DE551786C - Schaltung eines thermischen Relais zum verzoegerten Einschalten eines Stromkreises und zum Ausschalten dieses Stromkreises bei sinkender Spannung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN ABI 6. JUNI 1932

REiCHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. März 1931 ab

Die Erfindung betrifft eine Schaltung eines thermischen Relais zum verzögerten Einschalten eines Stromkreises und zum Ausschalten dieses Stromkreises bei sinkender Spannung.
Ein Erfordernis einer derartigen Schaltung ist, daß sie ein zuverlässiges Arbeiten des Relais ermöglicht. Das Relais muß einerseits unmittelbar nach Einschalten des Stromkreises zum Abschalten bereit sein, wenn die Spannung plötzlieh unter einen zulässigen Wert fällt, und andererseits muß es unmittelbar nach dem Abschalten zum erneuten Einschalten des Stromkreises mit der erforderlichen Zeitverzögerung bereit sein. Außerdem ist es mit Rücksicht auf ein zuverlässiges Arbeiten des Relais erwünscht, daß die ganze Schaltung möglichst einfach ist.

Ein Hauptmerkmal der Schaltung nach der

Erfindung, die alle diese Bedingungen erfüllt, ist ein Bimetallstreifen, der beim Einschalten des Relais erhitzt wird und nach Ablauf der erforderlichen oder gewünschten Verzögerungszeit einen Strom über eine Einschaltspule schließt, deren Anker einen Schalter im Hauptstromkreis betätigt und gleichzeitig Kontakte in Bewegung setzt, durch die ein zusätzlicher Stromkreis über die Schaltsspule geschlossen und der Heizstrom für den Bimetallstreifen unterbrochen wird.

Um das zu schützende Gerät vor zu niedrigen Spannungen zu schützen, wird der Heizstrom für den Bimetallstreifen und der Erregerstrom für die Schaltspule zweckmäßig der das zu schützende Gerät speisenden Spannungsquelle entnommen.

Zweckmäßig ist der von der Schaltspule betätigte Schalter im Hauptstromkreis ein Quecksilberkippschalter.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird das thermische Relais mit einer Glühkathodenentladungsröhre zusammengebaut, und in diesem Falle sind die Anschlußklemmen für den Stromkreis des Bimetallstreifens, der Heizspule und der Einschaltspule an Anzapfungen des den Strom für die Glühkathode liefernden Transformators angeschlossen.

Will man nun einschalten, während die Spannung des Netzes niedriger als der Sollwert ist, so erreicht der Bimetallstreifen nicht die erforderliche Temperatur, und es erfolgt daher auch kein Einschalten. Sinkt die Spannung des Netzes nach dem Einschalten unter einen zu-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Johannes Gijsbertus Wilhelm Mulder in Eindhoven, Holland.

lässigen Wert, so sinkt auch der Strom in der Schaltspule so stark, daß ausgeschaltet wird. Da der Heizstrom des Bimetalls sofort nach dem Einschalten unterbrochen wird, nimmt der S Bimetallstreifen wieder die ursprüngliche Temperatur an, so daß er nach sehr kurzer Zeit wieder in dem Zustand ist, in dem er von neuem mit der erforderlichen Verzögerungszeit einschalten kann.

ίο Die Schaltung gemäß der Erfindung kann z. B. mit großem Vorteil bei Entladungsröhren angewendet werden, deren Glühkathode eine bestimmte Zeit lang eingeschaltet sein muß, bevor der Hauptstrom von der Anode zur Kathode eingeschaltet wird, da im Falle einer Entladung zwischen einer oder mehreren Anoden und der Kathode vor Erreichung einer gleichmäßigen Temperatur der Kathode über ihre ganze Fläche die Gefahr besteht, daß gewisse Punkte stärker emittieren als der übrige Teil der Kathode. Jn diesem Falle richtet sich die Entladung auf diesen einen Punkt der Glühkathode, wodurch eine Beschädigung der Glühkathode herbeigeführt werden kann. Aus diesem Grunde wird, besonders bei Entladungsröhren, die einen starken Strom führen, z. B. bei Gleichrichterröhren, eine Vorrichtung angewendet, die bewirkt, daß zunächst die Glühkathode und, erst nachdem diese auf die erforderliche Temperatur gebracht worden ist, der Hauptstrom eingeschaltet wird.

Die Schaltung nach der Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

Fig. ι zeigt ein Schaltbild nach der Erfindung, bei dem ein Glühkathodengleichrichter mit einem thermischen Relais zusammengebaut ist. Fig. 2 zeigt ein Montagebild für das Relais. Das Relais besitzt Anschlußklemmen 1 bis 5. Die Klemmen 1 und 2 dienen zum Anschluß des Eingangs- und Ausgangszweiges des von dem Relais einzuschaltenden Hauptstromkreises. Von den Klemmen 1 und 2 führen biegsame Leitungen nach den Kontakten 6 und 7 eines Ouecksilberschalters 16. Die Klemmen 3 und 4 dienen zum Anschluß der Zuleitungen des Betätigungsstromes für das Relais. Wird der zu schützende Teil, etwa die Glühkathode einer Gleichrichterröhre, eingeschaltet, so kommen gleichzeitig die Klemmen 3 und 4 unter Spannung. Es fließt in diesem Falle ein Strom von der Klemme 3 über den Punkt 15, über die Schaltspule 17, nach dem Punkt 14, von dort nach dem Punkt 9 über die Kontakte 19 und 20 nach 13, über 11 und das Heizelement 21 des Bimetalls 22 nach dem Punkt 12 und über 8 nach Klemme 4. Dieser Strom findet in dem Heizelement 21 einen großen Widerstand und ist infolgedessen nicht so stark, daß die Schaltspule 17 den Anker 18 anzieht. Der Quecksilberschalter 16 bleibt somit in der in der Fig. 9 dargestellten Stellung stehen. Durch das Heizelement 21 wird das Bimetall 22 erhitzt und bewegt sich in der Richtung auf den Kontakt 23 zu. Die Zeit, die verstreicht, ehe dieser Kontakt geschlossen wird, ist gerade ausreichend, den zu schützenden Teil, in diesem Falle die Glühkathode, auf die erforderliche Temperatur zu bringen. Diese Zeit kann mittels der in Fig. 2 sichtbaren Stellschraube 29 eingestellt werden. Wenn der Kontakt 23 geschlossen ist, fließt ein Strom von Klemme 3 über 15, Schaltspule 17, Punkte 14 und 9, Kontakte 19 und 20, Punkt 13, Kontakt 23, Bimetall, Punkte 12 und 8 nach Klemme 4. Das Heizelement 21 ist somit kurzgeschlossen, und der die Schaltspule 17 nunmehr durchfließende Strom ist stark genug, um den Anker 18 anzuziehen. Der Quecksilberschalter 16 dreht sich infolgedessen um das Gelenk 24, und das Quecksilber bringt die Kontakte 6 und 7 miteinander in Verbindung, so daß der einzuschaltende Stromkreis geschlossen wird. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Anker 18 aus einem zweimal rechtwinklig abgebogenen Metallstück besteht, dessen oberes Ende 26 den Schalter 16 anhebt. Um den Schalter in der Einschaltstelle zu halten, muß der Anker dauernd angezogen bleiben. Es ist jedoch nicht erwünscht, daß der die Spule 17 durchfließende Strom dauernd durch das Bimetall 22 fließt, go zunächst schon weil das Bimetall in diesem FaE unnötig dauernd auf Temperatur gehalten werden müßte und weil außerdem beim Sinken der Spannung das Bimetall nicht sofort abschalten könnte, da seine Temperatur vorher wieder sinken müßte, und weil drittens für den Fall, daß gleich nach dem Abschalten wieder eingeschaltet werden müßte, die erforderliche Zeitverzögerung nicht eintreten könnte, da das Bimetall noch warm wäre. Deshalb wird gleichzeitig mit dem Einschalten des Schalters 16 ein zusätzlicher Stromkreis über die Schaltspule 17 geschlossen, und zwar bringt der Anker bei der Schaltbewegung den Kontakt 19 mit dem Kontakt 25 in Verbindung, so daß ein Strom von der Klemme 3 über 15, 17, 14, 9, 19, 25, 8 nach der Klemme 4 geschlossen wird. Damit der Strom in der Schaltspule nicht unterbrochen wird, bevor der neue Stromkreis geschlossen ist, muß der Kontakt 19, 20 geschlossen bleiben, bis der Kontakt 19, 25 unterbrochen ist. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wie dies erreicht wird. Der Knopf 27 auf dem Anker 18 drückt das Ansatzstück 28 der Kontaktfeder 19 aufwärts, bis der Kontakt 25 erreicht ist. Bis zu diesem Augenblick bewegt sich die Kontaktfeder 20 infolge ihrer Federkraft auch aufwärts und hält den Kontakt 19, 20 geschlossen. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung hebt der Knopf 27 die Kontaktfedern 19 und 25 von der Kontaktfeder 20 ab.

In Fig. ι ist ferner die Verbindung des Relais

mit einem Gleichrichtergerät dargestellt. Dieses Gerät besitzt einen Transformator, dessen Primärwicklung 30 an ein Wechselstromnetz angeschlossen wird und der beispielsweise drei Sekundärwicklungen 31, 32 und 33 besitzt. Die Wicklungen 31 und 32 sind über Widerstände 34 und 35 in Reihe geschaltet und andererseits mit zwei Anoden einer Gleichrichterröhre 36 verbunden. Die dritte Spule 33 speist

ίο die Glühkathode dieser Gleichrichterröhre. Die Gleichstrombelastung ist zwischen einer mittleren Anzapfung der Wicklungen 31 und 32 und einer mittleren Anzapfung der Wicklung 33 eingeschaltet. In die zur erstgenannten Anzapfung führende Leitung ist der Quecksilberschalter des thermischen Relais eingefügt. Der Betätigungsstrom für das Relais wird den Anzapfungen 37 und 38 der Transformatorwicklung 31 entnommen. Wenn das Gleichrichtergerät an das Netz angeschlossen wird, ist auch der Heizstrom sofort eingeschaltet, und gleichzeitig wird das thermische Relais in Tätigkeit gesetzt. Nach einiger Zeit schließt dieses Relais den in den Gleichstromkreis eingefügten Quecksilberschalter. Sinkt die Spannung des Netzes unter denjenigen Wert, bei dem die Glühkathode noch eine genügende Temperatur hat, so sinkt die Stromstärke in der Schaltspule 17 so stark, daß der Anker 18 abfällt und der Quecksilber schalter infolgedessen ausschaltet. An dem Relais gemäß der Erfindung sind noch zwei Kontakte 39 und 40 angebracht, die z. B. mittels eines Druckknopfes miteinander in Verbindung gebracht werden können. Dadurch kommen die Klemmen 4 und 5 miteinander in Verbindung, und der Quecksilberschalter wird ohne Verzögerung eingeschaltet.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Anschlußklemmen an einem kleinen Klemmbrett 41 angebracht sind. Dieses Brett kann einen Teil eines Kastens bilden, in dem der Quecksilberschalter 16, der Schaltmagnet 17, 18 und die Kontaktverbindungen 19, 20, 25 und 22, 23, 29 untergebracht sind. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr gedrängte Bauweise für die ganze Vorrichtung.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltung eines thermischen Relais zum verzögerten Einschalten eines Stromkreises und zum Ausschalten dieses Stromkreises bei sinkender Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einer Heizwicklung (21) und einer Stromeinschaltspule (17) in Reihe an Spannung liegender 5s Bimetallstreifen bei der Einschaltung der Stromquelle nach Ablauf seiner regelbaren Verzögerungszeit durch Kurzschließen seiner Heizwicklung (21) die Stromeinschaltspule * (17) zum Ansprechen bringt, deren Anker (18) zuerst einen die Einschaltspule (17) unmittelbar an Spannung legenden Kontakt (19, 25) schließt und darauf über einen Unterbrecherkontakt (19, 20) die Stromeinschaltspule (17) von dem Bimetallstreifen und der Heizspule trennt.

2. Schaltung nach Anspruch 1 für Glühkathodenentladungsröhren, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemmen (3, 4) für den Stromkreis des Bimetallstreifens, der Heizspule und der Einschaltspule an Anzapfungen des den Strom für die Glühkathode liefernden Transformators angeschlossen sind.

3. Schaltung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Einschaltspule betätigte Schalter im Hauptstromkreis ein Quecksilberkippschalter ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen