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Einrichtung zur unverzüglichen Rückstellung des Ankers eines Sperr-
oder Haltemagneten in die Haltestellung Zur Überwachung von elektrischen Maschinen
und Geräte gegen thermische Überlastung werden in oder an den zu überwachenden Teilen,
insbesondere in den Wicklungen der Maschinen, sogenannte Thermofühler angeordnet,
die bei unzulässiger Erwärmung ansprechen und hierdurch eine Abschaltung des gefährdeten
Teiles veranlassen. Ferner ist es bekannt, als Überwachungselemente temperaturabhängige
Widerstände in einer Meßbrücke od. dgl. zu schalten. In diesem Zusammenhang wurde
bereits vorgeschlagen, als messendes Element in der Brücke Sperr-oder Haltemagnete
zu verwenden, da diese infolge ihrer hohen Ansprechempfindlichkeit schon bei sehr
geringen Brückenströmen zuverlässig ansprechen. Diese Magneten ermöglichen es, mit
extrem kleiner Steuerleistung große Kräfte auszulösen und damit relativ große Leistungen
direkt, d. h. ohne Schütze od. dgl. zu schalten. Die Steuerung des Sperrmagneten
erfolgt meist mit Hilfe einer sogenannten Sperrwicklung, bei deren Erregung der
Haltefluß des Dauermagneten auf einen Nebenschluß abgedrängt wird, so daß der Haltefluß
des Dauermagneten nicht mehr ausreicht, um den unter der Wirkung einer Feder stehenden
Anker des Sperrmagneten zu halten. Mit dem Anker des Sperrmagneten sind Schaltkontakte
gekoppelt, die direkt in dem Stromkreis des zu schützenden Organs angeordnet sein
können. Die Kraft des Dauermagneten reicht nicht aus, um den Anker in die Einschaltstellung
zurückzuführen. Während bei einem Sperrmagneten ein ansteigender Strom als Auslösekriterium
benutzt wird, wirkt bei der Verwendung eines Haltemagneten in an sich bekannter
Weise ein absinkender Strom im Sinne einer Auslösung. Der geringe Haltestrom reicht
auch hier nicht aus, den Anker selbst anzuziehen. Der Anker muß daher von Hand oder
auf andere mechanische Weise wieder in seine Einschaltstellung gebracht werden:
Bei Fehlerstromschutzschaltern unter Einsatz von Sperrmagneten ist es bekannt, den
Anker mit dem q Schalterantrieb so zu koppeln, daß der Anker durch den Antrieb des
Schalters in die Betriebsstellung zurückgeführt wird. Diese Ausführungsform hat
den Nachteil, daß die Rückführung des Ankers von der Betätigung des Schalters abhängig
gemacht ist, daß a also der Anker so lange abgeworfen und damit die Polfläche den
Umgebungseinflüssen ausgesetzt bleibt, wie der Schalter nicht in die Einschaltstellung
zurückgeführt wird.
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Bei einer anderen bekannten Ausführungsform ist g der Haltemagnet
mit einem Zugmagneten zu einer Einheit zusammengebaut. Diese Ausführungsform ist
hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit den reinen Halte-und Sperrmagneten weit unterlegen,
sie entspricht demzufolge meist nicht den an diese Magneten gestellten Forderungen.
Eine selbsttätige Rückführung des abgefallenen Halteankers ist nicht vorgesehen,
so daß auch hier die Polflächen schädlichen Einflüssen für lange Zeit ausgesetzt
sein können.
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Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform wird der Anker durch
die Auslösebewegung des Schalters, also durch die im Schaltschloß gespeicherte Auslösekraft
in die Betriebsstellung zurückgeführt. Hierdurch werden zwar Umgebungseinflüsse
auf die Polflächen weitgehend ausgeschaltet, es besteht jedoch weder eine Möglichkeit
einer Fernbetätigung der Auslösung noch die Möglichkeit einer Steuerung in Abhängigkeit
eines Schaltmagneten, also z. B. in Abhängigkeit der Netzspannung. Diese Betriebsart
setzt in jedem Falle einen Schaltmechanismus voraus, in dem genügend große Federkräfte
dauernd zur Auslösung des Schalters und damit auch zur Rückstellung des Auslösemagneten
bereitgestellt sind. Eine derartige Einrichtung läßt sich nur in ganz beschränktem
Umfange bei bestimmten Schaltgeräten einsetzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung an einem
hochempfindlichen Sperr- oder Haltemagneten zu schaffen, durch die der vorzugsweise
federbelastete, Kontakte oder Auslöser steuernde Anker dieses Magneten nach einer
Auslösung unverzüglich unter Einwirkung von Federkräften in die Haltestellung zurückgeführt
wird.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung soll unter Vermeidung der Nachteile
der bekannten Einrichtungen
auch eine Fernsteuerung und einen freizügigen
Einsatz bei verschiedensten Geräten ermöglichen. Erfindungsgemäß wird die gestellte
Aufgabe durch eine rein mechanische Kupplung des Ankers des Halte- oder Sperrmagneten
mit einem üblichen, die Rückführung bewirkenden Schaltmagneten gelöst, durch den
die Ankerrückstellelemente und die durch den Anker gesteuerten Kontakte bzw. Auslöser
in die Einschaltlage zurückgeführt werden.
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Besonders vorteilhaft ist es, den Anker des Sperr-oder Haltemagneten
mit dem Anker des Einschaltmagneten durch einen in seiner freien Beweglichkeit eingeschränkten
Lenker oder Hebel zu verbinden, der unter der Wirkung einer entgegen der Anzugskraft
der Magneten stehenden Feder steht. Die Beweglichkeit des Verbindungshebels oder
Lenkers ist durch einen Anschlag derart begrenzt, daß bei Abfall eines oder beider
Magnetanker die Kontakte geöffnet werden. Der Anschlag ist hierbei so angeordnet,
daß bei entregtem Einschaltmagnet der Anker des Sperr-oder Haltemagneten unter der
Wirkung der Rückstellfeder des Einschaltmagneten in die Schließstellung gelangt.
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An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher
erläutert.
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Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung das Wirkungsprinzip der
erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig. 2 und 3 ergeben verschiedene Schaltstellungen
der Einrichtung gemäß Fig.1 wieder; Fig. 4 bis 6 zeigen beispielsweise verschiedene
Schaltungsanordnungen zur Schaltung und Überwachung eines Motors.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein an sich bekannter Sperrmagnet bezeichnet,
dessen Ankert unter dem Einfluß eines Dauermagneten 3 an den Polschenkeln. 4 festgehalten
wird. Mit 5 ist eine in den Polschenkeln 4 angeordnete Sperrwicklung bezeichnet,
die bei Erregung einen Magnetfuß hervorruft, «der dem Haltefluß des Dauermagneten
3 entgegengerichtet ist, so daß schon bei einem sehr kleinen Strom in der Sperrwicklung
der Haltefluß auf einen magnetischen Nebenschluß 6 abgedrängt wird. Die Sperrwicklung,
deren Anschlußklemmen mit 7 und 8 bezeichnet sind, kann bei der Verwendung der Einrichtung
in einer Motorschutzschaltung in dem Meßstromkreis einer Brückenschaltung angeordnet
sein. Bei Verwendung eines Haltemagneten liegt in dem Brückenkreis die Haltewicklung,
die der Sperrwicklung gemäß Fig. 1 entspricht.
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Mit dem Anker 2 des Sperrmagneten ist über einen Lenker 9 der Anker
10 eines Einschaltmagneten 11 verbunden. Der Erregerstrom wird dem Schaltmagneten
11 über Klemmen 12 und 13 zugeführt. Der Anker 10 des Einschaltmagneten 11 steht
unter der Wirkung einer Feder 14, die der Magnetkraft entgegenwirkt. In der Mitte
des Verbindungslenkers 9 ist eine unter der Wirkung einer Feder 15 stehende Schaltstange
16 angelenkt, die auf eine Kontakteinrichtung, z. B. Schaltkontakte 17, 18, wirkt.
Die Schaltstange 16 ist in einer Führung 190 geführt, die gleichzeitig als Widerlager
für die Feder 15 dienen kann. Oberhalb des Verbindungslenkers 9, vorzugsweise in
der Wirkungslinie der Schaltstange 16, ist ein fester Anschlag19 in entsprechendem
Abstand von dem Verbindungslenker 9 angeordnet.
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Fig.4 zeigt als Anwendungsbeispiel eine Schaltungsanordnung zum Einschalten
und Überwachen eines in der Zeichnung nicht weiter dargestellten Motors. Wirkungsmäßig
gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Mit 20 ist ein Schaltschütz
für den Motor, mit I ein Einschalttaster und mit DK ein Motorschalter bezeichnet.
Die auf die Schaltstange 16 wirkende Einrichtung nimmt hierbei die in Fg. 3 dargestellte
Stellung ein. Wird die Taste I betätigt, so erhält der Einschaltmagnet 11 Spannung
und bringt die Schaltstange 16 in die in Fig.1 dargestellte Lage. Durch den Schaltkontakt
17 wird der Stromkreis des Motorschützes 20 vorbereitet, und durch den Schaltkontakt
18 wird der Selbsthaltesiromkreis des Einschaltnmagneten geschlossen. Mit Hilfe
des Schalters DK kann das Motorschütz nun an Spannung gelegt werden. Die Motorwicklung
wird beispielsweise durch einen temperaturabhängigen Widerstand od. dgl. in einer
Brückenschaltung überwacht. In dem Meßzweig der Brückenschaltung liegt hierbei die
Sperrwicklung des Sperrmagneten. Tritt eine unzulässige Erwärmung des Motors ein,
so wird der Haltefluß des Sperrmagneten gestört, so daß der Lenker 9 unter der Wirkung
der Feder 15 in die in Fig.2 gezeigte Zwischenstellung gelangt, in der die Kontakte
17 und 18 geöffnet werden. Hierdurch wird der Haltestromkreis des Einschaltmagneten
unterbrochen, und der Anker wird nun unter der Wirkung der Feder 14 angehoben, wodurch
der Anker des Sperrmagneten in der zuvor beschriebenen Weise in seine Ausgangsstellung
zurückgeführt wird. Bei dieser Schaltung kann der Motor ohne Abschaltung der Schutzeinrichtung
ein- und ausgeschaltet werden.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist wie folgt: Fließt in der Sperrwicklung
5 kein Strom, so wird infolge des magnetischen Flusses des Dauermagneten der Anker
2 des Sperrmagneten an den Polflächen 4 festgehalten. Ist der Einschaltmagnet
Il nicht erregt, so werden der Anker 10 des Einschaltmagneten sowie der Lenker
9 unter der Wirkung der Feder 14 die in Fig. 3 dargestellte Stellung einnehmen.
Die Aufwärtsbewegung des Ankers 10 wird hierbei durch das Anliegen der Verbindungsstange
9 an den Anschlag 19 begrenzt. Die Schaltstange 16 öffnet hierbei die Kontakte 17,
18. Wird nun der Einschaltmagnet 11 erregt, so wird der Anker 10 unter Überwindung
der Federn 14,15 unter Mitnahme des Lenkers 9 nach unten geführt, wobei der Anlenkpunkt
der Stange 9 an dem Anker 2 den Drehpunkt bildet. Der Anker 2 wird hierbei unter
dem Einfluß des Dauermagneten 3 an den Polschenkeln 4 festgehalten. Gleichzeitig
wird auch die Schaltstange 16 nach unten geführt und schließt die Kontakte 17, 18.
Diese Schaltstellung ist in Fig. 1 dargestellt. Wird nun die Sperrwicklung 5 in
irgendeiner Weise erregt, so wird der Haltefluß des Dauermagneten unterbunden bzw.
auf den Nebenschluß 6 abgedrängt, und der Anker 2 des Sperrmagneten wird unter der
Wirkung der Feder 15 so weit abgehoben, bis der mit dem Anker 2 verbundene Lenker
9 an dem Anschlag 19 anstößt. Bei dieser Bewegung des Lenkers wird auch die Schaltstange
16 nach oben bewegt und öffnet die Kontakte 17, 18 (Fig. 2). Wird nun beispielsweise
über einen der Kontakte 17 oder 18 der Selbsthaltestromkreis des Schaltmagneten
11 geführt, so wird dieser entregt Unter der Wirkung der Feder 14 wird sodann der
Lenker 9 um den Anschlag 19 in entgegengesetztem Uhrzeigersinn verdreht, so daß
der Anker 2 wieder an den Polflächen 4 des Sperrmagneten zur Anlage kommt (Fig.3),
unabhängig davon, ob die Sperrwicklung erregt ist oder nicht.
Fig.
5 zeigt eine Schaltungsanordnung, bei der beim Abschalten des Motors gleichzeitig
auch der Einschaltmagnet entregt und somit die Schutzeinrichtung mit abgeschaltet
wird. Hierbei steht der Kontakt 17 für andere Schaltungszwecke zur Verfügung. Mit
l wird die Einschaltung und mit dem Taster 0 die Abschaltung vorgenommen. Der Einschaltmagnet
wirkt hierbei als Hilfsrelais.
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Fig.6 gibt eine Schaltungsanordnung wieder, bei der der Einschalttaster
I durch einen Doppeltaster 1I ersetzt ist. Mit Hilfe des Doppeltasters II werden
der Einschaltmagnet 11 und das Motorschütz 20 eingeschaltet. Der Einschaltmagnet
geht mit Hilfe des Kontaktes 18 in Selbstschaltung und bleibt bis zum Ansprechen
des Sperrmagneten eingeschaltet. Das Motorschütz kann nun mit Hilfe der Taster 0
und Il beliebig ein- und ausgeschaltet werden.