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Vereinigter Überstrom- und Rückstromauslöser Bei elektrischen Anlagen,
z. B. bestimmten Industriegleichstromanlagen bzw. bei Bord-, insbesondere Schiffsgleichstromanlagen,
bei .denen die Energiespeisung je nach dem Erfordernis vom Netz oder von einer elektrischen
Batterie aus erfolgen soll, ist les oft außer dem Ausschalten bei Überlastung bzw.
Kurzschluß notwendig, die Ausschaltung beim einen bestimmten Prozentsatz des Relaisnennstromes
betragenden überstrom herbeizuführen, um insbesondere eine evtl. Entladung der Batterie
zu verhindern bzw. die angeschlossenen Geräte und Maschinen vor Rückstrom zu schützen.
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Die für derartige Zwecke bestimmte Erfindung bezieht sich auf .einen
vereinigten Überstrom- und Rückstromauslöser, der einen Elektromagnet und einen
bei Rückstrom und Überstrom verschiedene Drehbewegungen ausführenden Anker enthält
und daher eine sehr gedrungene Bauart besitzt. Bei den biekannten vereinigten Überstrom-
und Rückstromrelais wird jedoch der Elektromagnet mit einer Spannungswicklung und
einer Stromwicklung versehen und der Anker waagebalkenähnlich gelagert. Ein derartiges
Relais bedingt jedoch außer der Verwendung einer besonderen Spannungsspule den Nachteil,
daß dasselbe von der jeweiligen Spannung abhängig ist, die insbesondere bei Überstrom
außerordentlich stark schwankt, so daß sich: hierdurch die erstrebte Ansprechcharakteristik
dauernd ändert. Eine s 'ke Spannungsabhängigkeit ist hierbei getar e l
rade
für solche Anlagen "besonders nachteilig, bei denen, wie bereits angegeben" Energiequellen
niedriger Spannung, insbesondere Batterien, verwendet werden.
Demgegenüber
geht die Erfindung von dem Gedanken aus, eine Spannungsabhängigkeit bei einem vereinigten
Überstrom- und Rückstromauslöser auszuschließen und denselben lediglich vom Strom
abhängig zu machen. Hierbei macht sich die Erfindung die Erkenntnis zunutze, die
darauf hinausläuft, daß es neuerdings möglich ist, permanente Magnete so auszubilden,
daß sie ihre Koerzitivkraft selbst bei Erschütterungen und bei längerem Gebrauch
nicht verlieren. Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß der
Elektromagnet lediglich eine Stromwicklung besitzt, während der Anker als :ein zwischen
den beiden Polen des Elektromagnets drehbarer permanenter Magnet ausgebildet ist,
der bei unerregtem und bei durch normalen Vorwärtsstrom erregtem Elektromagnet in
:einer zwischen den Anzugsstellungen befindlichen Nullstellung gehalten wird, aus
der er je nach der dein Elektromagnet in Abhängigkeit von der Stromrichtung in der
Stromwicklung beim Vorwärtsüber- oder Rückwürtsstrom aufgedrückten Polarität durch
Drehung in einer oder entgegengesetzter Richtung herausgebracht wird, bis er zum
Anschlag an beiden gegenüberliegenden Schenkeln des Elektromagnets gelangt. Ein
derartiger von der jeweiligen Spannung unabhängiger Auslöser ist im übrigen besonders
einfach in seiner Bauart und betriebssicher.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausfühxungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;
es zeigen Abb. l eine schematische, und zwar - schaubildliche Darstellung des Auslösers,
Abb.2 einen Längsschnitt durch den Auslöser, Abb.3 eine Ansicht, zum Teil einen
Querschnitt des Auslösers, Abb. q. eine Vorderansicht des Auslösers bei abgenommenem
Gehäuse und bei einem um go' gegenüber der in der Abb. i dargestellten Lage verschwenkten
permanenten Magnet.
