzögert, sondern schnell bis in die Auslösestellung übergeht. Hierbei nimmt wiederum der Mitnehmer 4 den Körper 8 so weit mit, daß dieser die Kontaktfeder 13 ohne Verzögerung herunterdrückt und den Stromkreis sofort unterbricht (Abb. 4), ohne daß dabei die Flüssigkeit zuvor vom linken in den rechten Hohlraum überzutreten braucht.

Die Kontaktvorrichtung kann mit einem oder mehreren Schließ- oder Öffnungskontakten versehen sein. Auch kann sie durch eine Auslöseklinke ersetzt werden, die in bekannter Weise die Auslösung mechanisch bewirkt. Schließlich kann der Schalter als Überspannungsschalter oder bei sinngemäßer Wahl des Magnetsystems als Spannungsrückgangsschalter mit verzögerter Auslösung verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetischer Überstromschalter go mit stromunabhängiger Verzögerung, die durch das Füllgut eines sanduhrartig arbeitenden Hohlkörpers bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (8) derart kraftschlüssig mit dem Anker (3) des Überstrommagneten (2) gekuppelt ist, daß

er bei Überstrom zunächst in eine Zwischenstellung und dann infolge der Lageänderung des Füllgutschwerpunktes in die Auslösestellung gekippt wird, um einen Auslösekontakt (13) zu bewegen.

2. Überstromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper aus unzerbrechlichem Material (z. B. Metall) hergestellt ist.

3. Überstromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung des Magnetankers durch einen nachgiebigen Anschlag (Feder 15) derart begrenzt wird, daß bei starkem-Ansprechstrom (Kurzschlußstrom) der Magnetanker über seine Normalstellung hinaus angezogen und der Hohlkörper sofort in die Auslösestellung geschwenkt wird, obwohl das Füllgut den Hohlkörper noch in die Ursprungslage zu drücken sucht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen