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hlagnetisch-thermisches Auslösereiais Bei den: bisherigen. Auslöserelais
werden die thermischen Äuslösemittel, z. B. Hitzdrähte oder Schmelzmassen, unmittelbar
vom Hauptstrom durchflossen. Derartig geschaltete thermische Auslösemittel haben
dien Nachteil, daß sie nicht genügend ki-yrzschlußsicher ausgeführt werden können
und bei Auftreten von Isurzschluß zerstört werden. Man. -hat deshalb das thermische
Auslösemittel beim Ansprechen des vom Hauptstrom durchflossenen Magneten an Spannung
gelegt, so daß dadurch die Beanspruchung des thermischen Auslösemittels begrenzt
ist.
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Mittelbar beheizte thermische Auslösemittel, dir zum Teil als kurzschlußsicher
anzusehen sind, sind für Wechselstrom schon bekannt. Hierbei wird der Heizstrom
der Sekundärwicklung eines im Hauptstrom liegenden Transformators entnommen, Die
Heizung des tbermisc.hen Auslösemittels erfolt aber auch bei diesen Anordnungen
durch' den Hauptstrom. Da hierzu die transformatorisc.he Wirkung des Wechselstromes
verwandt wird, ist eine derartige Einrichtung für Gleichstrom nicht verwendbar.
Dadurch aber, daß das thermische Auslösemittel an Spannung gelegt wird, ist eine
Verwendung auch bei Gleichstrom möglich.
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Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein magnetisch-thermisches
Auslöserelais, das auch für Gleichstrom verwendbar ist und bei dem der Anker des
Hauptmagneten bei geringem Überstrom das thermische Auslösemittel an Spannung legt,
bei starkem. Überstro:.n oder liurzschluß aber außerdem unmittelbar mechanisch oder
elektrisch auf die Auslöseklinke des Schalters wirkt.
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Bei den bisher bekannten Ausführungen der Auslöserelais sind deren
thermische Auslösemittel zeitverzögernd ausgebildet, so daß sie in vielen Fällen
einige Zeit dauernde Überlastungen gestatten, ohne daß .ein Abschalten der zu schützenden
Teile stattfindet. Es sind viele auf dieser Erkenntnis beruhende Anordnungen von
zeitverzögernden thermischen Auslösemitteln bekannt. Alle diese Mittel werden aber
von dem Hauptstrom unmittelbar beeiniflußt und :gestatten dadurch eine wenn auch
träge, so doch bei ansteigendem Überstrom durch den Überstrom selbst eingestellte
kürzere Auslösezeit.
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Bei der Anordnung nach der Erfindung ist die Einstellbarkeit des an,
Spannung liegenden thermischen Auslösemittels unmittelbar durch den: Überstrom nicht
möglich. Erfindungsgemäß verändert daher bei geringem Überstrom der Anker des Hauptstnommagneten
nach Ansprechen des thermischen Auslöse;mittels bei weiterem Anisteigen des Überstromes
je nach dessen Stärke die Auslösezeit, so daß dadurch selbsttätig die Auslösezeit-
eingestellt und von der normalen
Auslösezeit zu einer kürzeren Zeit
gestaffelt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß bei geringem überstrom ein vom
Anker gespannter Kraftspeicher auf Kontakte mechanisch einwirkt, die das thermische
Auslösemittel einschalten und durch auf diese ausgeübte Kräfte, z. B. Widerstände
oder andere Mittel, beeinflußt werden, durch die eine kürzere Auslösezeit eingestellt
wird. Bei@starkern überstrom oder Kurzschluß aber löst der Anker unter Überwindung
dieses Kraftspeichers die Auslöseklinke in kürzester Zeit aus.
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Durch die Anordnung nach der Erfindung wird weiterhin noch der besondere
"Vorteil erreicht, daß ein Strom- oder Leistungsverbrauch des an: .Spannung liegenden
therrniischen Auslösemittels nur bei Ansprechen des Hauptstrommabanetens -bei Überstrom
-stattfindet,- normalem-Betrieb aber das thermische Auslösemittel abgeschaltet ist.
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In den Abbildungen sind --einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
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In sämtlichen Abbildungen -liegt das thermische Auslösernittel .an
S,panmung. Es kann entweder die direkte nach Abb. i oder die transformierte Netzspannung
nach Abb. 2 oder endlich eine Hilfsspannung nach Abb. 5 zur Speisung des thermischen
Auslflsemittels verwandt -werden.
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Bei geringem überstrom schaltet der Anker des .Hauptstrommagneten
-nur das zeitverzögernde thermische Auslösemittel sein., so daß dieses die Auslösung
des Schalters bewirkt.
