DE963627C - Mit Gleichstrom erregter, in mehreren Stufen schaltender elektromagnetischer Zeitwaechter - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 9. MAI 1957

N 8645 VIIIb/2i c

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Gleichstrom erregten, in mehreren Stufen schaltenden elektromagnetischen Zeitwächter.

Gemäß der Erfindung zieht der Elektromagnet des Zeitwächters bei seiner Erregung eine Mehrzahl von Ankern gleichzeitig an, die nach Abschaltung des Erregerstromes bei abklingender Erregung nach Maßgabe der Einstellung der auf jeden einwirkenden Kräfte zu verschiedenen Zeiten nacheinander abfallen und dabei Kontakte betätigen.

Obwohl elektromagnetische Relais mit mehreren Ankern bekannt sind, z. B. durch die deutschen Patentschriften 545 784 und 598 676, so können diese doch nicht als Zeitwächter angesprochen werden, da ihnen das Zeitelement fehlt, das die Magnetanker stufenweise betätigt.

Durch die deutsche Patentschrift 154 561 wurden gleichstromerregte, mehrstufige Zeitschalter bekannt, bei denen (als Zeitelement) Luft- oder Flüssigkeitsdämpfer die um einen Magneten angeordneten Anker zum stufenweisen Anzug an den Magneten zwingen.

Solche Dämpfer sind heute unerwünscht vor allem wegen der ihnen innewohnenden wechselnden Reibung, was sorgfältige Wartung, insbesondere bei selbsttätigen Steuerungen, erfordert.

Es sind dann insbesondere für Gleichstromsteuerungen Zeitwächter in Gebrauch gekommen, die aus einem elektromagnetischen Schalter, der einen einzigen Anker mit Ruhekontakt betätigt, bestehen und so wirken, daß der Elektromagnet erregt wird, seinen Anker anzieht und dann der Erregerstrom unterbrochen oder die Erregerspule kurzgeschlossen

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wird. Das Feld des Elektromagneten klingt mit der Zeit ab, die Zugkraft sinkt und läßt den Anker los, der dann mit seinem Ruhekontakt schaltet.

Das Feld des Elektromagneten benötigt Zeit zum Verschwinden, wenn der Erregerstrom aufhört. Besteht das Magneteisen aus vollem homogenem Material, so bewirken bereits die in ihm induzierten Ströme eine Verlängerung der Zeit bis zum Loslassen des Ankers. Die Zeit wird verlängert, wenn ίο unter Vorschaltung eines Widerstandes die Erregerwicklung kurzgeschlossen wird oder wenn neben der Erregerwicklung noch eine massive Kurzschlußwicklung um den Magnetkern gelegt wird. Statt auf elektromagnetisch induktivem Wege, kann auch eine der Erregerwicklung parallel geschaltete Kapazität gespeicherte Energie nach Aufhören des Netzerregerstromes den Magneten weiter erregen und die Zeit bis zum Loslassen des Ankers verlängern.

Sobald die magnetische Zugkraft unter das Maß der am Anker wirkenden Gegenkraft, zumeist die Kraft einer einstellbaren Feder, gesunken ist, überwiegt die Gegenkraft, und der Anker läßt seinen Gegenpol los, wobei er einen Ruhekontakt schließt und damit das gewünschte Schalten nach gewisser Zeit erfolgt.

Diese nach Maßgabe der Zeit schaltenden Einrichtungen werden vorzugsweise dort verwendet, wo es sich um das Anlassen oder Bremsen von Motoren handelt, wo also zumeist mehrere Schaltstufen vorhanden sind.

Nach der Erfindung wird nun der Elektromagnet wesentlich besser ausgenutzt, indem sein im Magnetkern vereinigter Kraftlinienfluß allseitig am Umfang der Erregerspule abgefangen und die dort sonst vorhandene Streuung durch Anordnung weiterer Anker nutzbar verwendet wird.

Es braucht nicht für jede Anlaßstufe, wie bisher, ein Elektromagnet verwendet zu werden, sondern es werden an einem Magneten so viele Anker angeordnet, als Anlaß stufen vorhanden sind. Ihre Anzahl ist für praktischen Gebrauch nach oben hin nicht begrenzt.

Bei gleichbleibender Erreger-Ampere-Windungs-♦5 zahl braucht allein der Magnetkern etwas vergrößert zu werden. Ein einheitlicher, mehrstufiger Zeitgeber entsteht, der die guten Eigenschaften des Einankerzeitwächters besitzt und mit dem von einer Stelle 25 (Fig. 3) aus die Steuerung, z. B. ein Schützenselbstanlasser, betätigt werden kann.

Der Stufenzeitwächter entwickelt eine vorteilhafte Eigenschaft, nämlich die, daß beim Loslassen einer Ankerklappe die auf jede noch geschlossene Ankerklappe wirkende magnetische Zugkraft ansteigt, was eine Sicherheit gegen zu frühes Loslassen bei geringen Zeitabständen bietet. Dieses Ansteigen hat seine Ursache darin, daß die Kraftliniendichte beim Ausscheiden einer Ankerklappe im Magnetkern geringer wird und auf die verbliebenen Ankerklappen eine größere· Kraftlinienzahl entfällt.

Ein und derselbe Elektromagnet kann je nach Bedarf mit einer oder mit mehreren Ankerklappen versehen werden; und dieses einheitliche Steuerglied beherrscht alle für Anlaßzwecke vorkommenden Anlaßzeiten.

