DE649369C - Elektromagnetischer, bei Kurzschluss sofort und bei UEberstrom verzoegert ansprechender Ausloeser fuer Selbstschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen, bei Kurzschluß sofort und bei Überstrom verzögert ansprechenden Auslöser für Selbstschalter, dessen Auslöseanker in der Abfallage auf der dem Magnetkern abgewandten Seite gegen einen vom Hauptstrom beheizten, mit zunehmender Erwärmung seines Magnetismus verlierenden thermomagnetischen Körper anliegt. Die Erfindung besteht darin, daß.der als Tauchkern ausgebildete Auslöseanker zwischen zwei an den Enden und zentral zur Achse des Spulenkörpers ortsfest angeordneten magnetischen Massen arbeitet, von denen die eine aus dem thermomagnetischen Material besteht und eine geringere magnetische Sättigungsfähigkeit besitzt als die andere.

Der im Innern der Spule bewegliche Anker steht also von beiden Seiten her unter der Einwirkung von zwei verschieden großen magnetischen Kräften, die von den an den Enden der Spule~angeordneten magnetischen Massen gleichzeitig auf ihn ausgeübt werden. Beide magnetische Massen sind bestrebt, den Anker an sich heranzuziehen. _;Da. dieser aber so eingestellt ist, daß er in seiner Ruhestellung an der thermomagnetischen Masse anliegt, so kann die andere magnetische Masse wegen des größeren Luftspaltes ihn erst zu sich heranziehen, wenn bei langdauernder Überlastung durch Erwärmung ■ der thermomagnetischen Masse deren Permeabilität und damit die von ihr auf den Anker ausgeübte magnetische Kraft so weit gesunken ist, daß die von der anderen Seite auf den Anker ausgeübte magnetische Kraft überwiegt.

Bei sehr schnellem Stromanstieg wird die erforderliche Ungleichheit beider magnetischer Kräfte, ohne daß erst die thermomagnetische Masse erwärmt wird, dadurch hervorgerufen, daß die Sättigung der magnetischen, d. h, also der anderen Masse höher liegt als die der thermomagnetischen Masse, so daß. die von der anderen Masse auf den Ankern in diesem Augenblick ausgeübte magnetische Kraft größer ist als die der thermomagnetischen Masse. Der Anker wird also wiederum von der anderen Masse angezogen und der Schalter betätigt.

Durch das Zusammenwirken der magnetischen Kräfte beider Massen und deren direkte Einwirkung auf den im Innern des Elektromagneten beweglichen Anker wird mit einfachsten Mitteln eine völlig sicher arbeitende, rein magnetische Auslösevorrichtung geschaffen, die bei entsprechender konstruktiver Ausbildung schon auf ₍ sehr schwache Überströme ansprechen kann. Durch die besondere Bauweise wird außerdem eine Auslösevorrichtung mit denkbar kleinsten Abmessungen geschaffen, deren empfindlichster Teil, nämlich der bewegliche Anker, vor allen äußeren Einflüssen und Beschädigungen geschützt im Innern des Elektromagneten angeordnet ist. Alle diese technischen Vorteile,

nämlich einfachste Mittel, feinfühliges betriebssicheres Arbeiten, kleinste Abmessungen und robuster Bau, sind in der Vorrichtung nach der : Erfindung vereinigt.

Wird der stromdurchflossene magneti; Wärmekörper gemäß einer bekannten führung außerhalb des magnetischen Kreises·¹"] des Elektromagneten angeordnet, so kann vom magnetischen Wärmekörper keine nennenswerte ίο magnetische Haltekraft auf den vor den Magnetpolen beweglichen Anker ausgeübt werden, da allenfalls nur die in dem Anker vom Elektromagneten her induzierten Kraftlinien zur Wirkung gelangen. Die wesentliche Haltekraft muß deshalb von einer Rückstellfeder auf rein mechanische Weise ausgeübt werden.

Die Verbindung elektromagnetischer Auslöser mit einem Tauchanker ist an sich bekannt; jedoch geschah diese Verbindung nicht in der ao Weise, daß auf den Tauchkern von beiden Seiten her magnetische Kräfte einwirkten, deren Differenz dann durch gemeinsame und gleichzeitige Einwirkung die Schaltbewegung des Tauchkernes veranlaßt.

Ein Ausführungsbeispiel des Auslösers nach der Erfindung ist auf der Zeichnung in senkrechtem Längsschnitt veranschaulicht.