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In Abb. z, 2 und 3 ist ein Auslöserelais mit einem thermischen Auslösemittel
dargestellt, das elektrisch auf einen Auslösemagneten wirkt, der die Auslöseklnke
des -Schalters betätigt.
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'Ir, Abb. 4 und 5 bewirkt das thermische Auslösemittel auf rein: mechanischem'
Wege die Auslösürig des Schalters.
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Bei Auftreten eines großen überstroxnes oder -Kurzschlusses .schaltet
der Anker -wohl auch das zeitverzögernde thermische Auslösemittel -ein, -aber ,infolge
seiner zeitverzögernden Wirkurig bewirkt es -nicht -die Auslösung des Schalters,
-sondern -wird-durch ;das magnetische Auslösemittel zeitlich überholt, so daß die
sofortige Abschaltung des Schalters erfolgt.
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In allen Anordnungen der Abbildungen wira bei Auftreten eines geringen
üb:erstromes in der Leitung i i der Anker 12 des Hauptstnommagneiten angezogen und
spannt einen Kraftspeicher 13. Dieser Kraftspeicher verbindet nach Abb. i bis q.
den Anker 12 mit einem Hebel i4., ans dein ..ein Kontakt 15
angebracht ist.
-In Abb. 5 sitzt der Kontakt 15
direkt an dem Kraftspeicher 13. Bei geringem
Überstrom legt sich der Kontakt 15 auf seinen Gegenkontakt auf und setzt dadurch
das thermische Auslösemittel unter Spannung. je nach Stärke des Überstromes wird-der
gespannte Kraftspeicher 13 den Kontakt 15 schwächer oder stärker auf seinen
Gegenkontakt drücken. Diese Kraft wird für die Verstellbarkeit der Auslösezeit benutzt.
Die Abbildungen zeigen verschiedene Ausführungen davon.
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In Abb, i wird durch den Anker über den Kontakt 15 der nachgebende
Kontakt 16 bewegt. Der Kontakt 16 besteht beispielsweise aus einer Blattfeder 18,
deren Vorsprünge i9 sich auf Windungen 2o eines Widerstandes je nach Bewegung des
Kontaktes abwälzen. Dadurch werden Widerstandswindungen zu- oder abgeschaltet, je
nachdem der Widerstand parallel oder hintereinander in dein Spannungskreis des thermischen
Auslösemittels liegt, so daß der Widerstand verändert wird.
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Bei starkem Überstrom oder Kurzschluß wirkt der Anker 13 des
Hauptstrommagneten mit seinem einen Ende mechanisch. auf die als Anker des Auslösemagneten
ausgebildete Auslöseklinke 2q. und löst den Schalter 2 5 aus.
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In Abb. 2 wirkt der Kraftspeicher bei -geringem Überstrom auf einen
nicht beweglichen Kontakt 26. Der mit dem Anker gekuppelte Korntakt 15 drückt auf
den Kontakt 26, der mit seinem unteren Ende auf mehrere übereinandergeschichtete
Widerstandsplatten 27 einwirkt. Die Widerstandsplatten sind in einem Isoliergefäß
angeordnet, so daß der Strom anpr durch die Platten z7 hindurchgeht und der Widerstand
in dem Spannungskreis des thermischen Auslösemittels durch den infolge des Druckes
veränderten Übergangswiderstandes der Platten 27 verändert wird.
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Bei starkem Überstrom oder Kurzschluß schließt der Ainker nach Erreichung
seines größten Hubweges weitere Kontakte 5¢, die denselben Auslösemagnefien 23 -beeinflussen,
der auch vom dem thermischen: Auslösemittel betätigst wird .und bewirken das Ausgklinkert
der als Anker des Auslösemagn;eten 23 ausgebildeten Auslöseklitike 2q..
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Zn Abb. 5 verschiebt beispielsweise bei geringem überstrom der Anker
12 über den Korntakt 15 mechanisch. den an :einem Teil des Widerstaindes
28 befestigten, Kontakt 16, so daß dadurch der Widerstand des thermischen
Auslösemittels .selbsttätig verändert wird. Das thermische Auslösemittel besteht
in dieser Abbildung aus ;einer Heizwicklung 29, die sich, durch einfeuerfestes Material
30 getrennt, um ein ,eine Schmelzmasse 3 i .enthaltendes Gefäß 32 Zierumlegt.
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Durch diese hoben beschriebenen verstellbaren Widerstände wird der
Strom in dem Hitzdräht 17 in Abb. i und 2 bzw. in der Heizwicklwnig 29 in
Abb. 5 verändert, so daß die thermischen Au slösemittel bei ansteigendem
Überstrom
von einem stärkeren Heizstrom durchflossen werden.
