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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Momentschalter, welcher in dem Augenblick, in dem die Stromstärke in dem zu schützenden Stromkreis einen bestimmten Wert erreicht, in sehr kurzer Zeit und sehr schnell sich öffnet zur Unterbrechung des Stromkreises.
Dieser Momentschalter besteht im wesentlichen aus einem Elektromagneten mit in Reihe in den zu schützenden Stromkreis eingeschalteten Wicklungen und mit Polstücken, die zwei bewegliche Anker anziehen, von denen der eine, von kleinem Querschnitt, auf den den beweglichen Kontakt tragenden Hebel des Momentschalters im Sinne der Kontaktschliessung einwirkt, während der andere, von grösserem
Querschnitt, auf denselben Hebel im Sinne der Unterbrechung des Kontaktschlusses einwirkt.
Eines der Merkmale der Erfindung besteht darin, dass die Wirkung des Ankers mit kleinem Querschnitt vorherrschend ist für die geringsten Stromwerte des zu schützenden Stromkreises, wohingegen für eine gegebene Überstromstärke die Wirkung des Ankers mit grösserem Querschnitt vorherrscht. Das wird erzielt durch eine geeignete Kombination der verschiedenen Arbeitsteile und geeignete Abmessungen des Elektromagneten, seiner Polstücke und seiner beiden Anker.
Der Momentschalter gemäss der Erfindung besitzt ausserdem elektromagnetische Einrichtungen, die dazu bestimmt sind, die Wirkung des Ankers von kleinerem Querschnitt schnell zu vermindern, wenn der Strom schnell steigt, wie das z. B. bei der Bildung eines Kurzschlusses der Fall ist.
Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung schematisch. Aus den Fig. 2 und 3 sind Varianten der Ausführungsform nach Fig. 1 ersichtlich, bei denen elektromagnetische Einrichtungen vorhanden sind, um den Einfluss des Ankers mit kleinerem Querschnitt bei einem plötzlich eintretenden Stromaufstieg herabzusetzen. Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einem besonderen Steuermechanismus des Hebelkontaktes durch die beiden beweglichen Anker.
Der Momentsehalter nach Fig. 1 besitzt einen feststehenden Kontakt a und einen beweglichen Kontakt b. Dieser letztere sitzt an einem Hebel c, der an einem Winkel ho, 712 in Cl angelenkt ist. Dieser
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der Erregerwicklung e des Lamell ! melektromagneten t verbunden.
An eine der Stirnflächen der Polstücke des Elcktromagneten t ist der aus Lamellen zusammen-
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grösserem Querschnitt. Diese beiden Anker sind miteinander gekuppelt. Der Anker g von kleinerem Querschnitt sitzt unmittelbar an dem Hebel c, während der Anker 11 von grösserem Querschnitt an dem Winkelhebel li"h. befestigt ist.
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der Bewegung der Anker auf den Hebel sichern.
Befindet sich der Momentschalter in der Schliessstellung, dann machen die beiden Teile a, b Kontakt und der Anker g kleineren Querschnitts berührt die Polstücke des Elektromagneten t, während zwischen diesen und dem Anker h grösseren Querschnittes ein Luftspalt vorhanden ist.
Wächst die Stromstärke in dem zu schützenden Stromkreis, so nehmen die Ampèrewindungen
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dagegen in demselben Verhältnis zu, wie die Stromstärke und die durch den Elektromagneten t auf den Anker t ausgeübte Anziehungskraft wächst in direktem Verhältnis zum Quadrat dieser Stromstärke.
Die Einrichtung ist so getroffen, dass für einen bestimmten Wert der Stromstärke die durch den Anker li von grösserem Querschnitt ausgeübte Anziehungskraft vorherrschend wird. In diesem Augenblick wird der Anker h durch die Polstücke des Elektromagneten t angezogen und die Berührung zwischen diesen Polstücken und dem Anker g kleineren Querschnittes wird aufgehoben. Da der Schwerpunkt des Hebels c zur rechten Hand des Gelenkes Cl liegt, wird dieser Hebel unter dem Einflusse der Bewegung des Ankers h unter geringem Gleiten der Kontakte bund a aneinander und unter Aufrechterhaltung
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zu liegen kommt.
Die Trennung der Kontakte bund a erfolgt alsdann durch die weitere, unter dem Einfluss der Bewegung des Ankers h erfolgende Verstellung des Hebels c, der sich dabei um s als Drehpunkt verstellt.-In seiner äussersten Stellung liegt, wie schon oben erwähnt, der Hebel c gegen den Anschlag s an.
