DE453082C - Elektromagnetischer UEberstromschalter - Google Patents

Description

Selbsttätig ansprechende elektromagnetische Überstromschalter sind bekanntlich für eine bestimmte Grenzstromstärke bemessen, die um ein gewisses zulässiges Maß über der Normalstromstärke der zu schützenden Anlage liegt und bei deren Überschreitung der Schalter auslöst. Beim Einschalten beispielsweise von Metallfadenlampen, insbesondere aber auch von Motoren, erfolgt ein Stromstoß, welcher in der Regel höhere Werte als die Grenzstromstärke annimmt, aber nur verhältnismäßig kurze Zeit andauert, so daß er keinen Schaden stiftet. Bei solchen Stromstößen löst also der Schalter infolge Überschreitung der Grenzstromstärke aus, obwohl keine Notwendigkeit hierzu besteht. Es wäre möglich, die Schalteinrichtung durch anfängliches Festhalten in der Einschaltstellung unwirksam zu machen, doch

ao ist es selbstverständlich unzulässig, die Entscheidung darüber, ob und wie lange der Schalter festgehalten werden muß, dem Einschaltenden zu überlassen. Freiauslösungen, die bekannt geworden sind, um ein Festhalten in der Einschaltstellung zu verhindern, können naturgemäß nicht dazu herangezogen werden, um die in Rede stehende Aufgabe zu lösen, denn sie sollen ja gerade das sofortige Auslösen trotz Festhaltens gewährleisten.

Die Erfindung, die sich vornehmlich auf solche Anlagen bezieht, in denen regelmäßig Einschaltstromstöße aufzutreten pflegen, löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß zwei Sperranker vorgesehen werden, von denen der eine für Auslösung bei Grenzstrom, der andere für Auslösung bei hohen schädlichen Überlastungen oder Kurzschlüssen bestimmt ist. Der erstgenannte, für Grenzstromauslösung bestimmte Anker wird gemäß der Erfindung beim Einschalten mittelbar oder unmittelbar festgehalten, während der zweite Anker für Kurzschlußauslösungen frei bleibt. Auf diese Weise ist gewissermaßen ein selbsttätiges Festhalten in der Zeit, in welcher Stromstöße auftreten können, durchgeführt, welches genau so lange andauert, als notwendig ist, und welches der Willkür des den Schalter Bedienenden völlig entzogen ist. Wie lange die Festhaltung währt, hängt von der Art der Leitung ab; je nach Art der Verbrauchsanlage wird ein mehr oder weniger langes Festhalten nach Beendigung der Einschaltung vorzunehmen sein.

Die Art des Festhaltens ist beliebig; sie kann mechanisch oder magnetisch, also elektrisch, erfolgen; sie kann durch besondere Schaltgriffe oder z. B. auch zwangläufig mit dem Handgriff eines Anlassers o. dgl. vorgenommen werden. Eine sehr einfache Ausführung besteht darin, daß die beiden vorhandenen Anker durch eine Feder miteinander verbunden sind, die beim Festhalten des einen Ankers durch den anderen überwunden werden muß. Die Spannung dieser Feder richtet sich nach der Höhe des Überlastungsstromes, bei welchem unbedingt Abschaltung erfolgen soll. Ist die. Einschaltung

beendet, dann wirken beide Anker wie ein einziger und werden von der Magnetspule bei Grenzstrom angezogen, da die zwischen beiden Ankern eingeschaltete Federung wirkungslos ist.

Die Ausführung kann ferner derart sein, daß beide Anker von ein und demselben Magneten beeinflußt werden, welcher zwei Pole mit verschiedener Amperewindungszahl ίο besitzt. Der Pol mit geringerer Windungszahl löst erst bei höherem als dem Grenzstrom aus; der ihm zugeordnete Anker wird infolgedessen während des Einschaltens freigelassen, der andere Anker dagegen festgehalten. Auch in diesem Falle kann die Festhaltung mechanisch oder magnetisch erfolgen, z. B. in der Weise, daß auf dem Pol mit höherer Windungszahl (für geringere Stromstärke) Gegenwindungen angeordnet sind, die während des Einschaltens in den Stromkreis eingeschaltet sind.

Die Zeichnung läßt verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgedankens erkennen. Bei dem Überstromschalter nach Abb. 1 sind um eine gemeinsame Achse die Schaltbrücke Sch und der Knopf K. drehbar gelagert. Innerhalb der Schaltbrücke sind unmittelbar übereinander die beiden Anker 1 und 2 verschiebbar gelagert, die durch eine Feder F miteinander verbunden sind. Die angedeutete, in einer oberen Ausnehmung der Schaltbrücke untergebrachte Ausschaltfeder sucht die Schaltbrücke Sch zu verdrehen; sie wird hieran jedoch gehindert durch eine Sperrnase N& welche am Anker 2 angebracht ist und in zwei miteinander zur Deckung gebrachte Nuten der Schaltbrücke und des Spulengehäuses eingreifen. Der obere Anker 1 besitzt ebenfalls eine Sperrnase 2V₁, welche in eine Ausnehmung des Schaltknopfes K. hineinragt und eine Einkerbung zur Aufnahme einer Rast besitzt. Diese wird gebildet von dem freien Ende eines Doppelhebels h, welcher unter der Einwirkung der Feder / steht und drehbar am Schaltknopf K gelagert ist.

Die Wirkungsweise' ist folgende: Beim Einschalten wird durch die Hand des den Schalter Bedienenden der Hebel h in Richtung des eingezeichneten Pfeiles nach unten gedruckt, so daß das freie Ende in die Kerbe der Sperrnase N₁ eingreift. Dadurch ist der Anker in seiner Stellung festgehalten und kann bei auftretendem Grenzstrom nicht zum Ansprechen gebracht werden. Stromstöße, die während des Einschaltens auftreten, sind nicht in der Lage, den nunmehr unter der Einwirkung der entsprechend bemessenen Feder F stehenden Anker 2 zu bewegen, so daß keine Ausschaltung erfolgt. Tritt dagegen während dieses Einschaltens ein sehr hoher üherlasrungsstrom oder gar ein Kurzschluß auf, so wird der Magnet derart kräftig erregt, daß die Magnetkraft ausreicht, um den Anker 2 entgegen der Wirkung der Feder/⁷ anzuziehen. Hierbei tritt die Sperrnase 2V₂ aus der Ausnehmung in der Schaltbrücke Sch nach unten heraus und gibt die Schaltbrücke für die Auslösung frei.

Nach Beendigung des Einschaltvorganges und Loslassen des Drehknopfes K. wird auch der Hebel h frei und gibt unter der Einwirkung der Feder / den Anker 1 frei. Die beiden Anker 1 und 2 wirken nunmehr als ein einziger und lösen, wie erforderlich, bei Grenzstrom aus.

Bei der Ausführung nach Abb. 2 ist ein Magnet mit mehreren Polen 5, 7 vorgesehen, von denen der erstere eine geringere Anzahl von Windungen besitzt als der letztgenannte. Die zugehörigen Anker sind mit 4 und 6 bezeichnet. Zufolge der geringeren Anzahl von Windungen auf dem Pol 5 wird der zugehörige Anker 4 nur bei höheren Überströmen und bei Kurzschluß angezogen, während Anker 6 auch bei kleineren Überströmen zur Wirkung kommt. Wird der Anker 6 auf mechanischem Wege, ähnlich der Ausführung nach Abb. 1, während des Einschaltens festgehalten, so kann offenbar nur ein höherer Überstrom oder ein Kurzschluß den Schalter zum Auslösen bringen, indem Anker 4 von dem Pol angezogen wird. Abb. 3 zeigt, in welcher Weise das magnetische Festhalten des Ankers 6 während des - Einschaltens durchgeführt werden kann. Die beiden Außenpole des Magneten be-.sitzen auch hier ^eine unterschiedliche Anzahl von Windungen, doch können im vorliegenden Beispiel beide Pole auch mit gleicher Windungszahl versehen sein. Der dem festzuhaltenden Anker 6 zugeordnete Pol 9 besitzt außer der Hauptwicklung 11 noch eine Nebenwicklung 10, welche als Gegenwicklung zur Hauptwicklung dient und nur während des Einschaltens stromführend ist. Durch Einlegen des Hebels 8, welches zwangläufig, beispielsweise mit einem Anlasserhebel eines Motors erfolgen kann, erhält die Hilfswicklung 10 Strom, so daß Anker 6 keiner nennenswerten Magnetkraft unterworfen ist. Bei Kurzschluß o. dgl. spricht auch in diesem Falle Anker 4 an.