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Der Hitzdraht dehnt sich demnach schneller aus als bei normalem Überstrom,
und die an ihm befestigten Kontakte 2 i kommen schneller mit den Gegenkontakten
22 in Berührung. Durch diese wird in Abb. i und 2 der Auslösemagniet 23 schneller
eingeschaltet als: bei normalem Überstrom und löst daher schneller die Auslöseklinke
24 des Schalters 25 aus.
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Die Heizwicklwnig 29 nach Abb. 5 bringt infolge des stärkeren Heizstromes
die Schmelzmasse schneller zum Schmelzen, und dadurch den Schalter 25 auf .eine
noch unten zu beschreibende Weise zum Auslösen.
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Der Hitzdraht 17 und die Heizwicklung 29 können dabei aus einem spiralig
gewundenen Draht bestehen.
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In Abb.3 und 4 wird, um die Einstellbarken auch ohne Verwendung von
Widerständen zu erreichen, das thermische Auslösemittel aus einem V-förmigen, aus
Blech hergestelltem thermischen Gerät gebildet. Dieses besteht aus Metallstreifen,
die bei Stromdurchgang verschiedene Längenausdehnung besitzen und einen -spitzen
Winkel miteinander bilden.
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Inn Abb. 3 wirkt der vom Anker i2 beeinflußte Kontakt 15 beispielsweise
auf einen an einer fest Blattfeder 33 sitzenden: Kontakt 34. Über den Kontakt 15
und 34 und die Blattfeder 33 wird das thermische Gerät 35 an Spannung gelegt. Dadurch
,erwärmt sich das thermische Gerät 3 5 und nähert sich mit seinem Kontakt 36 einem
zweiten an der Blattfeder 33 isoliert befestigten Korntakt 37, bei deren Berührung
der Auslösemagnet 23 denn als Auslöseklnke 24 ,ausgebildeten Anker beeinflußt.
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Die Einstellharkeit der Zeitverzögerung beruht hierbei .auf die -Elastizität
der Blattfeder 33 und der Entfernung der Kontakte 36 und 37 voneinander. Bei normalem
überstnom !nähert -sich nur der Kontakt 36 dein feststehenden, .an der Blattfeder
33 brefindlichen Kroantakt 37. Bei weiter ansteigendem Überstrom wird auch infolge
der Durchblegung der Blattfeder .durch den kräftiger wirkenden Anker der an der
Blattfeder biefestigte Kontakt 37 bewegt und dadurch eine gegenläufige Näherung
der Kontakte 36 und 37 ,erzielt.
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Die Auslösung des Schalters 25 erfolgt bei starkem Überstrom
oder Kurzschluß .ebenso wie in der Anordnung nach A:bb. 2.
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In Abb.4 wirkt bei geringem Überstrom der Anker 12 des Hauptstrommagneten
auf den Kraftspeicher 13, der in diesem Beispiel als Druckfeder ausgebildet ist.
Diae Druckfeder 13 drückt den Hebel l38 um seinen an einer Blattfeder 39 aufgehängten
Drehpunkt 4o, so daß sich der Kontakt 15 auf den, am thermischen. Gerät 35 befestigten
Gegenkontakt 36 auflebt. Hierdurch wird das thermische Gerät 35, von dem der eine
Metallstreifen oder Schenkel 41 von einem Widerstand umgeben, oder eingehüllt sein
kann, an Spannung gelegt. Es hat sich bei Vexsuche@n als vorteilhaft ergeben, den
Widerstand herumzulegen und' nicht etwa eine Innenheizung zu verwenden. Dadurch,
daß der Korntakt 15 sich auf seinen Gegenkontakt 36 unter Wirkung der Druckfederkraft
13 auflegt, wird der Anker 12 an einer Weiterhewe,gung gehindert. Das eingeschaltete
thermische Gerät 35 wird erwärmt und bewogt den an_ ihm :befestigten Kontakt 36
nach der Seite, so daß die Auflagefläche des Kontaktes 15 auf den Kautakt
36 immer kleiner wird und schließlich der Kontakt 15 unter der Wirkung der gespannten
Druckfeder 13 an dem Kontakt 36 vorb-eigleiten kann. Hierdurch wird die, Druckfeder
13 freigegeben, nachdem sie den Hebel 38 gedreht hat, z. B. bis dmes.er sich bei
entspannter Druckfeder an den Anschlag 55 legt. Durch diese Fre;igahe des Ankers
12 durch die Druckfeder 1,3 zieht dieser vollkommen durch und löst mit seiner vollen
(abgesehen von der kleinen Zugfeder 56) magnetischen Zugkraft die Auslöseklinke
24 mechanisch aus, so daß das Auslösen des Schalters 25 erfolgt.
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Die Einstellharkeit der Zeitverzögerung beruht darin, -daß der Anker
i z mit einem Fortsatz 42 ausgerüstet ist, der sich je nach Stärke des Überstromes
.gegen; einen Anschlag 43 des Hebels 38 legt, .so daß der Hebe138 seitlich unter
Biegung der Blattfeder 39 verschoben wird, so daß dadurch die Auflagefläche des
Kontaktes 15 auf dem Kontakt 36 verringert wird, zusätzlich der Bewegung des Kontaktes
36 durch die Längenausdehnung des thermischen Gerätes 35. Die Ein@sbellbarkeit wird
hierbei durch den Abstand des Fortsatzes 42 von dem Anschlag 43 erzielt.
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Bei starkem Überstrom - oder Kurzschluß wirkt der Anker des Hauptstrommagneten
wie nach Abb. i unmittelbar auf die Auslöseklinke 24 und schaltet den Schalter 25
SO-fort aus.
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In Abb. 5 erfolgt die Auslösung des Schalters durch das thermische
Auslösemit.tel, ähnlich wie in Abb. 4, auf mechanischem Wege. Die Heinvicklung 29
bringt je nach ihrer Heizstärke, die durch den Widerstand 28 eingestellt wird, die
Schmelzmasse 3 i nur an dem Gefäßrand zum Schmelzen, so daß die flüssige Schmelzmasse
nach Ausschalten der Heizwicklung sich schnell wieder an der Gefäßwand abkühlenkann.
Schmilzt die Schmelzmasse 31 .an dem Gefäßrand, so bleibt das in. die Schmelzmasse
31 eintauchende Ende einer Achsre 44 noch von einem festen Kern
der
Schmelzmasse umgeben, so daß sich dieser feste Kern der Schmelzmassie mit der Achse
4.4 in denn nur am Gefäßrande flüssig gewordenen Teil der Schmelzmasse 3 i drehen
kann. Auf der Achse 44 sitzt ein mit Aussparungen: versehenes Rad 45, in das :eine
Sperrklinke 46 eingreift. Diese ist an einem Auslösiehehel 47 befestigt und wird
durch eine Feder 48 um eine Achse 49 drehbar in, dem Rad 45 .gehalten. Der Auslösehebel
47. mit seiner Sperrklinke 46 steht unter,einer starken Federkraft 5o, die nach
Flüssigwerden der Schmelzmasse 31 die Sperrklinke 46 mit dein Auslösehebel 47 um
die Achse 51 und das Rad q;5 um seine Achse 4.4 dreht, so da.ß die Sperrklinke 46
aus dem Rad 45 herausgedreht wird. Dadurch wird das umgebogene Ende 52 des Auslösehebels
47 hochgehoben, so- daß die Auslöseklinke 24 den, Ausschalter z5 auslösen kann.
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Bei starkem Überstrom oder Kurzschluß erfolgt die Auslösung mittelbar
durch den Auslösehebel 47. Der Anker 12 winkt beispielsweise mittels eines Fortsatzes
53 oder bei einer anderen Anordnung auch direkt auf den Auslösehebel47 und löst
die Sperrvorrichtung aus, indem er den Aiislösehebel47 um die Achse 49 dreht und
die Sperrklinke 46 dadurch aus dem Rad 45 herauszieht, so daß die Feder 5o den Auslösehebel
um seine Achse 51 drehen kann und dadurch das umgebogene Ende 52 dies Auslösehebels
:17 die Auslöseklinke 24 des Schalters 25 awsklinkt.
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Mai! kann auch beispielsweise in der Anordnung .mach Abb. 5 durch
die Bewegungen des Auslösahebels 47 den überstnom durch entsprechende Kontakte schließen
lassen, die ähnlich Abb.2 und 3 ,ein-en .Auslösemagneten beeinflussen, so daß dadurch
mittelbar die Ausschaltung des Schalters 25 erfolgen kann.
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Es körnnen die Widerstände in dem fhermischen Auslösekreis auch von
Hand aus. eingestellt werden, wenn :man auf eine selbsttätige Einstellb.arkeit verzichtet.
Gegebenenfalls können noch in beiden Fällen zusätzliche Widerstände in Parallel-
oder Hintereinanderschaltung hinzugesetzt werden.
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Die einzelnen Ausführungsformen sindnicht auf ihre besondere Konstruktion
beschränkt.