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hältnismässig schnell und die Wirkung dieses Ankers nimmt sehr schnell ab, während die Wirkung des Ankers h von grösserem Querschnitt, dessen Luftspalt ständig abnimmt, allmählich wächst. Unter diesen Umständen wird die Verstellung des Hebels c von dem Augenblick der Auslösung an stark beschleunigt.
Der Hebel c ist mit einem Haken p versehen, welcher bei der Auslösung und an dem Hubende des Hebels in Eingriff gelangt mit einer federnden Sperrklinke q. Ausserdem kann die Einrichtung so getroffen sein, dass am Ende des Hubes des Hebels e der Schwerpunkt des beweglichen Systems e, g, h, bu, 712 rechts von der Senkrechten bleibt, welche durch die Drehachse C2 geht.
Um die Einschaltung des Momentsehalters aufs neue zu bewirken, genügt es, die Klinke/.'zu betätigen, was entweder unmittelbar oder mit Hilfe eines Elektromagneten geschehen kann, der aus der Ferne gesteuert wird. Durch diese Betätigung kann der Haken p ausgelöst werden. Dann fällt der Hebel e infolge seines Gewichtes wieder in die Schliessstellung zurück, während der Anker 71 sich von den Polstücken entfernt und der Anker g sich den letzteren nähert.
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den Elektromagneten f und der Anker g kleineren Quarschnitts wird angezogen, wobei er die Gleitung des Kontaktes b über den Kontakt a, bewirkt, so dass die Kontaktflächen ständig in gutem Zustand gehalten werden.
Die Ausführungsform nach Fig. 1 kann auch abgeändert werden, ohne die Wirkung des Momentsehalters zu beeinflussen, indem die Verbindungen zwischen den Ankern < /-A und dem Hebel c derart angeordnet werden, dass der Angriffspunkt der Anziehungskraft des grossen Ankers unter dem Aufgriffs-
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Wie aus Fig. 4 der Zeichnung ersichtlich, kann der Anker g kleineren Querschnitts in gl starr mit dem Hebel c verbunden sein, während der Anker h an einem Winkelhebel 712, hua angebracht wird, der an den Hebel c angelenkt ist in einem Punkt , welcher unterhalb des Befestigungspunktes g1 liegt.
Der Hebel 7z2 sitzt sehwingbar auf einer feststehenden Achse c2.
Durch diese Anordnung wird eine Zunahme des Druckes zwischen den Kontakten a, b bei wachsenden Werten des Stromes in dem Stromkreis erzielt. Dieses besondere Merkmal der Erfindung ist sehr dazu geeignet, die Aufrechterhaltung des Kontaktes zu sichern und die Erhitzung zu besehränken.
Man könnte auch die Serienwicklungen e des Elektromagneten mit einem Nebenschluss von grösserer Selbstinduktion und geringerem Widerstand ausrüsten zwecks Erzielung der Auslösung des Momentschalters für einen Wert des Gesamtstromes des Stromkreises im Falle eines plötzlichen Kurzschlusses, der kleiner ist als im Falle einer langsam wachsenden Überlastung.
Diese letztere Bedingung kann auch in wirksamerer und billigere ! Weise dadurch erzielt werden, dass der Anker g kleineren Querschnittes mit einer Windung oder einer Spule, die kurz geschlossen ist, versehen wird, wie in Fig. 2 angedeutet. Die Wicklung i hat natiirlich keinen Einfluss, wenn die Über- lastung langsam wächst, jedoch bei plötzlichem Kurzschluss.
Die Änderung des magnetischen Fluss es in dem Anker g kleineren Querschnittes wird durch den in der Windung i induzierten Strom verzögert, gleichviel, ob der magnetische Fluss in dem Anker g nahe an der Sättigungsgrenze liegt, wie es der Fall wäre für einen bei voller Belastung eintretenden Kurzschluss oder der magnetische Fluss noch sehr schwach ist, wie es der Fall wäre für einen Kmzsehluss, welehei bei der Schliessung des Stromkreises vorhanden wäre. In einem solchen Fall wird die Wirkung des Ankers h von grösserem Querschnitt vor herrschend für einen Gesamtwert des Stromes in dem Stromkreis, der niedriger liegt als der, welcher erforderlich ist, im Falle eines plötzlichen Kurzschlusses, wenn die Wicklung i nicht vorhanden wäre.
Diese Wirkung tritt noch schärfer auf im Falle ein Kurzschluss besteht im Augenblicke der Schliessung des Stromkreises.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird die Auslösung für einen geringeren Wert des Gesamtstromes im Falle eines plötzlichen Kurzschlusses als im Falle des langsamen Anwachsens der Überlastung dadurch erzielt, dass um den Anker 9 kleineren Querschnittes eine Wicklung i gelegt wird, die im Nebenschluss zu der Reihenspule e liegt, welche den Elektromagneten t erregt. Diese Wicklung besteht aus Draht von kleinem Querschnitt, und der Widerstand derselben ist viel grösser als der der Wicklung e, so dass bei langsamen Anwachsen der Belastung ihre Ampèrewindungen nur geringen Einfluss auf die Magnetisierung des kleinen Ankers 9 haben.
Der Wicklungssinn der Wicklung j ist ausserdem so gewählt, dass der in dem kleinen Anker 9 erzeugte magnetische Fluss dem in diesem Anker durch die Reihenspule e erzeugten magnetischen Fluss entgegen gerichtet ist. Da die Selbstinduktion des Nebenschlusses j hier schwächer ist als die der Spule e, so folgt, dass im Falle eines plötzlichen Kurzschlusses der in die Wicklung j abgeleitete Teil des Gesamtstromes viel rascher anwächst als im Falle einer langsam wachsenden Überlastung.
Unter diesen Umständen werden die Ampèrewindungen der Wicklung j, die dem in dem kleinen Anker 9 dmch die Spule e erzeugten magnetischen Fluss entgegenwirken, die Anziehungskraft des Ankers vermindern, so dass die Anziehungskraft des grossen Ankers h viel schneller überwiegt.
Es ist noch zu bemerken, dass, wenn'ein Kurzschluss besteht, im Augenblick des Schliessens des zu schützenden Stromkreises und demnach noch kein Strom durch die Wicklung e fliesst, wenn der Kurzschluss zustande kommt, der magnetische Fluss, welcher durch die Wicklung t erzeugt wird, zuerst allein in dem kleinen Anker g vorhanden ist ; da die Wicklung j jedoch einen grossen Widerstand besitzt, so beträgt der dieselbe durchfliessende Strom nur einen sehr kleinen Bruchteil des Gesamtstromes des Stromkreises. Der Rest fliesst durch die Spule e, und der durch diese in dem Anker 9 erzeugte magnetische Fluss erreicht sehr schnell einen Wert, der dem durch die Wicklung j erzeugten magnetischen Fluss gleichkommt, obschon er langsamer wächst.
Sobald dieser Punkt erreicht ist, ist die Anziehungskraft des grossen Ankers h allein vorhanden und wird die Auslösung des Momentschalters bewirken.
Das Kraftmoment, welches die Auslösung des Momentsehalters bewirkt, kann verstärkt werden durch eine Feder k, die den Hebel c beeinflusst, wie auf der Zeichnung in Fig. 3 dargestellt. In diesem
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Die Wiedereinschaltung des Momentschalters, welche nach der Ausführungsform der Erfindung in Fig. 1 durch die Schwere erfolgen soll, kann auch durch eine Feder 1 bewirkt werden, die bloss dazu dient, den Hebel c in die Schliessstellung zurückzuführen nach Freigabe des Hakens p (Fig. 4).
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Momentsehalter, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftaufwand zur Aufrechterhaltung und Unterbrechung des Kontaktes durch die Einwirkung eines Serienelektromagneten (e, t) auf zwei Anker (g und h) von verschiedenem Querschnitt geliefert wird, die derart bemessen und angeordnet sind, dass die Wirkung des einen oder des anderen zur Ein-bzw.
Ausschaltung des Momentschalters vorherrschend ist, wobei die Einrichtung vorzugsweise so getroffen ist, dass die Ausschaltung des Momentschalters dadurch bewirkt wird, dass der Anker kleineren Querschnitts (g), der den bewegliehen Kontakthebel (c) in Schliessstellung hält, durch das Wachsen der Stromstärke in dem zu schützenden Stromkreis bald magnetisch gesättigt ist, weshalb die auf ihn wirkende Anziehungskraft ungefähr unverändert bleibt, während die auf den Anker grossen Querschnittes (h) wirkende Anziehungskraft stetig bis auf den Ausschaltungswert des Stromes anwächst.