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Einem mit einer Stromspule i ausgerüsteten, insbesondere U-förmigen
Elektromagnet :2 ist _ ein vorzugsweise auf Kugellagern drehbarer permanenter Magnet
3 zugeordnet, derart, daß die beiden 1VIagnete 2-,3 einander gegenüberliegen, wobei
die Schenkel des feststehenden Elektromagnets 2 zugleich als Anschläge für die Anzugsstellungen
des permanenten Magnets 3 dienen. Ist der Elektromagnet 2 unerregt, so wird der
als beweglicher Anker ausgebildete permanente Magnet 3 mittels der Federn q., 5
in einer Nullstellung zwischen den Anzugsstellungen gehalten. Jede der Federn a.,
5 wirkt über ein insbesondere metallenes Band auf die zugehörige Einstellscheibe
6 bzw. ; ein, wobei durch die Federn ¢, 5 die Einstellung der Auslösestromstärke,
z. B. in den Grenzen zwischen dem Stromnullwert und einem Vielfachen des Relaisnennstroines
vorgenommen wird. Die Federn ,1, 5 werden hierbei in ihrer Wirkung durch Anschläge
9, i o be--grenzt, die mit den Nasen i i, 12 der Scheiben 6, 7 zusammenwirken, und
sorgen dafür, daß die Scheiben 6, 7 nach dem erfolgten Auslösen in ihre Ausgangslage
zurückgelangen. Die Scheiben 6, 7, von denen eine für den Überstrom bzw. Kurzschluß,
die andere fü.r Rückstrom bestimmt ist, sitzen lose auf der gemeinsamen Welle 17
des permanenten Magnets 3. Die Einstellscheiben 6, 7 werden je nach dem Drehsinn
des permanenten Magnets mittels eines gemeinsamen Mitneh.merarmes 18, in einem oder
anderen (entgegengesetzt-en) Drehsinn mitgenommen, wobei die Scheiben gegeneinander
versetzt angeordnet und so mit Aussparungen i g, 20 versehen sind, daß bei der Drehung
des permanenten Magnets 3 und somit des Mitnehmerarmes 18 nur die eine Scheibe mitgenommen
wird, während die andere Scheibe unbeeinflußt bleibt, da der Mitnehmerarm 18 sich
in der Aussparung dieser Scheibe frei bewegen kann.
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Die Anordnung ist so gewählt, daß in jeder Anzugsstellung des permanenten
Magnets die Magnetisierung gesteigert wirdy und zwar sowohl dann, wenn der Magnet
3 in die Anzugsstellung beim Kurzschluß, als auch dann, wenn der Magnet 3 in die
Anzugsstellung beim. Rückstrom gelangt, indem die Lage des permanenten Magnets sich
der Stromrichtung in der Stromspule i und somit der dadurch bedingten Polarität
des Elektromagnets?, derart anpaßt, daß die, entgegengerichtete Polaritäten aufweisenden
Enden des, seine Polarität nicht ,ändernden permamenten Magnets 3 und des Elektromagnets
2 in den Anzugsstellungen einander zugekehrt sind. Besonders stark ist hierbei die
Steigerung der magnetischen Eigenschaften in der Anzugsstellung, in die der Magnet
3 beim Kurzschluß gelangt, weil hierbei große Ströme fließen.
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Der drehbar angeordnete permanente Magnet 3 ist mit einem gemeinsamen
Mitnehmer 13 für die Einleitung der Auslösung versehen, der je nach der Drehrichtung
des Magnets einen gemeinsamen Hebel 22 in i bziv. entgegen dem Uhrzeigersinne verschwenkt
und dadurch. einer mit ihm verbundenen Welle 23 eine entsprechende Drehbewegung
verleiht. Die Drehbewegung der Welle 23 wird auf einen Doppelluebel 24 über- 1 tragen.