Das neue Steuerglied braucht kaum 1 Sekunde eingeschaltet zu sein, gewissermaßen zum Laden, und ermöglicht, einen nach Maßgabe der Zeit schaltenden Selbstanlasser mit geringstmöglichen Hilfskontakten herzustellen.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel in Fig. ι und 2 einen Elektromagneten 1 mit der Erregerwicklung 2 und vier in Schneiden 3 gelagerten Klappankern 4, 5, 6, 7. 8 ist die untere und 9 die obere Polplatte des Elektromagneten, die viereckig sein mögen.

10 ist eine nicht abschaltbare, massive Kupfer-Kurzschluß windung von möglichst großem Querschnitt und geringem Ohmschen Widerstand. Die Stellschrauben 11 aus nicht magnetischem Material vermögen die für die magnetische Zugkraft wirksamen Luftstrecken zwischen Klappenankern und Pol und damit die auf den Anker beim Loslassen ausgeübten Zugkräfte zu verändern, so daß die die Ankerklappen von den Polen rückziehenden Kräfte der Federn 12, 13 früher oder später das Übergewicht erhalten. Die Federn an den Ankerklappen 6, 7 sind nicht dargestellt.

Auch die Zugfedern 12, 13 können verstellbar sein; entweder ihre Spannung oder der Abstand ihrer Kraftrichtung von dem Schneidenlager 3 könnte veränderlich sein.

14 ist eine isolierende, feste Platte, auf der so viele hakenförmige Kontakte 15 sitzen, als Ankerklappen vorhanden sind. Im angezogenen Zustand der zeitlich betätigten Ankerklappen sind die Kontakte 15 von der Zuleitung 16, die am Magneten 1 liegt, getrennt und bei nicht erregtem Magneten durch die Ankerklappen mit dem Magneten 1 verbunden. Die Kontakte dienen hier gleichzeitig zur Begrenzung des Hubes der Ankerklappen. Es sind Ruhekontakte.; es können jedoch auch Arbeitskontakte an gleicher Stelle angeordnet werden.

Die Verlängerung der Zeit des abklingenden Feldes mittels in einer Kapazität gespeicherten Energie braucht nicht beschrieben zu werden. In der Zeichnung sind Ruhekontakte und Federverstellungen nicht dargestellt. Beide Anordnungen sind bekannt. n°

In Fig. 3 ist ein Anwendungsbeispiel angegeben, das die höchst einfache Schaltung eines Gleichstrom-Zeit-Selbstanlassers darstellt.

Der Motor mit dem Anker 18 und dem Feld 19 wird über den Widerstand 21, 22, 23, 24 angelassen, sobald der Hilfsstromschalter 25 geschlossen wird.

Dabei fließt ein Steuerstrom von Netzleitung P über die Ruhekontakte 26 des noch offenen Schützes 27 zur Erregerspule 28 des Zeitschützes 29, lädt iao den eventuell vorhandenen Kondensator 35 und geht zur Netzleitung N.

Alle vier Ankerklappen des Zeitschützes 29 springen gleichzeitig an, und zwar unterbrechen Klappe 31, 32, 33 mit ihren Ruhekontakten die Steuerleitungen zu den Anlaßschützen 36, 37, 38,

während Klappe 30 ihren Arbeitskontakt schließt, der das Hauptschütz 27 mit Spule 34 erregt und schließt.

Damit läuft der Motor mit Strom über die Anlaßwiderstände 21, 22, 23, 24 an.

Das Hauptschütz 27 unterbricht bei seinem Anzug seinen Ruhekontakt 26 und speist sich selbst über seinen Arbeitskontakt 20. Mit der Unterbrechung von 26 wird das Zeitschütz 29 entregt, und der Kondensator 35 sendet einen abklingenden Strom über die Erregerwicklung des Zeitschützes 29. Während dieses Abklingens lassen die eingestellten Ankerklappen 31, 32, 33 der Reihe nach ihren Magnetpol los und schließen ihre Ruhekontakte, womit die Anlaßschütze 36, 37, 38 erregt werden und die Anlaßwiderstandsstufen 21-22, 22-23, ²3"²4 kurzschließen, womit der Motor angelassen ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:
   20

   i. Mit Gleichstrom erregter, in mehreren Stufen schaltender elektromagnetischer Zeitwächter, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erregung der Elektromagnet des Zeitwächters eine Mehrzahl von Ankern gleichzeitig anzieht, die nach Abschaltung des Erregerstromes bei abklingender Erregung nach Maßgabe der Einstellung der auf jeden einwirkenden Kräfte zu verschiedenen Zeiten nacheinander abfallen und dabei Kontakte betätigen.
2. 2. Die Anwendung eines Zeitwächters nach Anspruch 1 auf Selbstanlasser, dadurch gekennzeichnet, daß durch Schließen eines Steuerstromkreises der Zeitwächtermagnet erregt wird und seine Anker anzieht, von denen der erste einen Arbeitskontakt, die anderen Ruhekontakte betätigen, der Arbeitskontakt sofort das den Motorstromkreis schließende Hauptschütz erregt, dieses den Zeitwächtererregerstrom unterbricht und sich selbst erregt, worauf bei- zeitlich aufeinanderfolgendem Loslassen der Zeitwächteranker deren Ruhekontakte die Hauptstufenschütze betätigen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 545 784, 598 676.

   Hierzu ι Blatt Zdctausagen

   © 609 549/373 7.56 709 513/222 5.57