DE625086C - Elektrischer Strombegrenzer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich, auf einen elektrischen. Strombegrenzer, · bei welchem T>ei Überlastung des Verbrauchsstromkreises ein Stromrelais den Heizstromkreis eines Ήΐΐζ-drahtes einschaltet, welcher die intermittierende Öffnung eines Hauptschalters bewirkt, der mit einem dem Schaltkontakt nacheilenden Gegenkontakt versehen ist, wobei das Stromrelais durch das genannte Einschalten den Heizstrom eines Bimetallunterbrechers herbeiführt, der den Hauptschalter überbrückt und das übliche Arbeiten des Strombegrenzers um eine gewisse Zeit verzögert. Dadurch wurde verhindert, daß der Strombegrenzer bei kurz dauernder Überbelastung in Wirksamkeit tritt, indem der Hauptschalter durch die Bimetallfeder kurzgeschlossen gehalten wird, bis diese durch Hitze aus dem Draht usw. den Kurzschluß aufgehoben hat. In diesem Falle führt indessen die die Belastung überwachende Stromspule den vollen Be-Tastungsstrom auch in dem Zeitraum, in welchem die Bimetallfeder erwärmt wird. Die Ankerkontakte der StromSpule werden deshalb brennen.

Nach der Erfindung wird dieser Übelstand dadurch. vermieden, daß die eine Zuführung zum Bimetallschalter mit einem freien Kontakt endet, der durch die Öffnungsbewegung des Hauptschalters kurz vor dessen Öffnung oder gegebenenfalls auch kurz nach dessen Öffnung elektrisch angeschlossen wird. Durch Anschließen des genannten freien Kontaktes wird somit der ganze Strömbegrenzer über den Bimetallunterbrecher kurzgeschlossen. Diesem BimetaUunterbreclier wird bei Überbelastung gleichzeitig Heizstrom zugeführt, bis er seine Kontakte öffnet und dadurch den Kurzschluß aufhebt und die gewöhnliche Wirksamkeit des Strombegrenzers zuläßt. Falls der Hitzdraht Heizstrom aus einem bei Überbelastung eingeschalteten. Transformator erhält, ist es vorteilhaft, die Heizwicklung des Bimetallunterbrechers in den Stromkreis einer besonderen Sekundärwicklung des Φ5 Transformators zu legen, wodurch es möglich ist, die genannte Heizwicklung für ein geringes Spannungsgefälle und eine hohe Stromstärke zu bauen und somit mit grobem Draht und" einer geringen Windungszahl auszuführen.

Wenn der freie Kontakt so angeordnet wird, daß er den Strombegrenzer einen kurzen Augenblick nach dem Öffnen des Hauptschal-" ters kurzschließt, wird der Verbraucher vom Eintritt der Überbelastüng in Kenntnis gesetzt, ohne daß der Strom sofort unterbrochen wird. - . -

In der Zeichnung zeigen:

Abb. ι schematisch einen Strombegrenzer mit dem neuen Bimetallunterbrecher und

Abb. 2 Und 3 Abänderungen der Heizvor- _; fichtung für den Bimetallunterbrecher,

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Gemäß Äbh.-i fließt der Strom vom Netz (durch einen Erzeuger mit Polen A, B dargestellt)·, "und. zwar von,, dem Pol A zu einer Hauptschalterfeder i, dann über zwei Hauptkontakte 2, 3 zu einer zweiten Hauptschalterfeder 4, weiter von deren Bef estigungspunkf 5 zu der _i üblichen Stromspule 6 und über die

- Belastung 7 zum PoIZ?. Beim Überschreiten der Belastungsgrenze zieht der Magnetkern 8 der Spule 6 seinen Anker 9 an; welcher dadurch den· Stromkreis einer Spannungsspule . 10 'schließt, und zwar auf dem Wege von A über eine Tragfeder 1 r des Ankers 9, den Anker 9, den Kern 8> die Spule rö und eine Leirung 12 Bach B. Die Spule 10 ist die Primärwicklung einesHitzdrahttransformators, dessen Sekundärwicklung 13 in Reihe mit einem zwischen Befestigungsstellen 14, 15 ausgespannten Hitzdraht 16 liegt, welcher somit Heizstrom erhält. Der Hitzdraht hält in kaltem Zustand durch einen Bügel if- die untere Hauptschalterfeder 1 in Spannung nach aufwärts, wodurch er auch die Feder 4 durch die Kontakte 2, 3 nach aufwärts gespannt hält, je* doch * in geringem Grade. Wenn also der Hitzdraht 16 infolge Erwärmung sich aus-

- dehnt, bewegen sich der Bügel 17 und die beiden. Federn 1, 4 abwärts, bis nach der Entspannung der Feder 4 die Kontakte 2, 3 unter weiterer Senkung der Feder 1 getrennt werdend Der Hauptstrom ist jetzt unterbrochen, so daß die Belastung 7 abgeschaltet und die Spule 6 stromlos ist. Der Anker 9 bleibt zunächst noch, unter der Einwirkung einer Feder 18 in Kontakt mit dem Kern 8. Erst wenn die Feder 1 sich so weit gesenkt hat, daß sie über eine Nase 19 die Tragfeder ii des Ankers und damit den Anker drehzapf en 20 genügend nach, unten gedrückt hat, zieht die Feder 18 den Anker 9 in die ausgezogen dargestellte Unterbrechungsstelle hinauf. Dadurch wird der ^trom zur Spule 10 unterbrochen, iso -daß der Hitzdraht sich wieder abkühlen kann.

Diese beschriebene Konstruktion des Strombegxenzers ist bekannt, hat aber den Nachteil, daß die Zeit zwischen der Überschreitung der Belastung und dem Öffnen der Kontakte 2, 3 von der Größe der Überbelastung äbhängig ist, indem die Lichtperioden um so kürzer sind, je größer die Überbelastung ist. Falls also der Verbraucher eine große Überbelastung einschältet, wird er während der kurzen Lichtperioden nur schwer diejenige Stelle erreichen können, bei der die Überbelastung wieder abgeschaltet werden soll. An sich ist es für den Stromlieferanten, wünschenswert, für kurze Lichtperioden zu sorgen, um* dadurch Diebstahl von nennenswerten Strommengen bei starker Überbelastung und ständigem Spiel des Begrenzers zu verhindern. Aber aus dem obengenannten Grunde muß der Begrenzer derart eingestellt werden, daß die Lichtperioden dennoch nicht zu kurz werden, selbst bei großen Überbelastungen. Außerdem hat man ,- in verschiedener Weise Anordnungen getroffen, durch welche der Strombegrenzer bei kurz dauernder Überbeiastung, z. B. durch Ingangsetzen eines Motors, erst nach einer gewissen Zeit in Tätigkeit tritt.

Gemäß Abb. 1 ist das Problem in der,Weise gelöst, daß die eine stromführende Haupt-.Schalterfeder ι während ihrer abwärts gehenden Öffnungsbewegung einen Kontakt 21 trifft und dadurch den ganzen Stronibegrenzer über eine Verbindung 22 zwischen der Feder 1 und der Belastung 7 kurzschließt, und zwar äußerhalb sowohl des Hauptschalters 2, 3 als auch der Stromspule 6, so daß das Öffnen dieses Schalters nicht sofort die Unterbrechung des Stromes zur Belastung 7 verursacht.

Die Verbindung 22 .enthält einen Bimetallunterbrecher, welcher aus einem strombeheizten Teil 23 und einem die Temperatur der Umgebung kompensierenden nichtstrombeheizten Teil 2 4 mit Kontakten 2 5 und 26 bestehen kann. Das Bimetall 23 wird bei fortgesetzter Überbelastung durch! einen Strom erwärmt, welcher z. B. aus einer besonderen Sekundärwicklung des Hitzdrahttransformators entnommen und durch eine um den Teil 23 gelegte Heizwicklung 28 geleitet wird/ wie es in Abb. ι gezeigt ist. Die Wirkung, ist nun die folgende: . . . .

Wird Überbelastung bei y eingeschaltet, so wird der Hauptschalter 2, 3, wie oben er- wähnt, geöffnet;, aber kurz ehe dies geschieht, wird der Kontakt bei 21 geschlossen. Die Zuführung des Stromes nach der Belastung 7 ist also zunächst nicht aufgehoben. Durchdas Öffnen der Schalter 2, 3 ist' jedoch die Spule^ö stromlos geworden. Wenn nun der Anker 9 nach einer kurzen Zeit in seine Aufwärtslage springt, wird der. Stromkreis des Hitzdrahtes 16 unterbrochen. Der Hitzdraht i 6 zieht sich zusammen, so daß der Schalter 2, 3 sich wieder schließt. Dadurch erhält auch .die Spule 6 wieder Strom, und der Vorgang wiederholt sich. In den Zeiträumen, in denen der Hitzdraht Strom erhält, bekommt auch die Wicklung 28 Strom. Folglich wird die Bimetallfeder 23 allmählich so sehr erwärmt, daß die Kontakte 25, 26 sich öfthen._: Von diesem Augenblick an wird der Kurzschluß aufgehoben, und- die normale Tätigkeit des Strombegrenzers mit ganz kurzen Lichtperioden tritt ein. Währenddessen erhält die Wicklung 28 genügend Strom, um den Schalter 25, 26 offen zu halten.

Durch passende Abmessung kann man erreichen, daß der Anker 9 vom Eintritt der Überbelastung ab bis zum Öffnen des Bi-

metallunterbrechers ^eine bestimmte Anzahl, beispielsweise fünf, Aufwärts- und Abwärtsbewegungen, ausführt. Dies 'kann zur Warnung des Verbrauchers vor der Überbelastung zweckmäßig dadurch ausgenutzt werden, daß der Kontakt bei 21 nicht vor, sondern einen Bruchteil einer Sekunde nach dem Öffnen des Schalters 2, 3 geschlossen, wird, und umgekehrt bei der Schließbewegung des Schalters.

Besteht die Belastung 7 aus Lampen, so wird der Verbraucher eine sehr kurze Lichtschwankung jedesmal merken, wenn der Schalter 2, 3 sich öffnet, und ebenso wenn er sich schließt, also doppelt sooft, wie der Anker 9 aufwärts geht, im vorstehenden Beispiel zehnmal. Diese Warnungszeit soll der Verbraucher benutzen, um die Überbelastung abzuschalten, da er später nur äußerst kurze Lichtperioden erhalten würde. Da der Verbraucher dies schnell lernt, kann man, den Strombtegrenzer, selbst bei kleinen Überbelastungen, auf ganz kurze Lichtperioden einstellen und dadurch die Möglichkeit für Stromdiebstahl weiter beschränken. Besteht die Belastung 7 nicht aus Lampen, so kann eine besondere Warnungslampe eingesetzt werden, z. B. eine 5-Watt-Lampe.

Gemäß Abb. 2 liegt die Bimetallwicklung 28 in Reihe mit der Spannungsspule 10. Gemäß Abb. 3 kann die Wicklung 28 parallel zu einem größeren oder kleineren Teil oder zu der ganzen Primärwicklung 10 geschaltet werden.

Übrigens ist es klar, daß der Vorgang der Erwärmung des Bimetallunterbrechers in. verschiedener Weise abgeändert werden kann.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Strombegrenzer, bei welschem bei Überlastung des Verbrauchsstroirikreises ein Stromrelais den Heizstromkreis eines Hitzdrahtes einschaltet, welcher die intermittierende Öffnung eines Hauptschalters bewirkt, der mit einem dem Schaltkontakt nacheilenden Gegenkontakt versehen ist, wobei das Stromrelais durch das erwähnte Einschalten, den Heizstrom eines Bimetallunterbrechers herbeiführt, der den. Hauptschalter überbrückt und das übliche Arbeiten des Strombegrenzers, um eine gewisse Zeit verzögert, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Zuführung zum Bimetallunterbrecher (23-26) mit einem freien Kontakt (21) endet, der durch die Öffnungebewegung des Hauptschalters kurz vor dessen Öffnung oder gegebenenfalls auch kurz nach dessen Öffnung elektrisch angeschlossen wird. _

2. Strombegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwicklung (28) des Bimetalluntefbrechers (23-26) im Stromkreis einer besonderen Sekundärwicklung des den Hitzdraht (16) speisenden Transformators (10, 13) liegt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen