DE969872C - Thermische, mit Wechselstrom betriebene Ausloesevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine thermische Auslösevorrichtung, insbesondere ein Überstromrelais. Ein solches Relais ist für Wechselstromkreise gedacht, kann in Luft oder in öl arbeiten und gewährleistet auch bei sehr hohen Überlastungen eine gleichbleibende und zuverlässige Arbeitsweise.

Es sind Auslösevorrichtungen bekannt, welche als temperaturempfindliches Organ einen magnetischen Körper haben, der bei einer bestimmten Erwärmung seine magnetischen Eigenschaften verliert und dadurch einen Arbeitsvorgang, z. B. das öffnen oder Schließen eines Kontaktes, bewirkt oder einleitet. Die z.B. aus der deutschen Patentschrift 438 121 und der britischen Patentschrift 295 039 bekannten Vorrichtungen haben zur Erwärmung des temperaturempfindlichen magnetischen Körpers Transformatoren und Heizspulen, oder aber sie werden selbst in den zu überwachenden Stromkreis eingeschlossen, wie es z. B. nach der deutschen Patentschrift 649 369 der Fall ist, und durch den Strom selbst erwärmt, welcher durch den thermomagnetischen Körper fließt. Diese Anordnungen verlangen aber besondere Aufwendungen für zusätzliche Einrichtungen, wie z. B. die obenerwähnten Transformatoren und Heizspulen mit ihren Zuleitungen, Anschlußklemmen usw.

809 575/57

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist schon vorgeschlagen worden, den magnetischen Körper durch Wirbelstrombeheizung zu erwärmen.

Die Erfindung betrifft die vorteilhafte weitere Ausbildung einer solchen Auslösevorrichtung. Sie bezieht sich daher auf eine thermische, mit Wechselstrom betriebene Auslösevorrichtung mit einer Magnetspule, insbesondere auf ein Überstromrelais mit einem temperaturempfindlichen magnetischen

ίο Körper, welcher bei einer bestimmten Erwärmung seine magnetische Eigenschaft verliert und nur durch von Wirbelströmen erzeugte Wärme beheizt wird. Die Erfindung besteht darin, daß der magnetische Körper selbst eine Sekundärwicklung der.

Magnetspule bildet, welche von dem zu überwachenden Strom durchflossen wird, und daß er mit einem oder mehreren selbst Wirbelströme erzeugenden Körpern derart verbunden ist, daß die von diesem erzeugte Wirbelstromwärme auf den magnetischen

ao Körper durch Leitung unmittelbar oder Strahlung mittelbar übergehen kann. Durch diese Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß der temperaturempfindliche magnetische Körper schneller als bei den bekannten Auslösevorrichtungen erwärmt wird.

Besonders günstig ist es, wenn man den magnetischen Körper als Zylinder ausbildet und diesen zwischen zwei Zylindern anordnet, welche Wirbelstromwärme erzeugen. Das hat den Vorteil, daß die Auslösevorrichtung geringe Abmessungen hat.

Wird der magnetische Körper gemäß der weiteren Erfindung als beweglicher Magnetanker ausgebildet, so ergibt sich dadurch eine weitere Platzersparnis.

Man kann ein schnelles Ansprechen der Auslösevorrichtung noch dadurch erreichen, wenn man diese in der Weise verbessert, daß alle Körper, welche Wirbelstromwärme erzeugen, von einem Schutz umgeben sind, der ein Abstrahlen der Wärme verhindert. Das kann z. B. in der Weise geschehen, daß diese Körper im Innern der Magnetspule liegen, welche von dem zu überwachenden Strom durchflossen wird.

Die Auslösevorrichtung gemäß der Erfindungkann noch mit einer einstellbaren Einrichtung in Gestalt eines Ausbiegungs- bzw. eines Ausdehnungskörpers, z. B. eines Bimetallkörpers, ausgerüstet sein, dessen Kraft der Auslösekraft entgegenwirkt. Dadurch wird eine Kompensation der Schwankungen der Außentemperatur erreicht.

Außerdem kann zur Einstellung bzw. Regelung der Auslösezeit der Elektromagnet mit einem Eisenrückschluß mit verstellbarem Luftspalt versehen sein.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Fig. ι bis 3 der Zeichnung erläutert.

Fig. ι zeigt ein Überstromrelais als Ausführungsbeispiel. Die Spule 1 liegt in dem zu schützenden Stromkreis. Der isolierende Spulenkörper 2 trägt einen Sockel 3, an welchem die Kontakteinrichtung befestigt ist. Im Innern der Spule befindet sich ein Kupferzylinder 4 und ein ortsfester Magnetpol 5. Dieser trägt an seinem oberen Ende einen Ring aus einer Stahllegierung 16, z. B. aus »Invar«, einer Stahlnickellegierung mit 36% Nickelgehalt, die einen Curiepunkt, der vorzugsweise über ioo° C liegt, besitzt. Beispielsweise ist eine Stahlnickellegierung mit einem Curiepunkt bei etwa 125 ° C geeignet. Auf dem Ring 16 ruht lose ein beweglich in einer Messinghülse 7 geführter Tauchanker 6.

Wird das Polstück 16 magnetisiert, so hält die magnetische Kraft der Wicklung 1 den Tauchanker fest gegen seine untere Auflage. Überschreitet die Stromstärke der Wicklung 1 einen bestimmten Wert, so entstehen Wirbelströme insbesondere in dem Kupferrohr 4, so daß die Temperatur des aus der Legierung bestehenden Teils 16 deren Curiepunkt nach einer gewissen Zeit überschreitet, so daß die magnetische Haltekraft zwischen dem Teil 16 und dem Anker 6 nachläßt. Infolgedessen wird nunmehr der Tauchanker von dem oberen ortsfesten Magnetpol 15 angezogen. Dabei treibt er die Betätigungsstange 8 an und trennt die Kontaktstücke g, 10, die normalerweise durch den federnden Arm 13 geschlossen gehalten werden.

Mit dem unteren Magnetpol 5 steht eine exzentrische Stahlscheibe 11 in Verbindung, durch deren Drehung um den Achsbolzen 19 ein Luftspalt 12 in dem eisernen Rückschluß des Elektromagneten verstellt wird. Auf diese Weise läßt sich die Wirbelstrombildung beeinflussen. Diese Einstellvorrichtung kann mit einer Eichung (Zeiger 21) versehen werden. Mittels der Mutter 18 läßt sich die verstellbare Scheiben gegebenenfalls festklemmen.

Bei Entregung der Spule geht das Relais von selbst in seine Ruhelage zurück. Durch Anbringen einer von Hand auslösbaren Verklinkung für das bewegliche Schaltglied, wie sie nicht mit dargestellt ist, läßt sich außerdem auch leicht eine willkürliche Wiedereinschaltung bzw. EntSperrung schaffen. Durch entsprechende Bemessung des magnetischen Kreises kann man eine augenblickliche Auslösung bei sehr hohen Strömen infolge Sättigung der Teile des unteren Magnetpols erhalten.

Fig. 2 zeigt eine Temperaturkompensationseinrichtung für die Anordnung nach Fig. 1 mit einem Bimetall 22, das mittels einer Schraube 23 einstellbar ist und Einflüsse der Raumtemperatur kompensiert. Bei Zunahme der Raumtemperatur biegt sich das Bimetall, dessen Kraft der Anziehungskraft des oberen Magnetpols entgegenwirkt, in Pfeilrichtung nach unten. Durch Drehen der Schraube 23 läßt sich die Auslösetemperatur verändern. Damit die Wärme der Spule das Bimetall nicht beheizt, kehrt man in diesem Falle das Relais zweckmäßig um.

Dieses einstellbare Relais kann sowohl in Luft als auch unter öl arbeiten. Soll es unter öl arbeiten, so wird es zweckmäßig mit Schlitzen zum Hindurchtreten des Öls versehen. An Stelle einer Stahlnickellegierung kann man auch eine Kupfernickellegierung (z.B. »Monelmetall« )verwenden. Ferner läßt sich der Curiepunkt einer Stahlnickellegierung, beispielsweise durch geringe Zusätze von Silizium oder Chrom, beeinflussen.

Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich nicht auf das hier im einzelnen geschilderte Beispiel. So läßt sich

die Erfindung insbesondere auch für Temperaturregelgeräte ausnutzen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Thermische, mit Wechselstrom betriebene Auslösevorrichtung mit einer Magnetspule, insbesondere Überstromrelais, mit einem temperaturempfindlichen magnetischen Körper, welcher bei einer bestimmten Erwärmung seine magnetische Eigenschaft verliert und nur durch von Wirbelströmen erzeugte Wärme beheizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Körper (i6) selbst eine Sekundärwicklung der Magnetspule (ι) bildet, welche von dem zu überwachenden Strom durchflossen wird, und daß er mit einem oder mehreren selbst Wirbelstromwärme erzeugenden Körpern (4, 7) derart verbunden ist, daß die von diesem erzeugte Wirbelstromwärme auf den magnetischen Körper (16) durch Leitung unmittelbar oder durch Strahlung mittelbar übergehen kann.

2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Körper (16) als Zylinder ausgebildet ist, welcher zwischen zwei Wirbelstromwärme erzeugenden Zylindern (4, 7) angeordnet ist.

3. Auslösevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Körper (16) als beweglicher Magnetanker (6) ausgebildet ist.

4. Auslösevorrichtung nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wirbelstromwärme erzeugenden Körper (4, 16, 7) von einem Wärmeabstrahlungsschutz umgeben sind, indem sie im Innern der Magnetspule (1) liegen, welche von dem zu überwachenden Strom durchflossen wird.

5. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine einstellbare Vorrichtung zur Kompensation der Außentemperatur in Gestalt eines Ausbiegungs- bzw. Ausdehnungskörpers (Bimetall 22), dessen Kraft der Auslösekraft entgegenwirkt.

6. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch einen Elektromagneten mit Eisenrückschluß mit verstellbarem Luftspalt (12).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 649369, 647747, 939. 45² S²O, 438 121;

britische Patentschrift Nr. 295 039; ETZ, 1924, S. 1135·

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

,© 809 575/57 7.58