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Stufenschalter für Elektromotoren mit Spannurigsrückgang-Auslösung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stufenschalter für Elektromotoren mit Spannungsrückgang-Auslösung,
dessen Schalterwelle entgegen der Wirkung eines Rückholkraftspeichers durch einen
in -den Regelstellungen an die Netzspannung gelegten Elektromagneten in jeder Schaltstellung
gehalten wird. Einem Stufenschalter einen Haltemagneten derart zuzuordnen, daß die
Schalterwelle bei angesprochenem Magneten in jeder Schaltstellung entgegen der Wirkung
eines Rückholkraftspeichers gehalten wird, ist bekannt. Derartig ausgerüstete Stufen=
schalten sind auch schon mit einer Spannungsrückgang-Auslösung versehen worden.
Dabei wird die Schalterwelle in der gewünschten Schaltstellung mit Hilfe eines Bremsbandes
festgelegt, das unter dem Einfluß eines auf Nullspannung ansprechenden Haltemagneten
steht. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß die Bremswirkung von dem Zustand
bzw. der Länge des Bremsbandes äbhänig ist. Derartige Bänder unterliegen einer im
Lauf der Zeit sich vergrößernden Längung, die darüber hinaus noch weitgehend vom
Zustand der umgebenden, Luft abhängig ist. Die Bremswirkung ist daher nicht stetig;
sie ist täglichen Schwankungen unterworfen, denen sich die Änderungen durch Längung
infolge Alterungserscheinungen überlagern. Zur Verhinderung dieses Mangels müssen
die Bremsbänder laufend überwacht und nachgespannt werden. Ein zuverlässiges Arbeiten
ist deshalb mit Bremsbändern auf die Dauer nicht zu erreichen. Ein Nachteil der
Anordnung ist auch darin zu sehen, daß der während
des Betriebes
dauernd an Spannung liegende Haltemagnet unverhältnismäßig viel Strom verbraucht.
Der Magnet muß nämlich in seiner Wirkung so stark bemessen werden; däß sein Anker
im Augenblick der Erregung; einen Hub zu überwinden vermag, dessen Größe durch den
Gesamtbetrag der .Spannfähigkeit des Bremsbandes bedingt ist: Die Verwendung von
Bremsbändern und überbemessenen Magneten macht weiter einen gedrängten Aufbau dieser
bekannten Anordnungen von vornherein unmöglich.
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Die Erfindung vermeidet all diese Nachteile. Erreicht wird dies dadurch,
daß der Haltemagnet als zentrisch zur Schalterwelle angeordneter Topfmagnet ausgebildet
ist, dessen magnetisch wirksame Flächen eine kegelförmige Abschrägung haben und.
dem ein mit der Schalterwelle verbundener, als Anker wirkender Konus Blicht gegenübersteht.
Die Ausbildung des Haltemagneten als Topfinagnet, in dessen Mitte die Schalterwelle
gelagert ist, ermöglicht einen äußerst gedrängten Aufbau der gesamten Einrichtung
bei Verwendung einfachster Bauelemente. Dadurch, daß die, wirksamen Flächen des
Topfinagneten zur Aufnahme eines mit der Schalterwelle verbundenen Bremskegels entsprechend
abgeschrägt sind, ist jede Überbemessung . des Haltemagneten unnötig. Der Luftspalt
zwischen Magnetgehäuse und dem als Anker wirkenden Bremskegel kann so gering gewählt
werden, als es die Herstellungstoleranzen eben zulassen. Der Luftspalt kann also
mühelos schon bei urierregtem Magneten so klein gewählt werden, daß die Schalterwelle
mit dem Bremskonus im Gleitsitz an den wirksamen Flächen des Topfmagnetgehäuses
vorbeibewegt werden kann. Bei Erregung des Magneten wird dann der denkbar beste
Kraftlinienschluß erreicht, so daß der Stromverbrauch des Magneten, ungeachtet der
Dauer seiner Einschaltung, auf ein Mindestmaß zurückgeführt wird. Der die llaltewirkung
ausübende Elektromagnet braucht nur noch so bemessen zu sein, daß er i)ei größter
Spannung des Rückholkraft-,peichers für die Schalterwelle die Rückhol-<raft aufhebt.
Dies bedingt eine Haltekraft ;egenüber der Schalterwelle, die bei erregtem Magneten
beim Weiterschalten des Regelschal-:ers mit Hilfe eines Handrades o. dgl. gut iberwunden
werden kann.
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Aufbau und Wirtschaftlichkeit des neuen Schalters können noch dadurch
weiter veriessert werden, daß das Topfmagnetgehäuse ;teichzeitig als Träger der
Rückholfeder für lie Schalterwelle und der Drehbewegungsan-;chläge des Schalters
benutzt wird.
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Soll diese Auslöseeinrichtung bei vereinigen Anlaß- und Regelschaltern
Anwendung finden, so ist es lediglich erforderlich, daß neben der Anlaß- und Regelkontaktbahn
eine weitere Kontaktbahn angeordnet wird, welche sich nicht über die Anlaßstellungen
des Schalters erstreckt. An diese zusätzliche Kontaktbahn ist der Stromkreis für
die Haltemagnetspüle angeschlossen; und diese Spule kommt zum Ansprechen, sobald
der Anlaß-oder Schalthebel auf die zusätzliche Kontaktbahn aufgleitet Will man eine
Anpassung der Breniswirkung an die beim Anspannen der Rückholfeiler auftretende
Rückholkraft erreichen, so ist es vorteilhaft, der Halteinagnetspule einen regelbaren
Widerstand vorzuschalten. Dieser Widerstand kann beim Einlegen des Schalters in
Abhängigkeit von den einzelnen Schalterwelleiistellungen so gesteuert werden, daß
in jeder Stellung gerade die für die Haltewirkung erforderliche Kraft ausgeübt wird:
In der Zeichnung ist in Abb. r der Aufbau des Stufenschalters finit -Spannungsruckgang-Auslösung
nach der Erfindung und in Abb. 2 das Schaltbild eines vereinigten Anlaß- und Regelschalters
dargestellt.
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Auf der Schalterwelle a ist fest angeordnet der Bremskegel b, an dem
die Rückhölfeder c angreift, die beim Einlegen des Schalters gespannt wird. d ist
das Gehäuse des Topfmagneten, gegen dessen konische Fläche e der als Bremsscheibe
wirkende Konus b gezogen wird, wenn der Stromkreis der Haltemagnetspule f beim Einlegen
des Schalters geschlossen wird. Die Schrauben g dienen zur Befestigung des Topfmagnetgehäuses
an der Anlasserwand 1a. Um die für die Bremswirkung erforderliche Axialverschiebung
des Bremskegels b zu erreichen, kann dieser durch einen Federkeil gegen Verdrehung
gesichert auf der Schalterwelle axial verschiebbar sein; oder die Schalterwelle
kann innerhalb des geringen für die Axialbewegung des Ankers erforderlichen Weges
verschiebbar gelagert werden.
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Aus Abb. a ist die Wirkungsweise der neuen Einrichtung ersichtlich.
Wird der Schalthebel ä aus seiner Nullstellung über die Anlaßkontakte k und die
Kontaktbahn L in die dargestellte Regelstellung bewegt, so wird beim Übergang aus
der Anlaßstellung auf die °rste der Regelstellungen gleichzeitig über die Kontaktbahn
in der Stromkreis für die Haltenagnet- und Nullspannungspule ri geschlos-@en. In
diesem Moment spricht der Haltenagnet an, und der Schalthebel! wird in, allen Pegelstellungen
p, also auch in der gezeigten Stellung, gehalten, bis ein gewolltes Aus-;chalten
oder ein Auslösen durch Nullspaniung erfolgt: e ist die Rückliolfeder nach ebb.
z. Der Strom zum Kontakthebel i wird
über die Kontaktbahn o zugeführt.
Die Kontaktstücke des Hebels i sind durch die Leitung cq miteinander verbunden.