Der Auslöser besteht aus einem Solenoid 1, an dessen einer Stirnfläche, eingreifend in seinen inneren hohlen Teil, eine kleine magnetische Masse 2 angeordnet ist, deren magnetische Permeabilität konstant ist. Gegen die andere Stirnfläche ist eine thermomagnetische Scheibe 3 gelegt, deren Magnetismus abnimmt, -wenn die Temperatur steigt, und deren magnetische Permeabilität kleiner ist als die der Masse 2. Diese thermomagnetische Scheibe 3 besitzt eine außerordentlich geringe Masse. Sie wird entweder mittelbar oder unmittelbar infolge Joulescher Wirkung durch einen Strom erhitzt, welcher ganz oder teilweise der Strom des SoIenoides ist. Im vorliegenden Falle erfolgt die Heizung durch den Stromkreis 4. Da die Masse der Scheibe 3 sehr klein ist, sind zu ihrer Heizung nur wenige Wärmeeinheiten erforderlich. Die Scheibe 3 ist thermisch durch ein Porzellanstück 5 isoliert.

Im Innern des Solenoides ist zwischen der Masse 2 und der Scheibe 3 der als Tauchkern ausgebildete Auslöseanker 6 angeordnet, der sich axial im Solenoid 1 zu verschieben vermag und eine Stange 7 trägt, die durch ein Bohrung der Masse 2 hindurchgeführt ist. Die Verschiebungen dieser Stange bewirken in ^ beliebiger, nicht veranschaulichter Weise die Auslösung des Selbstschalters. Eine schwache Feder 8 hält den Anker 6 für gewöhnlich in Anlage an der Scheibe 3.

Wenn das Solenoid 1 nicht stromdurchflossen ist, wird der Anker 6 durch die Feder 8 leicht gegen die Scheibe 3 gedrückt.

Bei einem bestimmten, als normal angesehenen Strom wird die Scheibe 3 durch den Strom ■■.erhitzt, jedoch nicht so stark, um sie auf eine '■^smperatur zu bringen, die sie unmagnetisch '^^ht; folglich gehen die Kraftlinien C auf Jer Bahn durch die Scheibe hindurch, und ■<fer Anker 6 bleibt gegen die Scheibe 3 gedrückt.

Wenn der Strom im Solenoid 1 zu steigen beginnt und sich in einer stärkeren Temperaturerhöhung der Scheibe 3 bemerkbar macht, so wird im Falle einer verhältnismäßig kleinen Überlastung die Temperatur erreicht, bei der die Scheibe unmagnetisch wird. Ist dies eingetreten, so nehmen die Kraftlinien den Verlauf D an, suchen sich also auf dem kürzesten Wege zu schließen. Infolgedessen nehmen sie den Anker 6 bis zur Anlage an der Masse 2 mit, so daß durch die Stange 7 die Auslösung erfolgen kann.

Bei starker, jedoch kurz dauernder Überlastung (beispielsweise Kurzschluß) spielt die thermomagrietische Eigenschaft der Scheibe 3 keine Rolle, dann kommt vielmehr die Differenz der magnetischen Permeabilität der Scheibe 3 und der Masse 2 zur Wirkung. Da die Permeabilität der Scheibe 3 kleiner ist als die des Teiles 2, nimmt die große Mehrzahl der durch die große Amperewindungszahl im Falle einer starken Überlastung erzeugten Kraftlinien ebenfalls den Verlauf D an, weil die Scheibe 3 schnell gesättigt ist; folglich wird der Anker 6 sofort mitgenommen.

Man verfügt, bis die Sättigung der Scheibe 3 erreicht ist, über einen Spielraum für plötzliche, nicht gefährliche Überlastungen, wie sie beispielsweise oft in einem elektrischen Kreise eintreten, in den große Beleuchtungslampen und kleine Motoren eingeschaltet sind.

Bei dem Gegenstande der Erfindung wird die Stromstärke, bei welcher die magnetische Wirkung allein, ohne Mitwirkung des thermischen Elementes, eintreten kann, selbsttätig bestimmt, und zwar ohne Verwendung von Kalibrierfedern oder Hebeln, lediglich infolge der verschiedenen Permeabilitäten der magnetischen Masse, was eine Selbstselektivität bei starken und schwachen Überlastungen darstellt.

Die außerordentlich gedrungene und raumsparende Form des Auslösers ermöglicht es, bei Bedarf mehrere dieser Auslöser aufeinanderzusetzen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektromagnetischer, bei Kurzschluß sofort und bei Überstrom verzögert ansprechender Auslöser für Selbstschalter, dessen Auslöseanker in der Abfallage auf der dem Magnet- i»o kern abgewandten Seite gegen einen vom Hauptstrom beheizten, mit zunehmender

   Erwärmung seinen Magnetismus verlierenden thermomagnetischen Körper anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß'der als Tauchkern ausgebildete Auslöseanker (6) zwischen zwei an den Enden und zentral zur Achse des Spulenkörpers ortsfest angeordneten magnetischen Massen (2, 3) arbeitet, von denen die eine (3)* aus dem thermomagnetischen Material besteht und eine geringere magnetische Sättigungsfähigkeit besitzt als die andere (2).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen