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Auf elektromagnetischer und thermischer Auslösung beruhender Selbstschalter
Für den Leitungs- und Verbraucherschutz bestimmte Selbstschalter mit bei kurzzeitiger
hoher Überlastung ansprechender elektromagnetischer und bei andauernden kleinen
Überlastungen wirksam werdender thermischer Auslösung sind in den verschiedensten.
Ausführungsformen bekanntgeworden. Eine besonders vorteilhafte Sellbstschalteranordnung
ist die, bei der das thermoempfindliche Organ bei lang andauernden schwachen Überströmen
das Magnetfeld des Magnetsystems verstärkt und bei Erreichen eines genügend starken'Magnetfeldes
den elektromagnetischen Auslöser zum Ansprechen bringt. In der Regel wird bei dieser
Anordnung für das thermische Organ ein Bimetallstreifen verwendet, der bei Erwärmung
einen Eisenkern. so in den Magnetpfad bewegt, daß durch diesen das Magnetfeld verstärkt
wird.
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Um bei Selbstschaltern für die thermische Überwachung von beweglichen
Teilen absehen zu können und die den Bimetallen anhaftenden, allgemein bekannten
Nachteile zu vermeiden, wurde auch bereits an Stelle dieses Bimetallstrei,fens eine
Wärmelegierung verwendet, deren Permeabilität bei Erwärmung .geringer wird und die
derart in den Magnetkreis des Selbstschalters eingescha'ltet ist, daß sie bei geringen,
Überströmen eine Kraftflußverstärkung hervorruft. Bei diesen Selbstschaltern mit
Wärmelegierung muß jedoch, um eine intensive
Erwärmung der Wärmelegierung
zu erreichen, im allgemeinen eine besondere Heizwicklung vorgesehen werden, was
in wirtschaftlicher Hinsicht nachteilig ist.
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Es sind ferner auch Selbstschalter in. T.auchankerform bekannt, bei
denen die Wärmelegierung auf der einen Seite der Solenoi.dspule angeordnet ist und
einen in Abhängigkeit von der sich ändernden Permeabilität auftretenden Str.eufluß
beeinflußt. Bei einer derartigen Anordnung der Wärmelegierung wird jedoch diese
nur in geringem Maße von der Spulenwärme beeinflußt, so daß man auch hier kaum ohne
eine besondere Reizwicklung auskommt. i@Ian hat weiterhin bei Selbstschaltern: in
einem Falle die Anordnung auch so getroffen, daß der aus der Wärmelegierung bestehende
und von der Auslösewicklung umgebene Teil mit einem beweglichen, die Auslösung bewirkenden
Dauermagnetsystem derart zusammenarbeitet, daß sich ein Gegen.-magnetfeld aufbaut,-das
bei genügender Erwärmung der Wärmelegierung zur Wirkung kommt und den Auslösevorgang
einleitet. Derartige Selbstschalter, bei denen jedoch aus wirtschaftlichen Gründen
grundsätzlich auf einen möglichst einfachen Aufbau zu achten ist, beanspruchen aber
verhältnismäßig viele Einzelteile, von denen insbesondere der Dauermagnet .als ein
in preislicher Hinsicht nachteilig ins Gewicht fallender Teil anzusehen ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen, auf elektromagnetischer und
thermischer Auslösung beruhenden Selbstschalter mit einem in die Auslösespule des
Magnetsystems ragenden Tauchanker und einer bei lang andauernden geringen Überlastungen
das Magnetfeld verstärkenden Wärmelegierung. Eine wesentliche Vereinfachung eines
solchen Selbstschalters wird unter Berücksichtigung eines einfachen Aufbaues .erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß die Wärmelegierung in unmittelbarem Bereich der Stromwärme
der Auslösespule liegt und mindestens den Luftspalt zwischen. Tauchanker und dem
diesem gegenüberliegenden Pol des Magnetsystems überbrückt. Eine besonders vorteilhafte
Ausführung dieser Anordnung besteht darin, daß der Spulenkörper der Au.slösespule
selbst aus der Wärmelegierung 'besteht.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt:
Im Innern des Magnetkernes i sind die Auslösespule 2 und der in diese ragende Tauchanker
3 angeordnet. Der mit einem Pol q. zusammenarbeitende Tauchanker 3 ragt einerseits
.durch eine Bohrung 5 des Magnetkernes i und trägt .andererseits eine durch den
Magnetkern i ragende, auf den Auslösemechanismus 9 des Selbstschalters einwirkende
Stange 6. Der Spulenkörper 7 der Auslösespule --
besteht aus einer Wärmelegierung,
die ihren Curie-Punkt beispielsweise bei 12o° C hat.
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Bei Fließen eines Stromes durch die Wicklung 2 von :gleichem oder
kleinerem Wert des Nennstromes kann der Tauchanker 3 von dem P-0-1 q. des Magnetkernes
i nicht angezogen werden, da der Spulenkörper 7 einen magnetischen Nebenschluß für
den nutzbaren Zugkraftfluß bildet. Bei Auftreten eines Kurzschlusses wird jedoch
die Kraftflußdurchflutung so groß, daß der Spulenkörper 7 ;gesättigt wird. Der über
den Luftspalt 8 geführte Kraftfluß wird dann in .einem solchen Maße verstärkt, daß
die Anziehung des Ankers 3 von dem P014 des Magnetsystems mit großer Kraft .erfolgt.
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Bei 'länger andauernden kleinen Überlastungen wird der Spulenkörper
7 langsam erwärmt, der eine Kurzschlußwicklung im Wechselfeld der Spule 2 darstellt.
Bei einer genügend lang andauernden geringen Überlastung wird schließlich die Temperatur
in die Nähe des Curie-Punktes gelangen, wodurch der .Spulenkörper 7 zunehmend urimagnetisch
wird. Über den durch die Wärmelegierung gebildeten Nebenschluß kann dann. kein Kraftlinienfluß
mehr fließen, so daß der gesamte Fluß als Nutzkraftfluß wirksam wird und der Pol
q. des Magnetkernes i den Tauchanker 3 anziehen kann. Die Stange 6 des Tauchankers
3 wird dann auf den Auslösemechanismus 9 einwirken und dadurch den Schalter zur
Auslösung bringen.
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Bei Verwendung des Selbstschalters in einem Gleichstromnetz wird die
:Wärmelegierung nur von der Verlustwärme der Wicklung :2 erwärmt, da in diesem Falle
keine Wärme durch transformatorische Ströme entsteht. Die Wicklung 2 muß demnach
hierbei so ausgelegt werden, daß bei einem andauernden geringen Überstrom eine genügende
Erwärmung des Spulenkörperserfolgt.
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Die Anordnung ist nicht nur auf die in: der Zeichnung dargestellte
Ausführungsform begrenzt. So kann beispielsweise in Wechselstromanlagen die Auslösespule
auch so ausgelegt werden,, daß nicht nur die auf transformatorischem Wege erzeugte
Wärme, sondern auch die Verlustwärme der Spule einen wesentlichen Beitrag für die
Erwärmung der Wärmelegierung leistet. Dabei .erweist sich die metallische Natur
des Spulenkörpers als besonders vorteilhaft, weil damit die Verlustwärme der Spule
auf bequeme Weise aus dem Spuleninnern auf die Spulenflansche und damit nach außen
abgeführt werden kann. Es ist ferner auch nicht zwingend notwendig, den Spulenkörper
selbst aus einer Wärmelegierung herzustellen. Man könnte auch beispielsweise den
Spulenzyinnder von einer Wärmelegierung umgeben oder in einer anderen geeigneten
Weise am Spulenkörper anordnen.