Abb. 4 läßt erkennen, in welcher Weise zwangläufig das Festhalten des einen Ankers oder das Einschalten einer Gegenwicklung o. dgl. durchgeführt werden kann. Auf der Achse 14 des Anlassers ist die Steuerscheibe 13 vorgesehen, welche die Bewegung des Anlassers mitmacht. Am Scheibenrande gleitet ein Hebel 12 entlang, welcher unter Federwirkung steht und entweder ähnlich wie

Hebel / bei der Ausführung nach Abb. ι zur mechanischen Festlegung eines der beiden vorhandenen Anker oder ähnlich der Ausführung nach Abb. 3 als Schalthebel zum Einschalten einer Gegenwicklung o. dgl. dient. Gelangt der Hebel 12 bei der Drehung der Scheibe 13 zur Aussparung 15, so schnappt er in diese ein und gibt den von ihm festgehaltenen Anker mechanisch oder magnetisch frei. Die Scheibe 13 kann, wie angedeutet, auch unrund ausgebildet sein, um ein einfaches Zurückführen in die gezeichnete Sperrlage zu ermöglichen.

Statt der Anbringung einer Gegenwicklung bei der Ausführung nach Abb. 3 kann auch durch Shunten, durch Vermindern des Stromes in einem der Magnetpole, z. B. wenn beide Schenkel parallel geschaltet sind und in einem der beiden ein Widerstand vorgeschaltet wird, oder auf sonstigem Wege eine Schwächung der Magnetkraft in einem der beiden Pole während des Einschaltens vorgenommen werden.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Elektromagnetischer Überstromschalter, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sperranker vorgesehen sind, von denen der für Grenzstromauslösungen bestimmte Anker beim Einschalten mittelbar oder unmittelbar festgehalten wird, während der bei schädlichen Überströmen oder Kurzschlüssen auslösende Anker frei bleibt.
2. 2. Überstromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Sperranker durch eine Feder miteinander verbunden sind, so daß beim Einschalten die Magnetkraft des freien Ankers die durch das Festhalten des anderen Ankers hinzugeschaltete Federkraft zu überwinden hat.
3. 3. Überstromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Sperranker von ein und demselben Magneten beeinflußt werden, dessen Pole verschiedene Windungszahlen besitzen, und daß der dem Pol mit geringerer Windungszahl zugeordnete Anker festgehalten wird.
4. 4. Überstromschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhaltung des bei geringerer Stromstärke auslösenden Ankers auf mechanischem Wege erfolgt, beispielsweise durch Anordnung von Gegenwindungen, die während des Einschaltens an dem Stromkreis angeschlossen sind.
5. 5. Überstromschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Festhalten des Ankers auf mechanischem oder magnetischem Wege mittels eines am Schaltknopf befindlichen Handgriffes erfolgt.
6. 6. Überstromschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Festhalten des Ankers auf mechanischem oder magnetischem Wege mittels einer auf der Schaltachse befindlichen Steuerscheibe o. dgl. erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.