DE492261C - Schutzvorrichtung fuer elektrische Stromkreise gegen UEberlastung - Google Patents

Schutzvorrichtung fuer elektrische Stromkreise gegen UEberlastung

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DE492261C
DE492261C DEC37880D DEC0037880D DE492261C DE 492261 C DE492261 C DE 492261C DE C37880 D DEC37880 D DE C37880D DE C0037880 D DEC0037880 D DE C0037880D DE 492261 C DE492261 C DE 492261C
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Germany
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coil
armature
spring
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fusible link
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Expired
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DEC37880D
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Otto Dreyer
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CALOR ELEK ZITAETS AKT GES
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CALOR ELEK ZITAETS AKT GES
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14Electrothermal mechanisms
    • H01H71/20Electrothermal mechanisms with fusible mass

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Description

  • Schutzvorrichtung für elektrische Stromkreise gegen Überlastung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung für elektrische Stromkreise gegen Überlastung mit einem sogenannten Verbund-Höchststrom- und Wärmeauslöser, d. h. auf eine Schutzvorrichtung derjenigen an sich bekannten Art, welche eine Heiz- und Magnetspule, ein Schmelzlot und einen als Tauchkern ausgebildeten Auslöseanker besitzt, der gewöhnlich durch ein unmagnetisches Zusatzgewicht oder eine Feder belastet ist, beim Erweichen des Schmelzlots dagegen von dieser Belastung befreit wird. Diese Schutzvorrichtung tritt bei plötzlichen starken Überlastungen (beispielsweise bei Überlastungen vom zwei- bis vierfachen Wert der zulässigen Dauerstromstärke) rein elektromagnetisch in Tätigkeit, indem der Ausiöseanker zusammen mit dem Belastungsgewicht oder unter Zusammendrücken der Belastungsfeder in die Spule hereingezogen wird. Bei solchen Überlastungen, die weniger infolge ihrer Höhe als vielmehr wegen ihrer langen Dauer zu einer gefahrbringenden Erwärmung des zu schützenden Stromkreises führen, erfolgt das Ansprechen dagegen in der Weise, daß zunächst das Schmelzlot erweicht wird, was zur Folge hat, daß der von .einer Belastung befreite Auslöseanker schon bei einer wesentlich niedrigeren Stromstärke als derjenigen, bei welcher der belastete _Anker anspricht, in die Spule hereingezogen werden kann. Je nach der Art des zu schützenden Verbrauchers soll dabei das Anziehen bei einem nur wenig (beispielsweise 5 °/o) über der zulässigen Dauerstromstärke liegenden Stromwert oder auch bei der normalen Dauerstromstärke, in manchen Fällen sogar schon bei einer noch niedrigeren Belastung, erfolgen, während aber der Weiterbetrieb des Verbrauchers mit einer solchen Stromstärke, die eine weitere Erhöhung der Temperatur nicht herbeiführt, möglich sein soll. Bei den bisher bekannten Schutzvorrichtungen dieser Art bereitet es erhebliche Schwierigkeiten, den Auslöseanker so abzustimmen, daß er nicht nur bei starker Überschreitung der zulässigen Dauerstromstärke. sondern auch dann mit Sicherheit anspricht, wenn nach Eintritt der Gefahrtemperatur die Abschaltung des Stromverbrauchers bei Stromwerten erfolgen muß, die nur wenig oder gar nicht oberhalb der Dauerstromstärke oder gar noch darunter liegen. Die bei den bekannten Schutzvorrichtungen der erwähnten Art vorgesehene Regelbarkeit der Eintauchtiefe des Auslöseanker s in die Spule läßt eine genaue Einstellung des Ankers für beide Auslösefälle nicht zu, vielmehr kann die Einstellung des Ankers zur. Spule immer nur für den einen Fall richtig sein.
  • Diese Schwierigkeiten zu beseitigen, ist das Ziel der Erfindung, welche im wesentlichen darin besteht, daß das Gewicht des Auslöseankers und der gegebenenfalls nach Ausschaltung der Gewichts- oder Federbelastung noch mit anzuhebenen Teile (Gestänge o., dgl.) mindestens in der Ruhestellung des Ankers ganz oder teilweise ausgeglichen ist. Der Aus-Löseanker ist also nach Eintritt der Gefahrtemperatur nicht nur vom Zusatzgewicht oder der Feder, sondern auch von seinem Eigen-, gewicht und dem Gewicht .der noch mit ihm verbundenen Teile entlastet, so daß schon eine im Verhältnis zu der beim rein elektromagnetischen Ansprechen der Vorrichtung auftretenden Zugkraft- -der- -Spule geringe elektromagnetische Kraft ausreicht, den Anker in die Spule hereinzuziehen.- - Damit ist aber erreicht, daß der Auslöseanker nach Eintritt- der Gefahrteimperatur mit Sicherheit bei den in diesem Falle in Betracht kommenden, in der Nähe der zulässigen Dauerstromstärke liegenden Stromwerten anspricht: Die Entlastung bzw, der Gewichtsausgleich des Auslöseankers kann durch-ein Gegengewicht, eine Feder oder auch -durch eine der als Stromspule ausgebildeten Heiz- und Magnetspule zugeordnete Spannungsspule bewirkt werden. Die Regelung der beiden Stromstärken, bei welchen der Anker angezogen werden soll, geschieht vorteilhaft derart, daß die Ruhelage des Auslöseankers, d. h. seine Eintauchtiefe in die Spule, nicht verändert wird. Beispielsweise kann die Höchststromstärke, bei welcher das Ansprechen ohne vorheriges Erweichen des Schmelzlots erfolgt, durch Veränderung der Größe des Zusatzgewichts oder der Federspannung geregelt werden, während die Einstellung derjenigen Stromstärke, bei welcher das Anziehen des Ankers nach Erreichung der Gefahrtemperatur geschieht, durch Veränderung des Ausgleich- oder Entlastungszustandes des Aus-Löseankers bewirkt werden kann.
  • Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigen Abb. i die Schutzvorrichtung nach dem ersten Beispiel in Ansicht von unten, Abb. z einen senkrechten Längsschnitt durch die Vorrichtung bei in der Ruhestellung befindlichem Auslöser nach der Linie A-B der Abb. i, Abb. 3 einen senkrechten Längsschnitt durch den vereinigten Höchststrom- und Wärmeauslöser im Augenblick des Ansprechens auf Höchststrom, Abb. 4. einen gleichen Schnitt im Augenblick des Ansprechens nach- Eintritt der Gefahrtemperatur, Abb. 5 einen Querschnitt durch den Auslöser nach der Linie C-D der Abb. 4, Abb.6 eine schematische Darstellung des ersten Beispiels, Abb. 7 einen Längsschnitt durch die Schutzvorrichtung nach dem zweiten Beispiel im Ruhezustand, Abb. 8 einen gleichen Schnitt im Augen-; blick des Ansprechens auf Höchststrom, Abb.9 wiederum einen Längsschnitt, wobei der Anker nach Eintritt der Ge-fahrtemperatur anspricht, und Abb. io eine schematische Darstellung des zweiten Beispiels.
  • In den Abb. i bis 6 ist i eine vom Betriebsstrom durchflossene vereinigte Heiz-und Magnetspule, die in bekannter Weise von einem aus dem Metallmantel2 und einer oberen und unteren isolierenden Stirnwand 3, .4 bestehenden Gehäuse umschlossen ist. Im -unteren Teil der nach oben über die Stirnwand 3 hinaus verlängerten Spulenhülse 5 führt sich der als Tauchkern ausgebildete Auslöseanker 6, der aus einem zylindrischen Weicheisenstück besteht. Um die Vorrichtung nicht nur für Gleichstrom, sondern auch für Drehstrom verwenden zu ;können, ist der Anker mit mehreren radialen Schlitzen 7 versehen, von welchen sich mindestens einer über die volle oder nahezu volle Länge des Tauchkerns erstreckt. Der Tauchkern 6 wird gewöhnlich durch sein Eigengewicht in die in Abb. 2 -veranschaulichte untere Endlage, die Ruhestellung, bewegt. In dieser Stellung stützt der Anker sich mittels eines an seinem unteren Ende vorgesehenen Isolierzapfens 8 auf den Arm 9 eines doppelarmigen Hebels 9, io, der an einem von der unteren Gehäusestirnwand 4 getragenen Böckchen i i lagert, und dessen anderer Arm io ein Gewicht 12 trägt. Der Hebel 9, io dient einerseits in einer später noch zu beschreibenden Weise zur Entlastung des Aus-Löseankers 6,: andererseits . im Zusammenwirken mit einem an der Stirnwand4 befestigten Kontakt i3 äls Schalter zur Steuerung des Hilfsstromkreises eines selbsttätigen Ausschalters, beispielsweise eines Nullspannungs- ; Schalters. Zu dem Zwecke ist der Hebel 9, io über das Böckchen i i mit einer an der unteren Stirnwand 4 der Spule befestigten Klemme 30 verbunden, während der Kontakt 13 mit einer zweiten, ebenfalls an der Wand 4 .:fitzenden Klemme 31 in Verbindung steht. Der Hebel 9, io und der Kontakt 13 sind im gezeichneten Beispiel so angeordnet, daß der von ihnen gebildete Schalter in der Ruhestellung des Ankers 6 geöffnet ist, dagegen beim Anheben des letzteren durch das Gewicht 12 geschlossen wird und dadurch beispielsweise die Haltespule des selbsttätigen Ausschalters kurzschließt.