An jedem Ende des Doppelhebels 24 greifen solche Glieder, z. B. Ketten 27,
mit
Schlitzen versehene Gestänge o. dgl., an, die bei der Drehbewegung des. Magnets
und somit der Schwenkung des -Doppelhebels 24 nur den einen an der beweglichen Kette
angeschlossenen Hebel 25 bzw. 26 verschwenken, und zwar unbeachtet des Umstandes,
daß beide Hebel auf einer gemeinsamen Welle 36 sitzen, die ein gemeinsames Sperrglied,
insbesondere in Form einer Halbwelle 28, trägt. Die an der Bewegungsübertragung
nicht beteiligte Kette hängt dabei schlaff. Gegen die Halbwelle 28 stützt sich eine
um den Zapfen 3o drehbare Stützklinke 29, wobei die üb:erdeckung der Stützklinke
und der Halbwelle z. B. verstellbar ausgebildet werden kann. Die Stützklinke 29
steht unter der Wirkung einer nicht dargestellten Feder, so daß beim Drehen der
Halbwelle, und zwar unabhängig davon, welchen Drehsinn der Magnet 3 und welche Schwenkrichturig
der Doppelhebel 24 hat, die Halbwelle im Sinne des Pfeiles 31 gedreht wird, so daß
die Stützklinke außer Eingriff mit der Halbwelle kommt und somit die Auslösebewegung
im Sinne des Pfeiles 32 ausführen kann.
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Tritt nun beispielsweise ein Rü,ckstrorn auf, der je nach der Einstellung
der jeweiligen Stromfeder q. bzw. 5 in der Größenordnung von 5 bis 2ooio des 'Relaisnennstromes
liegt, so wird das durch die gewählten magnetischen Verhältnisse und die Einstellung
der Federn q., 5 bedingte Gleichgewicht gestört. Der permanente Magnet 3 wird unabhängig
von den Spannungsänderungen gedreht und überträgt den Impuls mittels des Mitnehmers
13 auf die jeweilige (Kette 27, die dann unabhängig von den-! Drehsinn des permanenten
Magnets 3 und des Doppelhebels 24 die Halbwelle 28 im gleichen Sinn, und zwar in
der Abbildung entgegen dem Uhrzeigersinn dreht und somit die Stützklinke freigibt,
so daß 'die Auslösung erfolgt. Bei einem überstrom oder Kurzschluß wird die andere
Kette betäti,,t und die Halbwelle 28 im gleichen Sinne wie bei der Auslösung durch
Rückstrom bewegt.
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Es ist im Hinblick darauf, daß die Auslösung bei einem: Rückstrom
erfolgen soll, der nur einen Bruchteil des Auslösernennstromes beträgt, zweckmäßig,
den als Anker ausgebildeten permanenten Magnet 3 bei urierregtem oder bei durch
normalen Vorwärtsstrom erregtem Elektromagnet 2 durch die Anschläge q:, 6, 9; 5,
7, 1 o in ,einer der Anzugsstellung bei Rückstrom angenaherten Stellung zu halten.
In diesem Tall weicht somit die Nullstellung zwischen den Anzugsstellungen bei Vorwärts-
und Rückwärtsstrom von der mittleren Stellung wesentlich: ab. Als Anschlag kann
auch in : diesem Fall einer er Schenkel des feststehenden Elektromagnets dienen.
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Statt, wie beschrieben, eine direkte Auslösung infolge der Lagerveränderung
des beweglichen Ankers in bezug auf den feststehenden Elektromagnet vorzunehmen,
kann die Auslösung durch die Bewegung des Ankers nur :eingeleitet und indirekt .durch
die Kontaktgabe über einen Arb:gitsstromauslöser bewirkt werden. Es ist ferner empfehlenswert,
die Anordnung so zu wählen, daß der als beweglicher Anker dienende permanente Magnet
erst nach dem erfolgten Zurücklegen eines bestimmten Leergangest, also nachdem er
.ein verhältnismäßig hohes Schwungmoment erreicht hat, die Auslösung bewirkt bzw.
einleitet.
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Die Einstellung der Auslösestromst;ärke kann, wie :aus der Abb.3 ersichtlich
ist, zweckmäßig dadurch erzielt werden, daß man die Federn q., 5 in einen mit Rillen
versehenen Halter 35 eingreifen läßt, und zur Einstellung die in die Halter eingreifenden
Schrauben 37 verstellt. Hierbei kann die Anordnung so getroffen werden, daß mittels
einer Zunge auf einer Skala die eingestellte Stromstärke abgelesen werden kann.