DE1115817B

DE1115817B - Device for the immediate return of the armature of a locking or holding magnet to the holding position

Info

Publication number: DE1115817B
Application number: DES63009A
Authority: DE
Inventors: Hans Roth
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1959-05-15
Filing date: 1959-05-15
Publication date: 1961-10-26

Description

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.Device for the immediate return of the armature of a locking or holding magnets in the holding position For monitoring electrical machines and devices against thermal overload are installed in or on the parts to be monitored, in particular arranged in the windings of the machines, so-called thermal sensors, which respond in the event of impermissible heating and thereby shut down the endangered Cause part. It is also known to use temperature-dependent monitoring elements To switch resistors in a measuring bridge or the like. In this context, was already proposed as a measuring element in the bridge locking or holding magnets to use, because they are already very sensitive due to their high sensitivity respond reliably to low bridge currents. These magnets make it possible to use extremely small control output to trigger large forces and thus relatively large outputs direct, d. H. to switch without contactors or the like. The control of the locking magnet usually takes place with the help of a so-called blocking winding, when the Holding flux of the permanent magnet is displaced to a shunt, so that the holding flux of the permanent magnet is no longer sufficient to remove the under the action of a spring To hold the armature of the locking magnet. There are switching contacts with the armature of the blocking magnet coupled, which can be arranged directly in the circuit of the organ to be protected can. The force of the permanent magnet is not sufficient to move the armature into the on position traced back. Whereas with a blocking magnet, a rising current is the triggering criterion is used, acts when using a holding magnet in per se known Way a sinking current in the sense of a trip. The low holding current is sufficient here too it is not enough to tighten the anchor yourself. The anchor must therefore by hand or be brought back to its on position in another mechanical way: In residual current circuit breakers using blocking magnets, it is known to the Couple the armature with the q switch drive so that the armature is driven by the drive of the Switch is returned to the operating position. This embodiment has the disadvantage that the return of the armature depends on the actuation of the switch is made that a so the anchor is thrown off so long and thus the pole face the Remains exposed to environmental influences, as the switch is not in the on position is returned.

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.In another known embodiment, g is the holding magnet assembled into a unit with a pull magnet. This embodiment is far inferior to pure holding and blocking magnets in terms of their sensitivity, as a result, it usually does not meet the requirements placed on these magnets. An automatic return of the fallen retaining anchor is not provided, so that here too the pole faces are exposed to harmful influences for a long time could be.

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.In a further known embodiment, the anchor is through the triggering movement of the switch, i.e. by the triggering force stored in the switch lock returned to the operating position. This will admittedly affect the environment largely switched off on the pole faces, but there is neither a possibility a remote actuation of the release still the possibility of a control depending a solenoid, so z. B. depending on the mains voltage. This operating mode in any case requires a switching mechanism in which sufficiently large spring forces continuously to trigger the switch and thus also to reset the trigger magnet are provided. Such a device can only be used to a very limited extent Use scope for certain switching devices.

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.The invention is based on the object of a device on a To create highly sensitive locking or holding magnets, through which the preferably spring-loaded, contacts or trigger controlling armature of this magnet after a Release immediately returned to the holding position under the action of spring forces will.

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.The device according to the invention is intended to avoid the disadvantages of the known facilities also a remote control and a revealing one Enable use with a wide variety of devices. According to the invention, the asked Task through a purely mechanical coupling of the armature of the holding or blocking magnet solved with a conventional, the feedback causing solenoid, by the the armature return elements and the contacts or triggers controlled by the armature be returned to the switch-on position.

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.It is particularly advantageous to use the armature of the blocking or holding magnet with the armature of the closing magnet by a restricted in its free mobility Linking handlebars or levers under the action of an opposing force of attraction the spring is standing by the magnet. The mobility of the connecting lever or Handlebar is limited by a stop so that if one or both of them fall Magnet armature the contacts are opened. The stop is arranged in such a way that that when the switch-on magnet is de-energized, the armature of the locking or holding magnet is below the Effect of the return spring of the closing magnet arrives in the closed position.

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing explained.

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.Fig. 1 shows a schematic representation of the operating principle of device according to the invention; Fig. 2 and 3 show different switching positions the device according to Figure 1 again; For example, Figures 4 through 6 show different ones Circuit arrangements for switching and monitoring a motor.

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.In Fig. 1, 1 denotes a known locking magnet, its anchoring under the influence of a permanent magnet 3 on the pole legs. 4 held will. With a 5 arranged in the pole legs 4 blocking winding is referred to, which, when excited, produces a magnetic foot which supports the holding flux of the permanent magnet 3 is opposite, so that even with a very small current in the blocking winding the holding flux is displaced onto a magnetic shunt 6. The blocking winding, whose terminals are designated 7 and 8, can when using the device arranged in a motor protection circuit in the measuring circuit of a bridge circuit be. When using a holding magnet, the holding winding is in the bridge circuit, which corresponds to the blocking winding according to FIG.

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.The armature is connected to the armature 2 of the blocking magnet via a link 9 10 of a switch-on magnet 11 connected. The excitation current is applied to the solenoid 11 supplied via terminals 12 and 13. The armature 10 of the switch-on magnet 11 is at a standstill under the action of a spring 14 which counteracts the magnetic force. In the middle of the connecting link 9 is a shift rod under the action of a spring 15 16 hinged on a contact device such. B. switching contacts 17, 18 acts. The shift rod 16 is guided in a guide 190, which also acts as an abutment for the spring 15 can serve. Above the connecting link 9, preferably in the line of action of the shift rod 16 is a fixed stop 19 in the corresponding Distance from the connecting link 9 is arranged.

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.4 shows a circuit arrangement for switching on as an application example and monitoring a motor not shown in any further detail in the drawing. Effective the same parts are provided with the same reference numerals. At 20 there is a contactor for the motor, with I a switch-on button and with DK a motor switch. The device acting on the shift rod 16 takes the one shown in FIG Position. If the button I is pressed, the switch-on magnet 11 receives voltage and brings the shift rod 16 into the position shown in FIG. Through the switch contact 17 the circuit of the motor contactor 20 is prepared, and through the switching contact 18 the self-holding circuit of the switch-on magnet is closed. With help switch DK, the motor contactor can now be connected to voltage. The motor winding is for example by a temperature-dependent resistor or the like. In a Bridge circuit monitored. In the measuring branch of the bridge circuit, the Blocking winding of the blocking magnet. If the motor heats up in an impermissible manner, so the holding flux of the locking magnet is disturbed, so that the handlebar 9 is under the action the spring 15 reaches the intermediate position shown in Figure 2, in which the contacts 17 and 18 are opened. This creates the holding circuit of the switch-on solenoid interrupted, and the armature is now raised under the action of the spring 14, whereby the armature of the locking magnet in its initial position in the manner described above is returned. With this circuit, the motor can operate without switching off the protective device can be switched on and off.

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.The operation of the device is as follows: If no current flows in the blocking winding 5, the armature 2 of the blocking magnet is held on the pole faces 4 as a result of the magnetic flux of the permanent magnet. If the switch-on magnet II is not energized, the armature 10 of the switch-on magnet and the link 9 will assume the position shown in FIG. 3 under the action of the spring 14. The upward movement of the armature 10 is limited by the fact that the connecting rod 9 rests against the stop 19. The switching rod 16 opens the contacts 17, 18. If the switch-on magnet 11 is now energized, the armature 10 is guided downward, overcoming the springs 14, 15, taking the handlebar 9 with it, the articulation point of the rod 9 on the armature 2 being the Fulcrum forms. The armature 2 is held on the pole legs 4 under the influence of the permanent magnet 3. At the same time, the switching rod 16 is also guided downwards and closes the contacts 17, 18. This switching position is shown in FIG. If the blocking winding 5 is now excited in any way, the holding flux of the permanent magnet is prevented or pushed onto the shunt 6, and the armature 2 of the blocking magnet is lifted under the action of the spring 15 until the link connected to the armature 2 9 abuts the stop 19. During this movement of the handlebar, the shift rod 16 is also moved upwards and opens the contacts 17, 18 (FIG. 2). If, for example, the self-holding circuit of the switching magnet 11 is led via one of the contacts 17 or 18, it is de-energized 4 of the blocking magnet comes into contact (Fig. 3), regardless of whether the blocking winding is energized or not. 5 shows a circuit arrangement in which, when the motor is switched off, the switch-on magnet is also de-energized at the same time and the protective device is thus also switched off. Here, the contact 17 is available for other circuit purposes. Switch on with l and switch off with button 0. The switch-on magnet acts as an auxiliary relay.

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.6 shows a circuit arrangement in which the switch-on button I is replaced by a double button 1I. With the help of the double button II the switch-on magnet 11 and the motor contactor 20 switched on. The closing magnet goes into self-switching with the help of contact 18 and remains until it is responded of the locking magnet switched on. The motor contactor can now be activated using the 0 and Il can be switched on and off at will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device on a highly sensitive locking or holding magnets, through which the preferably spring-loaded, contacts or triggers controlling armature of this magnet after tripping immediately under action is returned to the holding position by spring forces, characterized by a purely mechanical coupling of the armature of the holding or blocking magnet with a conventional, the return causing solenoid such that by the solenoid the armature return elements and the contacts or triggers controlled by the armature be returned to the switch-on position.

2. Device according to claim 1, characterized characterized in that the armature of the locking or holding magnet with the armature of the switch-on magnet connected by a handlebar or lever that is restricted in its free mobility which is under the action of an opposing force of attraction of the magnets Pen stands.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the Lever or handlebar acts directly or indirectly on a contact device.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that the mobility the connecting lever or handlebar is limited by a stop such that if one or both magnet armatures drop out, the contacts are opened.

5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that the stop is arranged so that when the switch-on magnet is de-energized, the armature of the locking or holding magnet reaches the closed position under the action of the return spring of the switch-on magnet. Considered publications German Patent Nos. 870 718, 849 726; German Auslegeschrift No. 1046161; Austrian patent specification No. 158 377.