  • Über der oberen Hubgrenze des Tauchkerns 6 ist im Spulenrohr 5 ein zylindrischer Körper 14 aus Messing oder einem anderen geeigneten Metall befestigt, der schließend in das Rohr paßt und so mit der Spule i in unmittelbarer wärmeleitender Verbindung steht. Dieser Körper enthält zunächst eine mittlere. unten geschlossene Längsbohrung 15, die zur Aufnahme eines Schmelzlots 16 dient. In die Bohrung 15 taucht von oben her das untere Ende einer längsverschiebbaren Stange 17 ein. die gewöhnlich durch das erhärtete Schmelzlot in ihrer unteren Endlage festgehalten ist. Die Stange 17 trägt an ihrem oberen Ende eine zylindrische Metallkappe 18, die sich mit ihrer abwärts gerichteten Wandung auf der Verlängerung der Spulenhülse 5 führt und das Wderlager für eine zur zusätzlichen Belastung des Auslöseankers 6 dienende Druckfederig bildet. Diese Feder stützt sich mit ihrem oberen Ende unter Zwischenschaltung eines Ringes 20 von U-förmigem Querschnitt gegen den Boden der Kappe 18, während ihr unteres Ende gegen einen ebenfalls im Querschnitt U-förmigen Ring 2i drückt, der auf der Stange 17 längsverschiebbar geführt ist. Der Ring :2i ist durch mehrere, beispielsweise drei, durch seitliche des in der Spulenhülse befestigten Messingkörpers 14 nach unten geführte Stangen 22 mit dem Auslöseanker 6 gekuppelt. Die drei Stangen 22 tragen dabei unterhalb des Ringes 21 noch eine flache Ringscheibe 23, die im Zusammenwirken mit einem kleinen Bund 2,4 der Stange 17 zur Begrenzung der Abwärtsbewegung des Kupplungsgestänges 22 dient. Das aus der Kappe 18 bestehende Widerlager für die Feder ig ist zwecks Regelung der Federspannung an der Stange verstellbar angebracht. Im Beispiel sind nur zwei verschiedene Einstellungsmöglichkeiten vorgesehen. Diese bestehen darin, daß die Stange 17 an zwei übereinanderliegenden Stellen je eine Ringnut 25, 26 enthält, während an der Decke der Kappe 18 eine verschiebbare Platte 27 sich befindet, die einen am einen Ende zum kreisförmigen Loch erweiterten Schlitz enthält und mit ihren Schlitzrändern riegelartig in die eine oder andere Ringnut 25 oder 26 der Stange eingreift. Natürlich kann im Bedarfsfalle eine weitergehende VerstellungsmÖglichkeit vorhanden sein, beispielsweise dadurch, daß die Kappe 18 mittels einer auf der dabei mit Gewinde versehenen Stange 17 verschraubbaren Mutter einstellbar ist.
  • Der Betrag, um welchen der Auslöseanker oder Tauchkern 6 in seiner Ruhestellung in die Spule i hineinragt und die Spannung der Feder ig sind nun so gewählt, daß der Anker unter Zusammendrücken der Feder in die Spule hereingezogen werden kann, wenn die zulässige Dauerstromstärke erheblich überschritten wird, beispielsweise die Stromstärke bei der Befestigung des Federwiderlagers 18 in der oberen Nut 25 der Stange 17 auf den «-eifachen oder bei Befestigung des Widerlagers in der unteren Nut 26 auf den vierfachen Wert der normalen Dauerstromstärke steigt. Tritt eine solche starke Überlastung ein, dann geschieht die Abschaltung des gefährdeten Stromverbrauchers schon vor Erweichen des Schmelzlots 16 auf rein elektromagnetischem Wege dadurch. daß der Anker 6 entgegen der Feder ig angehoben wird. Dabei wird der Hebel g, ro durch das Gewicht 12 so gedreht, daß sein Arm g am Kontakt 13 einen Stromschluß bewirkt und dadurch beispielsweise die Haltespule eines Nullspannungsschalters kurzschließt, der dann aus seiner Einschaltstellung herausfällt. Mit dem Verbraucher wird - auch die Spule i stromlos, so daß der Auslöseanker 6 durch die Feder ig wieder in die Ruhestellung zurückgeführt und damit gleichzeitig der Kurzschlußschalter g, 13 für die Haltespule wieder geöffnet wird.
