DE620589C - UEberstromschnellschalter fuer Gleich- und Wechselstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überstromschnellschalter für Gleich- und Wechselstrom, bei dem ein Magnet mit zwei für sich getrennten, Außenschenkel verschiedenen Quer-Schnitts aufweisenden Magnetkreisen und mit einer Hauptstromwicklung einen die Schalteröffnung herbeiführenden Kipphebel derart beeinflußt, daß dieser im Betriebszustand von dem Magnetkreis mit dem querschnittskleineren Außenschenkel festgehalten und bei einem bestimmten Grenzstrom von dem anderen Magnetkreis angezogen wird. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß von der Hauptstromwicklung eine Teilwicklung auf dem querschnittskleineren Außenschenkel und eine andere aus einer höheren Amperewindungszahl bestehende Teilwicklung auf dem anderen Außenschenkel vorgesehen und die Anordnung so getroffen ist, daß der Kipp-

ao hebel den Kontakthebel in die Ausschaltstellung schlägt.

Es ist wohl bereits eine 'Einrichtung bekannt, bei der auch zwei Magnetkreise verschiedenen Eisenquerschnitts in Anwendung kommen. Das Umkippen des Schalthebels bzw. Ankers beruht hier zwar auch darauf, daß bei Überschreitung des zulässigen Stromwertes das Feld in dem stärkeren, nicht gesättigten Magnetsdbenkel starker anwächst als in dem schwächeren bereits gesättigten, der in der Stromschlußstellung das ihm gegenüberstehende Kippankerende angezogen hält und dadurch den damit starr verbundenen beweglichen Kontaktarm gegen den festen Kontakt drückt. Das Überwiegen der Zugkraft des ungesättigten Magnetschenkels setzt dann aber den Anker nebst Kontaktarm so in Bewegung, daß dessen Geschwindigkeit, von Null allmählich ansteigend, erst am Ende der Ausschaltbewegung ihren größten Wert hat. Für eine schnelle Abschaltung ist es aber wichtig, daß gerade der Anfang des Schaltweges so schnell wie möglich zurückgelegt wird, während die Geschwindigkeit am Schaltwegende, wo der Lichtbogen bereits auf die Blashörner übergetreten ist, ohne Bedeutung ist. Die kinematischen Verhältnisse müssen also gerade umgekehrt sein wie bei der bekannten Anordnung. Bei dem Erfindungsgegenstand wird dies dadurch erreicht, daß der Anker schlagartig auf den Kontaktarm trifft, nachdem er schon große Eigengesdhiwindigkeit erhalten hat. Nachteilig im obigen Sinne wirkt bei der bekannten Anordnung noch, daß der Anker mit dem Kontaktarm starr verbunden ist und die große Gesamtmasse ungünstig auf die Anfaaigsbeschleunigiing wirkt, ferner, daß nur eine Magnetwicklung auf dem mittleren Schenkel vorgesehen war, während ihre ernndungsgemäße Verteilung auf die Außenschenkel zusammen mit der Schlagwirkung größte Freiheit hinsichtlich Schaffung gün-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Wilhelm Herden in Berlin-Hermsdorf und Otto Noack in Berlin.

stigster S chaltgeschwindigkeitsverhältniss' ergibt. Die bei der bekannten Anordnung auf dem schwachen Außenschenkel des Magneten vorgeseheneKurzschluß windung konnte diese optimalen kinematischen Verhältnisse auch nicht ergeben. Damit deren induktive Dätnpfungswirkung auf den Kraftfluß auftreten kann, ist es notwendig, daß der Stromanstieg pro Zeiteinheit eine bestimmte Steilheit hat, weil sonst die Induktivwirkung ausbleibt. Das Verhältnis di/dt (Strom nach Zeit) muß genügend groß sein, da sonst der Schalter trotz Ansteigens des Stromes nicht ausschalten würde. Es handelt sich also hierbei nicht um einen ausgesprochenen Überstrotnschalter, der bei Auftreten etwa eines stationären Gleichstromes von bestimmter Höhe ausschaltet, sondern um einen sogenannten di/dt-Schalter, der nur gegen Stromstöße empfindlich ist. Ein solcher Schalter würde beispielsweise auch bei kleinen Strömen ausschalten, sofern diese plötzlich auftreten. Die Schwächung des Eisenquerschnittes in dem beeinflußten Magnetkreise ist hiernichtHauptmittel, sondern nur Mittel zur Unterstützung der Aufgabe der kurzgeschlossenen Spule.

Bei dem Gegenstand der Erfindung ist absichtlich jede di/dt-Wirkung verhindert, weil Betriebsstörungen durch Stromstöße untergeordneter Bedeutung ausgeschaltet werden sollen. Dafür werden die beiden Kreise für sich und in einem bestimmten Verhältnis vom Hauptstrom erregt. Wesentlich hierbei ist, daß die beiden Kreise verschiedene Eisenquerschnitte erhalten, um eine Übergewichtsverschiebung zu erzielen.
, Weiterhin ist zwar schon ein Schalter bekanntgeworden, bei dem in der Einschaltstellung ein Schlagkörper entgegen Federwirkung durch eine Verklinkung gesperrt ist. Bei Überstrom löst der¹ Magnet die Verklinkung, so daß der Schlagkörper, auf seinem Führungsgestänge gleitend, durch die Federkraft gegen einen Anschlag am Gestänge geschleudert wird und über dieses das Schaltmesser in die Ausschaltstellung wirft. Diese Anordnung hat den Nachteil vergrößerter Eigenzeit des Schalters, einmal weil der Magnet erst mittelbar über die Verklinkung auf den Schlagkörper wirkt, zweitens, weil die Mas$e des Kontaktmessers durch das Gestänge zu sehr vergrößert ist. Demgegen-^ über wirkt beim Erfindungsgegenstand der Magnet unmittelbar auf den als Schlagkörper arbeitenden Kipphebel; außerdem ist der Kontakthebel nicht durch massevergrößernde Gestängeteile o. dgl. beschwert.

In den Abb. 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Abb. I ist an dem oberen Teil des dreischenkligen Magneten α eine aus mehreren Windungen bestehende Hauptstromwicklung b und an dem unteren schwächeren Teil eine Hauptstromwicklung c von geringerer Amperewindungszahl angeordnet. Beide Magnetkreise des dreischenkligen Magneten sind bis auf die beiden kleinen Luftspalte d und e eisengeschlossen. Diese Spalte werden von zwei kleinen Ankern / und g überbrückt, die schwenkbar an dem Kipphebel h angebracht sind. Der Drehpunkt i des Kipphebels h liegt auf der Mittellinie des -dreischenkligen Magneten. Der obere Teil des Kipphebels h ist so ausgebildet, daß er nach einer kurzen Anlaufstrecke auf dem Wege zum Magneteisen den Schalthebel k, dessen Drehpunkt mit dem des Kipphebels h zusammenfällt, plötzlich mitnimmt und diesen in die Aus-Stellung bringt. Die Feder / zieht den Hebel k in die Ein-Stellung, die Feder m wirkt über den Kipphebel h auf den Anker g und sucht diesen an den Spalt e heranzuführen.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Im stromlosen Zustande bringt die Feder I den Schalthebel k in die Ein-Stellung, der Stromkreis ist über die Kontakten, n_x geschlossen. Der Anker g wird durch die Feder m an das Magneteisen gezogen, und bei fließendem Strom wird außerdem der Magnetfluß der ,Wicklung c den Anker g festzuhalten go suchen. Mit wachsendem Strome wird aber die Zugkraft des oberen Teiles des Magneten mit der Wicklung b schließlich so stark zunehmen, daß der Anker/ entgegen der Wicklung der Feder m und der Haltekraft bei g angezogen wird. Infolgedessen wird der KipphebelÄ nach Auf treffen auf den Schalthebel k diesen entgegen der Wirkung der Feder I mitnehmen und in die Aus-Stellungbringen. Durch die Schaltwirkung wird die Ausschaltzeit und 100 Eigenzeit erheblich verringert. In der Aus-Stellung wird der Schalthebel k durch eine Klinlcvorrichtung oder Sperre festgehalten. Diese ist in der Abbildung der Einfachheit halber fortgelassen.

Eine zweite Ausführungsform zeigt Abb. 2. Der gemeinsame Drehpunkt für den Kipphebel/t und den Schalthebel k liegt bei i. Der Kipphebel h trägt an seinem oberen Ende den Anker/, der in dem Spalt d zwischen den ixo beiden Magnetkreisen mit den Hauptstromwicklungen b und c schwingt.

Tritt ein bestimmter Überstrom auf, so wird der Anker/ entsprechend der nach Abb. 1 beschriebenen Ausführungsform von seiner Anlage im Magnetkreise mit der Wicklunge in den Spalt des Kreises mit der Wicklung b gezogen, und zwar gegen die Wirkung der Feder m. Nach Durchlaufen des Luftspaltes e wird auch der Schalthebel k gegen die Wirkung der Feder / mitgerissen und damit die Ausschaltung erreicht.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι. Überstromschnellschalter für Gleich- und Wechselstrom, bei dem ein Magnet mit zwei für sich getrennten, Außenschenkel verschiedenen Querschnittes aufweisenden Magnetkreisen und mit einer Hauptstromwicklung einen die Schalteröffnung herbeiführenden Kipphebel derart beeinflußt, daß dieser im Betriebszustand von dem Magnetkreis mit dem querschnittskleineren Außenschenkel festgehalten und bei einem bestimmten Grenzstrom von dem anderen Magnetteil angezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilwicklung (c) kleiner Windungszahl auf dem querschnittskleineren Außenschenkel, die andere Teilwicklung (b) größerer Windungszahl auf dem anderen Außenschenkel ao angeordnet ist und daß der Kipphebel Qi) den Kontakthebel (k) auf seinem Wege unmittelbar trifft und aus der Einschaltstellung herausschlägt.
2. 2. Überstromschnellschalter nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf den Kipphebel (Zi) wirkende Federkraft (m) zusätzlich zu der Zugkraft des querschnittsschwächeren Magnetschenkels der Zugkraft des Schenkels mit der größeren Teilwicklung (b) entgegenwirkt.
3. 3. Überstromschnellschalter nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetkreise bis auf je einen kleinen Luftspalt (d, e, Abb. 1) eisengeschlossen sind, der durch Anker (g, f)

   * kleiner Abmessungen am Kipphebel (h) überbrückt werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen