Schutzvorrichtuug für elektrische Stromverbraucher gegenunzulässige lUrwärriiuug. - Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung für elektrische Stromver braucher gegen unzulässige Erwärmung, bei welcher ein Temperaturschalter bei seinem Ansprechen den gefährdeten Stromverbrau cher zur Abschaltung bringt. Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine solche Schutz vorrichtung derart auszubilden, dass sie sich nach dem Abschalten und dem' darauf statt findenden Abkühlen des Stromverbrauchers selbsttätig wieder in den Gebrauchszustand versetzt.
Zu diesem Zwecke ist erfindungs gemäss in einer Magnetspule ein gewöhnlich durch eine Lötstelle in seiner Ruhelage ge sicherter Magnetanker derart verschiebbar an geordnet, dass er bei einem auf unzulässige Temperatursteigerung erfolgenden Erweichen .der Lötstelle durch - die elektromagnetische Wirkung der Spule im Sinne der Auslösung des Schaltvorganges verschoben wird,
nach Unterbrechung des Stromkreises dagegen me- chaniseh in die Ruhelage zurückgeführt und darin durch das Erkalten des Lötmetalles er neut festgehülten wird. Die neue Schutzvorrichtung kann gleich zeitig als Höchststromschaster, d. h. derart ausgebildet sein, .dass sie nicht nur bei unzu lässiger Erwärmung des zu schützenden Ver brauchers, sondern auch bei Überschreitung der zulässigen Höchststromstärke anspricht.
Zu diesem Zwecke kann der von .der Magnet spule beeiuflusste lllagnetanker einen unmag- netischen Gewichtskern besitzen, mit dem er durch eine Lötstelle verbunden ist, das Ganze so, dass bei Überschreitung der zulässigen Höchststromgrenze der Anker mit dem daran hängenden Gewichtskern in die Magnet spule hereingezogen wird,
während bei Über schreitung der höchstzulässigen - Temperatur .die Lötstelle erweicht und der dadurch vom Gewichtskern befreite Anker schon durch einen verhältnismässig geringen Strom in die Spule hineingezogen wird und so die Ab- schaltüng des gefährdeten Stromkreises ver anlasst.
Magnetanker und Gewichtskern sind zweckmässig teleskopa,rtig ineinanderschieb- bar ausgebildet, indem der rohrförmige, den Gewichtskern lose umschliessende Anker an seinem -obern Ende an einer Zentralstange be festigt ist, die in einer unten geschlossenen Bohrung des Gewichtskernes verschiebbar ge führt und mit leicht schmelzbarem Metall festgelötet ist.
Auf der Zeichnung ist eine gleichzeitig als ]Elöchststromschalter ausgebildete Schutz- vorriehtung gemäss der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen: Abb. 1 einen Längsschnitt durch die Schutzvorrichtung in der Ruhelage, Abb. 2 den angehobenen Anker bei ge senkt gebliebenem Gewichtskern, d. h. beim Ansprechen der Lötstelle, Abb. 3 und 4 die besondere Ausbildung des Ankers.
Innerhalb des Isolierkörpers 1, welcher gleichzeitig einen Wärmeschutz bildet, be- findet sich die als Zug- und Heizorgan die nende Spule 2, welche vom Strom .des zu schützenden Apparates, z. B. eines Kran motors, durchflossen wird. Die Spule 2 ist auf einem dünnwandigen Metallzylinder 3 aufgewickelt und wirkt auf das darin befind liehe Auslöseorgan ein-.
Letzteres besteht im wesentlichen ,aus einem rohrförmigen Anker 4 aus magnetischem Material und einem darin angeordneten Gewichtskern, der zweck mässig ein hohes spezifisches Gewicht, aber möglichst geringe spezifische Wärme besit zen soll und zum Beispiel aus Blei bestehen kann, welches aussen mit einem dünnen Mes singmantel bekleidet ist. Der Anker 4 ist im obern Teil ebenfalls mit einem dünnen Mes singmantel 7 versehen und über den Deckel 8 an einer Metallstange 9 befestigt, die in einer zentralen, unten geschlossenen Bohrung 10 des Gewichtskernes 5 geführt ist.
Die Boh rung des Gewichtskernes 5 ist mit einer Mes singhülse 11 ausgefüttert, die oben durch einen Einsatz 12 verengt ist und an welcher die Stange 9 mit ihrem untern, verdickten Ende 14, sowie gegebenenfalls aucli noch oberhalb des Einsatzes 12 durch leicht schmelzbares Metall festgelötet ist.
Der Aus löseanker 4 mit Jem Gewichtskern 5 stützt sich in der in Abb. 1 .gezeichneten Ruhelage .auf ein Querstück 15, welches mittelst der Mutter 16 an der seitlich geschlitzten Hülse 17 des Gehäusesockels in der Höhenrichtung verstellbar angeordnet ist, um dadurch die magnetische Einwirkung der Spule auf den Anker regeln zu können.
Der Auslöseanker 4 ist, wie aus Abb. 3 und 4 ersichtlich, mit sich nach oben ver breiternden seitlichen Ausschnitten versehen und dadurch .an dieser -Stelle in die Gestalt von zwei Spitzen 20 gebracht. Dabei erfolgt die Einstellung des Ankers derart, dass' der grösste Teil des Eisenkörpers, und zwar der untere, ringförmige Teil 4, in der Ruhelage sich ganz ausserhalb der Spule 2 befindet und nur die. .Spitzen 20 in den Hohlraum der Spule hineinragen.
Durch diese Ausbildung ist einerseits eine sehr genaue Einstellung des Ankers auf eine bestimmte Stromstärke ermöglicht, .anderseits wird erreicht, dass das Auslöseorgan ohne Verwendung eines lamel lierten Eisenkörpers sowohl für Gleichstrom, als auch für Wechselstrom verwend'b'ar ist.
Oberhalb des Auslösers ist diesem gegen über am G.ehäuseteil ein Metallsteg 21 ange- .ordnet, welcher beim Ansprechen des Ankers durch diesen angehoben wird und dadurch die beiden Kontakte 22 miteinander verbin den.
Dadurch wird in bekannter Weise der Hilfsstromkreis eines elektromagnetischen Aussehalters geschlossen oder ein Kurzschluss zwischen den Polen des Verbrauchers herge stellt, der die Abschaltung des Stromkreises durch die vorges-ch.alteten S chmelzsicherun- gen zur Folge hat.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Bei der in Abb,. 1 gezeichneten Lage des Auslösers ist, solange der Gefahrzustand in der Erwärmung der Wicklungen des zu schützenden. Stromverbrauchers und damit das Auflöten der Lötstelle nicht eingetreten ist, der Auslöser .als ein durch das Bleigewieht beschwerter Anker anzusehen, der erst bei einer bestimmten einstellbaren Stromstärke (dem Mehrfachen der,
normalen Betriebs- stromstärke) in das Innere _ der Spule 2 hin. eingezogen wird und, durch sein Anspringen den Schaltmechanismus 21, 22 betätigt, so- d.ass der gefährdete Stromverbraucher a@bge- scha.ltet wird.
Bei Eintritt einer G-efahrtemperatur für den zu schützenden Motor wird, da -die Spule des Auslösers .annähernd die .gleiche Zeit konstante erhalten kann wie der zu schüt zende Motor, eine solche Erwärmung inner halb der -Spule 2 eingetreten sein, dass das leicht schmelzbare Lot erweicht.
Nunmehr ist eine wesentlieh geringere Kraft erforder lich, um -den Eisenanker 4 mit dem Metall zylinder 7 und dem damit über den Deckel 8 verbundenen -Stift 9 anzuheben, wobei der Bleikern 5 auf der untern Auflage 15 stehen bleibt. Nach erfolgtem Ansprechen fällt der Anker durch die Schwerkraft in seine Ruhe lage zurück.