  • Bei solchen Überlastungen, die weniger durch ihre Höhe als vielmehr durch ihre lange Dauer eine Gefährdung des Stromverbrauchers infolge unzulässiger Erwärmung zur Folge haben, muß die Abschaltung schon bei einer Stromstärke erfolgen können, die wesentlich unterhalb desjenigen Wertes liegt, bei dem der Anker 6 entgegen der Feder io angezogen werden kann. Um dies zu ermöglichen, ist, wie bekannt, das Schmelzlot i6 vorgesehen, das bei unzulässiger Erwärmung des Stromverbrauchers durch die in Abhängigkeit von dessen Belastung sich erwärmende Heiz-- und Magnetspule i aufgeweicht bzw. geschmolzen wird. Nach dem Erweichen oder Schmelzen des Lots 16 ist das Widerlager 18 für die Feder ig nicht mehr festgehalten, es kann sich vielmehr mit der Stange 17 auf und ab bewegen. Beim Anziehen des Ankers 6 braucht also die Feder= ig nicht mehr zusammengedrückt zu werden, vielmehr hat der Anker nur noch das Gestänge 22, die Feder ig und das Widerlager 18 mit der Stange 17 anzuheben. Trotz. dieser Entlastung des Ankers von der Feder ig 1 eicht aber diejenige elektromagnetische Kraft der Spule i, welche von einem Strom von der nach Erreichung der Gefahrtemperatur noch zulässigen Stärke erzeugt wird, in der Regel nicht aus, den Anker 6, dessen Eintauchtiefe in die Spule i ja für das Ansprechen bei starken elektromagnetischen Kräften gewählt ist, anzuziehen. Das hat zur Folge, daß vielfach die Abschaltung erst dann geschieht, «=ein infolge weiteren Ansteigens der Stromstärke bereits eine Überhitzung und damit eine Beschädigung des Verbrauchers eingetreten ist. Dieser Mangel ist nun gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß der Auslöseanker 6 in seiner Ruhestellung von seinem Eigengewicht und dem Gewicht der nach Auflöten des Schmelzlots 16 mitanzuhebenden Teile ganz oder teilweise entlastet ist. Diese Entlastung geschieht im. Beispiel nach Abb. i bis 5 unter Vermittlung des Schalthebels 9, io durch das Gewicht 12, das am Hebelarm io mit Hilfe der durch einen Längsschlitz a8 des Hebels hindurchgreifenden Mutterschraube 29 verstellbar ist. Das Gewicht 12 wird zu diesem Zwecke so bemessen und eingestellt, daß es das Eigengewicht des Auslöseankers 6 und der damit anzuhebenden Teile so weit ausgleicht, daß das restliche Ankergewicht der elektromagnetischen Kraft der Spule i entspricht, wenn der Wert des durch diese fließenden Stroms die nach Erreichung der Gefahrtemperatur noch zulässige Grenze um einen gewissen Betrag überschreitet. Beispielsweise kann die Einstellung des Gegengewichts 12 derart sein, daß nach dem Auflöten des Schmelzlots 16 noch Belastungen bis zu 9o °/o der Dauerstromstärke oder auch bis zur normalen Dauerstromstärke möglich sind, wohingegen bei Erreichung der Dauerstromstärke oder bei einer Überschreitung derselben um 5 OA oder u. U. sogar schon bei einer unter der normalen Stromstärke liegenden Belastung das Anheben des Ankers 6 erfolgt. Das Anziehen des Ankers hat wieder das Kurzschließen der Haltespule eines Nullspannungsschalters o. dgl. und damit das Abschalten des gefährdeten Stromverbrauchers zur Folge. Durch das Abschalten wird auch die Heiz- und Magnetspule i stromlos. Der Auslöseanker 6 und die mit ihm angehobenen "feile kehren in die Ruhestellung zurück, und bei der dann stattfindenden Wiederabkühlung erhärtet auch das Schmelzlot 16 und hält unter Vermittlung der Stange 17 das Wiederlager 18 für die Feder i9 erneut fest, so daß der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt ist.
  • Wie ohne weiteres ersichtlich, ist es durch die neue Einrichtung zum Gewichtsausgleich des Auslöseankers erreicht, daß die Schutzvorrichtung nicht nur bei starken Überlastungen, sondern auch nach Eintritt der Gefahrtemperatur bei geringeren Überlastungen, d. h. dann anspricht, wenn die Belastung geeignet ist, die bereits bis an die Gefahrgrenze erwärmte Maschine zu schädigen. Außerdem gewährt die neue Einrichtung den Vorteil, daß die Auslösestromstärke für die rein elektromagnetische Abschaltung und für die Abschaltung durch Aufweichen des Schmelzlots 16 und das danach stattfindende Anziehen des Ankers 6 bei geringer Überlastung unabhängig voneinander genau eingestellt werden können. Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 7 bis 9 unterscheidet sich von demjenigen nach Abb. i bis 6 einerseits dadurch, daß die Entlastung des Auslöseankers auf elektromagnetischem Wege geschieht, und andererseits dadurch, daß an Stelle der Federbelastung für den Auslöseanker eine Belastung durch ein Zusatzgewicht vorgesehen ist.
  • Auf einer gemeinsamen Spulenhülse 5 sitzen übereinander- eine Spannungsspule 32 und die übliche als Stromspule ausgebildete Heiz- und Magnetspule r. Die Spannungsspule 32 ist parallel zu -dem zu schützenden Stromkreis geschaltet, wird also stets gleichmäßig erregt, wohingegen die Stromspule i in Serie mit dem zu schützenden Stromkreis liegt und von dem in seiner Stärke schwankenden Betriebsstrom durchflossen ist. In der Spulenhülse 5 führt sich ein Messingrohr 33, das unten den als Auslöseanker dienenden Eisenkern 6 trägt, während an seinem oberen Ende ein oben offenes Gefäß 34 zur Aufnahme des Schmelzlots 16 befestigt ist. In dieses Gefäß taucht eine Stange 17 ein, die durch das erhärtete Schmelzlot 16 in ihrer mit Bezug auf das Gefäß oberen Endlage festgelötet ist. Die Stange 17 führt sich in einem mittleren Loch der die Spule nach oben abdeckenden Isolierplatte 3, und sie trägt oberhalb der Spule i ein Zusatzgewicht 35 zur Belastung des Auslöseankers 6. Das Zusatzgewicht 35 besteht, wie ersichtlich, aus mehreren scheibenförmigen Körpern, die mit Hilfe zweier Muttern 36 auf dem oberen mit Gewinde versehenen Stangenende leicht auswechselbar gehalten sind.
  • Der Auslöseanker 6 stützt sich in seiner unteren Endstellung - der Ruhestellung -auf eine Kontaktfeder 37, die an einer an der ; unteren Isolierplatte 4 der Spulen angeordneten Klemme 3o befestigt und mit einem festen Kontakt 13 zusammenwirkt, der mit einer ebenfalls. an- der Isolierplatte 4 befestigten zweiten Klemme 3 i in Verbindung steht. Kontaktfeder 37 und fester Kontakt 13 bilden wieder einen Hilfsschalter zur Steuerung des Hilfsstromkreises eines selbsttätigen Ausschalters. Die Einrichtung ist im Beispiel derart, daß der bei in der Ruhelage befindlichem Auslöseanker 6 geschlossene Schalter 37, 13 beim Ansprechen der Schutzvorrichtung den Hilfsstromkreis der Haltespule eines Nullspannungsschalters unterbricht. Die Federkraft der Kontaktfeder 37 ist so bemessen, daß sie zwar zur Öffnung des Schalters ausreicht, aber für die Entlastung des Auslöseankers 6 praktisch unwesentlich ist.
  • Die Ruhestellung des Auslöseankers 6 und die Größe des Zusatzgewichts 35 sind wieder derart gewählt, daß die Spulen i und 32 nur , beim Auftreten einer sehr starken Überlastung, beispielsweise beim zweifachen Wert der zulässigen Dauerstromstärke, den Anker 6 zusammen mit dem Zusatzgewicht 35 anheben können. Beim Auftreten einer solcherart er-5 höhten Stromstärke spricht also die Vorrichtung rein elektromagnetisch an, wobei die Abschaltung des gefährdeten Stromkreises dadurch herbeigeführt wird, daß der Hilfsschalter 37, 13 beim Hereinziehen des Auslöseankers 6 in die Spulenhülse 5 den Stromkreis der Haltespule eines Nullspannungsschalters unterbricht. Treten dagegen solche Überlastungen auf, die zwar unterhalb der für Anheben des durch das Zusatzgewicht 35 belasteten Auslöseankers 6 nötigen Stromstärke liegen, aber wegen ihrer Dauer zu einer gefährlichen Erwärmung des zu schützenden Stromkreises führen können, dann wird durch die in Übereinstimmung mit der Belastung des Stromkreises sich erhitzende Stromspule i das Schmelzlot 16 aufgelötet, wodurch die das Zusatzgewicht 35 tragende Stange 17 vom Auslöseanker 6 entkuppelt wird. Der Anker 6 braucht also nunmehr bei seinem Ansprechen nur noch das Messingrohr 33 und das Gefäß 34 mit dem Schmelzlot 16 anzuheben. Damit bei denjenigen Stromstärken, bei welchen nach eingetretener Gefahrtemperatur die Abschaltung erfolgen muß, der Auslöseanker mit Sicherheit in die Spule hereingezogen wird, sind das Eigengewicht des Auslöseankers 6 und der nach Entkupplung des Zusatzgewichts noch mitanzuhebenden Teile 33, 34 durch die stets gleichbleibende elektromagnetische Kraft der Spannungsspule 32 so weit ausgeglichen, daß das verbleibende Restgewicht durch die Zugkraft der Stromspule i überwunden werden kann, wenn durch die Stromspule ein Strom von derjenigen Stärke fließt, bei welcher der zu schützende Stromverbraucher nach Erreichung der gefährlichen Temperaturgrenze abgeschaltet werden soll. Wie ohne weiteres ersichtlich, kann die Spannungsspule 32 in ihrer elektromagnetischen Wirkung leicht so abgestimmt werden, daß die für jeden Fall richtige Entlastung des vom Zusatzgewicht entkuppelten Auslöseankers 6 erreicht wird, also beispielsweise nach eingetretener Gefahrtemperatur nur noch Belastungen bis zur normalen Dauerstromstärke oder unterhalb dieser Grenze möglich sind, bei Überschreitung der Dauerstromstärke um beispielsweise 5 °/o oder bei Erreichung der Dauerstromstärke oder unter Umständen sogar schon früher die Abschaltung erfolgt. Mithin ist auch durch diese Einrichtung ein sicheres Ansprechen des Auslöseankers bei den nach Erweichen des Schmelzlots für die Auslösung in Betracht kommenden Stromstärken gewährleistet. Das Anziehen des Auslöseankers 6 nach Er- 1 weichen des Schmelzlots 16 hat ebenfalls die Unterbrechung des Stromkreises der Haltespule des Nullspannungsschalters zur Folge. Ist dann durch den letztgenannten Schalter der Stromverbraucher abgeschaltet, so werden auch die Stromspule i und gegebenenfalls die Spannungsspule - nämlich dann, wenn sie hinter dem Nullspannungsschalter angeschlossen ist - stromlos, so daß der Anker 6 wieder abfällt. Bei der nunmehr eintretenden Abkühlung des Stromkreises und der Spule i erhärtet das Schmelzlot 16 wieder, wodurch das Zusatzgewicht 35 über die Stange 17 und das Gefäß 33 erneut mit dem Auslöseanker 6 gekuppelt wird.
  • Die Regelung der elektromagnetischen Kraft der Spannungsspule 32 kann in irgendeiner bekannten Weise, beispielsweise durch in Serie oder parallel damit geschaltete einstellbare Widerstände erfolgen. Die Spannungsspule kann gleichzeitig als Vorschaltwiderstand für die Haltespule des Nullspannungsschalters benutzt werden, indem sie in Serie mit der Haltespule in dem durch den Schalter 37, 13 gesteuerten Hilfsstromkreis liegt. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in der schematischen Zeichnung Abb. io angedeutet, wobei 38 die Nullspannungsspule ist, während die regelbaren Widerstände mit 39 und 4o bezeichnet sind.
  • Die der Stromspule i zugeordnete Spannungsspule 32 kann im Bedarfsfalle als zusätzliche Heizspule zur Beeinflussung des Schmelzlots 16 benutzt und zu dem Zwecke so ausgebildet werden, daß sie eine mehr oder weniger große Wärmeentwicklung aufweist, die erforderlichenfalls durch in Serie mit der Spule oder parallel dazu geschaltete Widerstände regelbar ist. Dies hat u. a. den Vorteil, daß die Empfindlichkeit der Schutzvorrichtung für unzulässige Temperatursteigerungen feinstufig regelbar ist. was besonders beim Schutze von Stromverbrauchern, die mit niedrigen Stromstärken arbeiten, wichtig ist. Fernar besteht die Möglichkeit, mit Hilfe der Spannungsspule die Schutzvorrichtung des zu schützenden Verbrauchers besser anzupassen, als es mit einer Stromspule allein erreichbar ist. Beispielsweise könnte beim Schutz eines Gleichstrom-Nebenschlußmotors die Spannungsspule 32 den Magnetspulen des Motors und die Hauptstromspule i der Ankerwicklung angepaßt sein, so daß die Schutzvorrichtung ein möglichst genaues thermisches Abbild des zu schützenden Verbrauchers ergibt. Ferner könnte bei Anwendung der Schutzvorrichtung für Drehstrommotoren die Spannungsspule 32 ein thermisches Abbild der Eisenverluste für den zu schützenden Motor sein. Bei gleichzeitiger Anwendung der Spannungsspule als zusätzliche Heizspule müssen natürlich der das Schmelzlot 16 enthaltende Teil und die Spulen z, 32 so zueinander angeordnet sein, daß das Schmelzlot gleichzeitig von beiden i Spulen beheizt wird. Dies kann z. B. bei der in den Abb.6 bis ro dargestellten Übereinanderanordnung der Spannungs- und der Stromspule dadurch erreicht werden, daß das das Schmelzlot enthaltende Gefäß 34 sich zur Hälfte im Innern der Spannungsspule 32 und zur anderen Hälfte im Innern der Stromspule z befindet.
  • Eine weitere vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit der zusätzlichen Spannungsspule besteht darin, daß sie die Schutzvorrichtung dauernd, also auch bei abgeschaltetem Verbraucher, auf eine vorher bestimmte Temperatur erwärmt, also sozusagen eine Vorwärmung der Schutzvorrichtung bewirkt. Zur Erreichung dieses Zieles würde die Spannungsspule gegebenenfalls zusammen mit der damit in einem gemeinsamen Hilfsstromkreis liegenden Haltespule des Nullspannungsschalters vor diesem Schalter an die Zuleitungen angeschlossen werden. Durch die Vorwärmung der Schutzvorrichtung läßt sich ebenfalls eine bessere Anpassung der Schutzvorrichtung an den jeweils zu schützenden Verbraucher und insbesondere auch eine größere Genauigkeit im Ansprechen auf unzulässige Erwärmung des Stromverbrauchers erreichen, indem durch mehr oder weniger starke Vorwärmung die Zeitdauer, welche die Stromspule braucht, um das Schmelzlot auf seine Schmelztemperatur zu erwärmen, je nach den Bedürfnissen abgekürzt werden kann. So könnte z. B. bei Verwendung eines Schrizelzlots, dessen Schmelzpunkt bei 75° liegt, die Schutzvorrichtung durch die Spannungsspule 32 auf 5o° vorgewärmt werden, so daß die Auslötung des Zusatzgewichts 35 oder der Feder zg schon dann erfolgt, wenn dem Schmelzlot durch die Stromspule r eine solche Wärmemenge zugeführt worden ist, däß seine Temperatur sich um 25° erhöht hat. Die Vorwärmung der Schutzvorrichtung auf eine bestimmte Temperatur ist auch dann wichtig, wenn der zu schützende Verbraucher, z. B. ein Motor, in nächster Nähe eines Ofens oder einer anderen Wärmequelle, die an einer Schalttafel angebrachte Schutzvorrichtung dagegen an einer entfernten und weniger warmen Stelle sich befindet. In diesem Falle kann die Spannungsspule so gewählt oder eingestellt werden, daß sie die Schutzvorrichtung auf die gleiche Temperatur vorwärmt, auf die der Motor durch die ihm vom Ofen oder der sonstigen Wärmequelle zugeführte Wärme vorerwärmt wird.
  • Bei Verwendung der Spannungsspule als zws@tzliche Heiz- oder ,als Vorwärnnespule wird es natürlich in vielen- Fällen nicht möglich sein, die auf eine bestimmte Wärmeentwicklung abgestimmte Spule gleichzeitig so einzustellen, daß sie die gewünschte Entlastung des vom Zusatzgewicht oder der Belastungsfeder befreiten Auslöseankers bewirkt. In diesen Fällen wird außer der Spannungsspule auch noch ein Gegengewicht oder eine Feder angeordnet, welche; gegebenenfalls in Verbindung mit der Spannungsspule, den Gewichtsausgleich des Auslöseankers und der nach Erweichen des Schmelzlots mit dem Anker noch anzuhebenden Teile vornimmt, während die Spannungsspule in der Hauptsacke oder auch ausschließlich als zusätzliche Heiz- oder als Vorwärmespule dient. Dabei kann die Spannungsspule, wie gezeichnet, unterhalb der Stromspule oder gegebenenfalls auch oberhalb der letzteren angeordnet oder in anderer Weise mit der Stromspule so zusammengebaut werden, daß das Schmelzlot von beiden Spulen gleichzeitig beheizt wird.
  • Das in Abb. t bis 6 angegebene Gegengewicht 12 könnte z. B. auch durch eine am Hebelarm to angreifende Feder ersetzt werden. Oder es könnte bei der Ausführungsform nach Abb. 7 bis zo die Schaltfeder 37 so kräftig gemacht werden, daß sie entweder allein oder in Verbindung mit der Spannungsspule den Gewichtsausgleich des Auslöseankers bewirkt. Ein Gegengewicht ist jedoch wegen seiner dauernd gleichbleibenden Kraft einer Feder vorzuziehen. Die neue Schutzvorrichtung ist außer bei Gleich- und Wechselstrom natürlich auch bei Drehstrom anwendbar, wobei, wie an sich bekannt, in zwei Phasen des Drehstromkreises je eine besondere Schutzvorrichtung eingeschaltet wird, die auf einen gemeinsamen Nullspannungsschalter einwirken können. Dabei können im Falle der Ausrüstung der Schutzvorrichtungen mit Spannungsspulen letztere wiederum als Vorschaltwiderstände für die Nullspannungsspule des selbsttätigen Ausschalters benutzt werden. Statt mit Hilfe eines Nullspannungsschalters könnte die Abschaltung des gefährdeten Stromkreises auch durch einen anderen selbsttätigen Schalter bewirkt werden, der von der Schutzvorrichtung gesteuert wird. Dabei könnte die Auslösung des selbsttätigen Schalters statt elektrisch auch auf 'mechanischem Wege geschehen, indem der Auslöseanker der Schutzvorrichtung die Sperrung des Selbstschalters mechanisch auslöst. Dabei wird der Auslöseanker in üblicher Weise mit einem Stößer zu versehen sein, der sowohl beim rein elektromagnetischen Ansprechen als auch beim Ansprechen des Auslöseankers nach Eintritt der Gefahrtemperatur nach oben aus der Heiz- und Magnetspule heraustritt.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schutzvorrichtung für elektrische Stromkreise gegen Überlastung mit einer Heiz- und Magnetspule, einem Schmelzlot und einem Auslöseanker, der gewöhnlich durch ein unmagnetisches Gewicht oder eine Feder belastet ist, beim Erweichen des Schmelzlotes dagegen von dieser Belastung befreit wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugkraft der Magnetspule (i) zu Beginn der Anzugbewegung des Ankers (6) durch eine Zusatzkraft unterstützt ist, deren Größe gleich oder kleiner als das Gewicht des Auslöseankers und der gegebenenfalls nach Ausschaltung der Gewichts- oder Federbelastung noch mitanzuhebenden Teile (Gestänge) ist.
  2. 2. Schutzvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Stromstärke, bei welcher der Anker (6) angezogen wird, lediglich für die rein elektromagnetische Auslösung in an sich bekannter Weise durch Änderung der Größe des unmagnetischen Gewichts oder der Federspannung, für die Auslösung nach erfolgtem Erweichen des Schmelzlotes dagegen durch Veränderung der auf den Anker einwirkenden Zusatzkraft geschieht.
  3. 3. Schutzvorrichtung nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem Gegengewicht (i2) belasteter Doppelhebel (g, io) oder eine Feder (37) die Zusatzkraft zum Anheben des Ankers (6) liefert. .I. Schutzvorrichtung nach Anspruch i . bis 3, bei welcher der Auslöseanker bei seinem Ansprechen den Hilfsstromkreis eines selbsttätigen Ausschalters steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelhebel (g, io) oder die Feder (37) gleichzeitig das bewegliche Schaltglied für den Hilfsstromkreis bilden. 5. Schutzvorrichtung nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß eine gleichachsig zur Heiz- und Magnetspule (i) angeordnete als Spannungsspule ausgebildete zusätzliche Magnetspule (32) die Zusatzkraft erzeugt, die gegebenenfalls noch eine mechanische Unterstützung erhält. 6. Schutzvorrichtung nach Anspruch i und 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsspule (32) und die als Heiz-und Magnetspule dienende Stromspule (i) übereinander auf einem gemeinsamen als Führung für den Auslöseanker (6) dienenden Spulenrohr (5) angeordnet sind. 7. Schutzvorrichtung nach Anspruch i, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsspule (32) gleichzeitig als zusätzliche Heizspule dient. -B. Schutzvorrichtung nach Anspruch r und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Übereinanderanordnung der beiden Spulen (i, 32) der das Schmelzlot (i6) enthaltende Teil (3q.) sich in der Ruhestellung etwa zur Hälfte im Innern der einen, zur anderen Hälfte im Innern der anderen Spule befindet. g. Schutzvorrichtung nach Anspruch i und 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daßdie magnetische Zugkraft sowie gegebenenfalls die Heizwirkung der Spannungsspule (32) regelbar sind, beispielsweise in an sich bekannter Weise durch ihr vorgeschaltete oder zu ihr parallel geschaltete Widerstände. io. Schutzvorrichtung nach Anspruch r und 5 bis g, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsspule (32) zur Vorwärmung der Schutzvorrichtung dient und zu diesem Zwecke vor dem von der Schutzvorrichtung gesteuerten selbsttätigen Ausschalter für den zu schützenden Stromkreis mit den Zuleitungen verbunden ist. ii. Schutzvorrichtung nach Anspruch i und 5 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsspule (32) gleichzeitig als Vorschaltwiderstand für die Halte- oder Auslösespule (38) des von der Schutzvorrichtung gesteuerten selbsttätigen Ausschalters dient. 12. Schutzvorrichtung nach Anspruch i, bei welcher der Auslöseanker durch ein das Schmelzlot enthaltendes Gefäß und eine darin eintauchende Stange mit dem Belastungsgewicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (3q.) oberhalb des Auslöseankers (6) mit diesem fest verbunden ist, und daß an der nach oben aus der Spule (i) herausgeführten Stange (i7) das Belastungsgewicht als mehrteiliges Gewicht (35) auswechselbar befestigt ist. 13. Schutzvorrichtung nach Anspruch i, bei welcher der Auslöseanker durch eine . Feder belastet ist, die sich gegen ein gewöhnlich mittels einer Stange durch das Schmelzlot festgehaltenes Widerlager stützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (i8) für die Feder (ig) am oberen Ende einer Stange (i7), die mit ihrem unteren Ende in ein im Innern der Spule (i) zwischen Anker (6) und Feder (ig) fest angeordnetes, das Schmelzlot (i6) enthaltendes Gefäß (1q.) eintaucht, in Nuten (25, 26) mittels eines Querriegels (27) verstellbar angeordnet ist, und daß die Feder (i9) auf einen auf der Stange (17) verschiebbaren Ring (21) drückt, der über durch seitliche Bohrungen des Gefäßes (14) nach unten geführte Stangen (22) mit dem Anker (6) verbunden ist. 1q.. Schutzvorrichtung nach Anspruch i bis 13, dadurch- gekennzeichnet, daß der Auslöseanker (6) mehrfach und mindestens an einer Stelle auf seiner ganzen oder nahezu ganzen Länge geschlitzt ist.
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