Die Verhältnisse können nun so gewählt werden, dass bei Eintritt des Gefahrzustandes der ohne das Bleigewicht arbeitende Anker jedesmal unterhalb des normalen Betriebs stromes .anspricht, wohingegen bei beschwer tem Anker das Ansprechen bei höheren Wer ten, z. B. beim zwei- bis dreifachen Betriebs strom, erfolgt.
Die Empfindlichkeit des Aus lösers nach erfolgtem Eintreten der Gefahr- temperatur bleibt so, lange bestehen, bis die Temperatur des gefährdeten Motors und da mit :auch die von der -Spule ausgehencle Wärme so weit zurückgegangen sind', dass! ein Festlöten .der Lötstelle wieder erfolgt ist.
Nach Eintritt dieses Zustandes ist der Aus löser wieder unempfindlich gegenüber dem betriebsmässig zulässigen Überstrom.
Der Vorteil des neuen Auslöseorganes gegenüber den .bisherigen Ausführungen liegt, wie leichtersichtlich, hauptsächlich in der überaus einfachen, gedrungenen Bauart, mit der eine unbedingte Zuverlässigkeit be zweckt wird.
Die Verwendung eines zusätz lichen Gewichtes mit hohem spezifis!chiem Ge wicht und zugleich geringer spezifischer Wärme, wie zum Beispiel Blei, ist besonders vorteilhaft für das Ansprechen des Auslösers bei kurzzeitigen, hohen Überlastungen, die kurz unterhalb derjenigen Stromstärke lie- gen,
bei denen dias Auslöseorgan elektromag- netisch. zur Wirkung kommt.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt, vielmehr sind a .üch andere Ausführungen :möglich. Insbesondere könnte der Magnetanker des Temperaturschalters statt durch Gewichts wirkung auch .durch eine Feder in die Ruhe lage zurückbewegt werden.
Ferner könnte die Erwärmung der Lötstelle unmittelbar durch den zu schützenden Stromverbraucher erfolgen, in welchem Falle die Magnetspule nicht als Heizspule ausgebildet zu sein braucht.
Protective device for electrical power consumers against inadmissible heat. - The invention relates to a protection device for electrical Stromver consumers against excessive heating, in which a temperature switch when it responds brings the endangered Stromverbrau cher to shutdown. The aim of the invention is to design such a protective device in such a way that it automatically returns to the state of use after the power consumer has been switched off and then cooled down.
For this purpose, according to the invention, a magnet armature, usually secured by a soldering point in its rest position, is arranged in a magnet coil so that it can be displaced in such a way that if the soldering point softens due to an inadmissible increase in temperature, the electromagnetic effect of the coil triggers the switching process is moved
on the other hand, after the circuit has been interrupted, it is mechanically returned to the rest position and is held again in this position by the cooling of the solder. The new protection device can be used at the same time as a maximum current switch, i. H. be designed in such a way that it responds not only to inadmissible heating of the consumer to be protected, but also if the maximum permissible current is exceeded.
For this purpose, the magnet armature influenced by the magnet coil can have a non-magnetic weight core to which it is connected by a solder joint, the whole thing in such a way that the armature with the weight core attached is drawn into the magnet coil when the maximum current limit is exceeded becomes,
while if the maximum permissible temperature is exceeded, the solder joint softens and the armature freed from the weight core is already drawn into the coil by a relatively low current, thus causing the endangered circuit to be switched off.
The magnet armature and weight core are expediently designed telescopic, in that the tubular armature loosely enclosing the weight core is fastened at its upper end to a central rod, which is slidably guided in a hole in the weight core closed at the bottom and made of easily meltable metal is soldered on.
In the drawing, a protective device designed at the same time as a maximum current switch according to the invention is shown in an embodiment, namely: Fig. 1 shows a longitudinal section through the protective device in the rest position, Fig. 2 the raised armature with the weight core remained lowered, d . H. when addressing the soldering point, Fig. 3 and 4, the special design of the anchor.
Inside the insulating body 1, which at the same time forms thermal protection, there is the coil 2, which acts as a pulling and heating element and which is fed by the current of the apparatus to be protected, e.g. B. a crane motor is traversed. The coil 2 is wound on a thin-walled metal cylinder 3 and acts on the release element located therein.
The latter consists essentially of a tubular armature 4 made of magnetic material and a weight core arranged therein, which should suitably have a high specific weight, but the lowest possible specific heat and can, for example, consist of lead, which singmantel with a thin Mes is clothed. The armature 4 is also provided in the upper part with a thin Mes singmantel 7 and attached via the cover 8 to a metal rod 9 which is guided in a central, bottom closed hole 10 of the weight core 5.
The Boh tion of the weight core 5 is lined with a Mes singhülse 11, which is narrowed at the top by an insert 12 and to which the rod 9 is soldered with its lower, thickened end 14, and possibly also above the insert 12 by easily fusible metal .
The releasing anchor 4 with Jem weight core 5 is supported in the rest position shown in Fig. 1 .on a crosspiece 15, which is arranged adjustable in height by means of the nut 16 on the laterally slotted sleeve 17 of the housing base in order to thereby the magnetic effect to regulate the coil on the armature.
The trip anchor 4 is, as can be seen from Fig. 3 and 4, provided with upward ver widening lateral cutouts and thereby .at this point brought into the shape of two tips 20. The armature is set in such a way that the largest part of the iron body, namely the lower, annular part 4, is completely outside the coil 2 in the rest position and only the. .Tips 20 protrude into the cavity of the coil.
On the one hand, this design enables the armature to be set very precisely to a certain current strength, and on the other hand it is achieved that the release element can be used both for direct current and for alternating current without the use of a laminated iron body.
Above the trigger, a metal web 21 is arranged opposite on the housing part, which is raised by the armature when the armature responds, thereby connecting the two contacts 22 to one another.
As a result, the auxiliary circuit of an electromagnetic switch-off switch is closed in a known manner or a short circuit is established between the poles of the consumer, which results in the circuit being switched off by the upstream fuses.
The mode of operation of the device is as follows: In the case shown in Fig. 1 is the position of the release as long as the dangerous state in the heating of the windings of the to be protected. Power consumer and thus the soldering of the soldering point has not occurred, the trigger should be regarded as an anchor weighted down by the weight of lead, which only works at a certain adjustable current strength (multiple of
normal operating amperage) into the interior of coil 2. is drawn in and, when it picks up, the switching mechanism 21, 22 is actuated, so that the endangered electricity consumer is switched off.
When the motor to be protected reaches a certain temperature, since the coil of the release .approximately the same time constant as the motor to be protected, such heating within the coil 2 will have occurred that this is easy softened fusible solder.
Now a much lesser force is required to lift the iron anchor 4 with the metal cylinder 7 and the pin 9 connected to it via the cover 8, the lead core 5 remaining on the lower support 15. After responding, the armature falls back into its rest position due to gravity.
The ratios can now be chosen so that when the dangerous state occurs, the armature working without the lead weight .anspricht each time below the normal operating current, whereas when the armature is heavy, the response at higher values, e.g. B. at two to three times the operating current takes place.
After the dangerous temperature has occurred, the sensitivity of the release remains until the temperature of the motor at risk and with it: the heat emanating from the coil has decreased so far that! a fixed soldering .the soldering point has taken place again.
After this condition occurs, the trigger is again insensitive to the operationally permissible overcurrent.
The advantage of the new release mechanism compared to the previous versions is, as is easy to see, mainly in the extremely simple, compact design with which absolute reliability is intended.
The use of an additional weight with a high specific weight and at the same time low specific heat, such as lead, is particularly advantageous for triggering the release in the event of brief, high overloads that are just below the current strength
in which the triggering device is electromagnetic. comes into effect.
Of course, the invention is not limited to the example shown, but other designs are also possible. In particular, the magnet armature of the temperature switch could also be moved back into the rest position by a spring instead of by the effect of weight.
Furthermore, the soldering point could be heated directly by the electricity consumer to be protected, in which case the magnetic coil need not be designed as a heating coil.