DE658664C - UEberlastungsschutzeinrichtung fuer elektrische Maschinen oder Geraete mit aussetzendem Betrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Überlastungsschutz für elektrische Maschinen, z. B. Motoren oder Geräte, z. B. Widerstände, mit aussetzendem Betrieb, welcher den Schützling vor Überschreitung der zulässigen Höchsttemperatur schützt.

Für den aussetzenden Betrieb ist zum Unterschied vom Dauerbetrieb die betriebsmäßige Belastungsfähigkeit des Stromverbrauchers auf verhältnismäßig kurze Zeiten begrenzt, da er mit dem Vielfachen des zulässigen Dauerstromes (Nennstromes) belastet wird. Die Länge dieser zeitlichen Begrenzung der Belastungsfähigkeit des Verbrauchers ist einerseits bestimmt durch die Höhe des Belastungsstromes, andererseits durch den jeweiligen Wärmezustand des Verbrauchers, welcher den Ausgangspunkt für die Belastungsperiode im Aussetzbetrieb bildete. Dieser Wärmezustand ist seinerseits wieder abhängig von der vorangegangenen Aussetzruhepause, mit anderen Worten von der Abkühlzeit. Je nach diesem Wärmezustand schwankt die Belastungsfähigkeit. Auslöser für aussetzenden Betrieb sollen daher in ihrer Auslösecharakteristik den im aussetzenden Arbeitsspiel tatsächlich vorhandenen Wärmezustand des Verbrauchers berücksichtigen.

Es sind sogenannte Wärmeabbilder als Auslöser bekannt, welche zwar dieser Forderung insoweit Genüge leisten, als sie das Wärmeverhalten des Schützlings genau nachahmen Diese sind jedoch für den Aussetzbetrieb dennoch nicht geeignet, da sie eine zu träge Kontaktbewegung haben, daher unbrauchbar lange Wiedereinschaltzeiten besitzen. Ein Auslöser für Aussetzbetrieb soll die Einhaltung verhältnismäßig kurzer Ruhepausen ermöglichen. Andererseits lösen thermische Auslöser von kleiner Zeitkonstante, welche diesen Nachteil der langen Wiedereinschaltzeit nicht besitzen (z.B. Bimetallauslöser), im allgemeinen für einen mit langen Abkühlpausen arbeitenden Verbraucher zu rasch aus und gestatten nicht, die größere Belastungsfähigkeit eines mit längeren Aussetzruhepausen arbeitenden Stromverbrauchers auszunutzen. Ferner arbeiten sie bei besonders kurzen Ruhepausen, wie sie im Aussetzbetrieb auch vorkommen, ebenfalls nicht richtig, denn sie arbeiten in diesem Falle in einem Bereich, wo ihr Wärmeverhalten von dem des Schützlings besonders stark abweicht, wodurch sie nicht geeignet sind, das aussetzende Spiel des Motors so zu steuern, daß er sich nicht über die zulässige Erwärmungsgrenze hinaus erhitzt. Befand sich der Schützling bei der Auslösung durch den Wärmeauslöser auf der Höchsttemperatur und erfolgt die Wiedereinschaltung nach ganz kurzer Abkühlpause, so wird ihn ein Bimetallauslöser bei der folgenden Betriebsperiode im allgemeinen nicht mehr bei Erreichung der

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

Friedrich Biarowsky in Falkensee.

Höchsttemperatur auslösen, sondern zu spät, d. h. wenn der Schützling die Höchsttemperatur bereits überschritten hat.

Die Erfindung beruht in dem Gedanken, eine Überlastungsschutzeinrichtung für aussetzenden Betrieb zu schaffen, die eine bestmögliche Ausnutzung des zu schützenden Gerätes gestattet, und zwar durch Einführung derjenigen durch die jeweilige besondere Art ίο des Aussetzbetriebes vorgeschriebenen Mindestruhepause in die Arbeitsweise der Einrichtung, die bei bis zu jedesmaliger selbsttätiger Auslösung ununterbrochenem Aussetzbetrieb auf die Dauer eingehalten werden muß, wenn sich der zu schützende Verbraucher nicht über ein bestimmtes Temperaturniveau hinaus erwärmen soll.

Dieser Gedanke läßt sich nach der Erfindung dadurch verwirklichen, daß zwei elekao trische Kraftquellen am Auslöser vorgesehen sind, die auf den beweglichen Teil eines Kontaktsystems, das zur Steuerung der Auslösung des Hauptschalters, z. B. Schaltschützes, dient, wirken, und von denen die eine von der Belastung des Schützlings abhängig arbeitet, während die andere, bei welcher zunächst von untergeordneter Bedeutung ist, wie sie angetrieben wird, zwecks Anpassung der Auslösezeit an das Temperaturniveau des Verbrauchers die Wirkung der ersten Kraftquelle ergänzt. Die Einführung der Mindestruhepause kann in der Weise erfolgen, daß die zweite Kraftquelle gleichzeitig auch für die Rückstellung des Kontaktsystems nach öffnung des Hauptschalters dient, und zwar mit derart veränderter Größe, daß die Rückstellzeit bis zum Erreichen der Ursprungsruhestellung der durch die Eigenart des Aussetzbetriebes gegebenen Mindestruhepause entspricht. Die Mindestruhepause kann aber auch auf andere Weise, insbesondere dadurch in die Arbeitsweise der Überlastungsschutzeinrichtung eingeführt werden, daß die beiden Kraftquellen durch elektrisch beheizte Bimetalle gebildet werden, deren Beheizung bei öffnung des Hauptschalters ausgeschaltet wird, und daß die Rückstellzeit der beiden Bimetalle vom Ausschalten der Beheizung bis zum Erreichen der Ruhelage der durch die Eigenart des Aussetzbetriebes vorgeschriebenen Mindestruhepause entsprechend gewählt ist.

In jedem Falle wird durch die Erfindung erreicht, daß die Auslösezeit oder,, genauer gesagt, die Auslöisiekennlirde der Einrichtung jeweils dem Temperaturniveau des Schützlings angepaßt wird, so daß bei möglichst guter Ausnutzung des zu schützenden Gerätes das jeweils erforderliche Verhältnis der Auslösezeit zur Ruhepause gewahrt ist. Dabei ist es zunächst durchaus nicht erforderlich, daß nach erfolgter Auslösung die Rückstellzeit der Einrichtung bis zum Erreichen der ursprünglichen Stellung voll eingehalten wird, sondern es ist auch möglich, daß ganz kurz ; nach erfolgter Auslösung wieder eingeschaltet " tyird; in diesem Falle erfolgt nur die nächste Auslösung entsprechend früher.

Indem man die Größe der Gegenwirkung der zweiten Kraftquelle ändert, kann man den Verlauf der Auslösekennlinie in weiten Grenzen ändern. Es eignen sich daher für die Herstellung eines Überlastungsschutzes nach der Erfindung an sich bekannte Auslöser, deren Kontaktbewegung von zwei entgegengesetzt wirkenden Elementen, nämlich einem Rück-Stellelement und einem helastungsabhängigen Auslöseelement, bestimmt wird, z. B. die bekannten Rückstromrelais. Nach der Erfindung wird bei einem derartigen Auslöser die Anpassung an die jeweilsvorhandeneBelastungsfähigkeit des Schützlings dadurch erreicht, daß während der Auslösebewegung das Rückstellelement konstant und in einer solchen Höhe zu dem Auslöseelement zusätzlich wirkt, daß die für den Schützling erforderliche Auslösekennlinie erreicht wird.

Wenn man ein und dasselbe Element für die Erzeugung der Gegenwirkung während der Auslösezeit und für den Rücklauf benutzt, muß man im allgemeinen seine Triebkraft oder seine Bewegungsgröße während der Rückstellperiode gegenüber der Auslöseperiode selbsttätig verändern; denn im allgemeinen wird jene Triebkraft oder Bewegungsgröße, welche für die Einhaltung einer bestimmten Rückstellzeit erforderlich ist, nicht gerade mit derjenigen Gegenwirkung identisch sein, welche zur Erzeugung der entsprechenden Auslösekennlinie erforderlich ist, d.h. die Abkühlverhältnisse des Schützlings berücksichtigt. Die selbsttätige Veränderung der Triebkraft oder Bewegungsgröße' des entgegenwirkenden Elementes kann in verschiedener Weise vorgenommen werden, z. B. dadurch, daß durch den Hauptschalter, welcher den zu schützenden Motor oder das Gerät einschaltet, ein Vorwiderstand gesteuert wird, der z. B. während der Betriebsperiode kurzgeschlossen und während der Ruhepause eingeschaltet ist und dadurch die Triebkraft des Zeitelementes verändert. Ebenso kann die Steuerung mit Hilfe von Relais o. dgl. erfolgen, die vom Betriebsstrom abhängig sind. Die Veränderung der Triebkraft des Zeitelementes kann ferner statt durch einen Vorwiderstand durch einen magnetischen Nebenschluß bewirkt werden, wenn es sich um ein elektromagnetisches Triebelement handelt. Der magnetische Nebenschluß kann durch den Betriebsstrom des Verbrauchers beeinflüßt werden. Ferner kann eine vorhandene Rückstellfeder während der Auslösezeit in

ihrer Kraftwirkung entsprechend geänydert werden. Bei Wärmeelementen, z. B. Bimetallsteifen, kann man die Bewegungsgröße auch , durch verstellbare Anschläge verändern. Die Regelbarkeit des entgegenwirkenden, und die Rückstellung bewirkenden Elementes ist auch erforderlich, um einerseits den Rücklauf nach Bedarf der Ruhepause des Aussetzbetriebes anzupassen und andererseits, um

ίο die Auslösekennlinie solchen verschiedenen Typen von Motoren und zu schützenden Geräten anpassen zu können, deren Erwärmung und Abkühlung nicht nach dem einfachen Grundgesetz verläuft, sondern deren Erwärmungskurve anderen komplizierteren Gesetzen folgt.

Bei manchen Aussetzbetrieben, z. B. Aufzugsbetrieben, soll überhaupt eine bestimmte Mindestruhepause im Betrieb nicht unterschritten werden, damit die bereits erwärmte Maschine oder das betreffende Gerät sich genügend abkühlen kann, um auch die längste vorkommende Belastungsperiode ohne Überschreitung der zulässigen Höchsttemperatur bzw. ohne Ansprechen des Überlastungsschutzes ausführen zu können. Bei einem Aufzug oder Kranbetrieb wird z. B. dasjenige Arbeitsspiel maßgebend sein, welches mit der Höchstbelastung und dem höchsten Hub erfolgt.

In solchen Fällen kann nach der Erfindung die Aussetzruhepause des Überlastungsschutzes ein für allemal durch einen besonderen, den Einschaltstromkreis wieder schließenden oder vorbereitenden Wiedereinschaltkontakt eingestellt werden, welcher in der Bahn des Kontaktgliedes an einer solchen Stelle angeordnet ist, daß die Rückstellzeit vom Öffnen des Auslösekontaktes bis zum Schließen des Wiedereinschaltkontaktes der durch die Art des Aussetzbetriebes vorge-

. schriebenen Mindestruhepause (d. i. der für ein vollkommenes Arbeitsspiel erforderlichen Abkühlpause des Motors oder Gerätes) entspricht. Diese Mindestruhepause ist hiermit erzwungen, da der Stromverbraucher nur über den geschlossenen Wiedereinschaltkontakt eingeschaltet werden kann.

Bei Verwendung eines solchen Wiedereinschaltkontaktes ist der Auslöser zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß sich sein Kontaktglied überdieStellung des besonderen Wiedereinschaltkontaktes in der Rückstellrichtung hinaus bewegen kann, wodurch bei größeren Betriebspausen der Auslösekontaktweg über den normalen hinaus verlängert wird. Hierdurch wird eine bessere Ausnutzung der Maschine oder des Gerätes aus dem kalten Zustand heraus erzielt. Man kann also z. B. aus dem kalten Zustand des Stromverbrauchers zunächst einen Aussetzbetrieb mit kürzerer Ruhepause ausführen, so lange, bis sich der Stromverbraucher in sein für den· betreffenden Aussetzbetrieb, normales Wärmeintervall hinaufgearbeitet hat.

In der Zeichnung ist durch die Fig. 1, 2 und 4 die Erfindung erläutert. Die Fig. 3, 5 •=und 6 stellen Ausführungsbeispiele dar.

In dem Schaubild Fig. 1 sind auf der horizontalen Achse die Belastungsströme / als Vielfache des Dauerlaststromes aufgetragen und auf der vertikalen Achse die Auslösezeiten aus der Wiedereinschaltstellung als Vielfache der thermischen Zeitkonstanten T des zu schützenden Gerätes. Die Kennlinien $T und ι T sind nur zum Vergleich mit dem wirklichen Wärmeabbild angegeben.

Die Auslösekennlinie, die mit 0,5 T bezeichnet ist, ist einer kleinen Abkühlpause von nur o,5facher Zeitkonstante des Motors zugeordnet. Wenn ein Auslöser mit dieser Kennlinie seine Wiedereinschaltstellung erreicht, d. h. jene Lage, aus der er im normalen Arbeitsspiel des Aussetzbetriebes seinen Auslöseweg beginnt, hat sich der Motor nicht bis auf die Raumtemperatur abgekühlt, sondern er befindet sich noch auf einem entsprechend höheren Temperaturniveau. Von diesem höheren Temperaturniveau des zu schützenden Motors aus beginnt der Auslöser mit der Kennlinie 0,5 T 90, seinen Auslöseweg.

Bei der darunterliegenden Kennlinie 0,2 T sind die Auslösezeiten entsprechend der kleineren Abkühlpause kürzer, und das Temperaturniveau des Motors, von dem aus die Überlastung beginnen muß, falls die Auslösung erst bei der zulässigen Höchsttemperatur erfolgen soll, liegt entsprechend höher. Mit einer je tiefer liegenden Kennlinie aus der Schar der Auslöser man also arbeitet, mit desto kleinerer Abkühlpause und von einer desto höher liegenden unteren Temperaturgrenze an arbeitet der Aussetzbetrieb im normalen Arbeitsspiel. Durch den Auslöser wird gewissermaßen nur ein bestimmter Arbeitsbereich zwischen der Höchsttemperatur und einer unteren Temperaturgrenze, welche der betreffenden Ruhepause des aussetzenden Betriebes entspricht, herausgeschnitten.

In Fig. 2 ist ein Arbeitsspiel eines aussetzend arbeitenden Motors, dessen Auslösekennlinie gemäß Fig. 1 arbeitet, dargestellt.

Auf der vertikalen Achse ist die Wärme des Motors in Grad C, auf der horizontalen die Zeit, ausgedrückt in Bruchteilen der Zeitkonstanten T des Motors, aufgetragen. Die untere Temperaturgrenze T_u ist durch die Abkühlung des Motors in der Zeit 0,2 T von der Höchsttemperatur T_h gegeben.

Der Motor kann durch eine noch näher zu beschreibende Einrichtung des Auslösers vom kalten Zustand aus längere Zeit eingeschaltet

bleiben, als es der für das normale Arbeitsspiel eingestellten Auslösecharakteristik entspricht. Er erreicht dann die Höchsttemperatur im Punkte A. In der Ruhepause kühlt er sich von hier bis zur Temperatur Tf₁ ab und erreicht den Punkt B. Erfolgt aus dem Zustand B die Belastung mit i^fachem Dauerstrom, so erfolgt die Auslösung gemäß Fig. 2 nach der Zeit o,25T im Punkte C. Das Verhältnis von Einschaltdauer zur gesamten Arbeitsperiode, die sogenannte prozentuale Einschaltdauer, betrug daher SS %· Nach der folgenden Ruhepause 0,2 T erreicht der Motor den Punkt D. Wird er von hier aus mit 2fachem Strom belastet, so erfolgt die Auslösung gemäß Fig. 2 schon nach der Zeit 0,5 T. Die Temperatur steigt dabei viel steiler als früher bis zum Punkt B an. Der Auslöser hat also die prozentuale Einschaltdauer auf 2O°/₀ verkleinert und dadurch eine unzulässige Erwärmung bei dem größeren Belastungsstrom 2 / verhindert. Man ersieht daraus, daß sich der Motor nie über die Höchsttemperatur erwärmen kann, weil der Auslöser bei allen Belastungsströmen die Einschaltdauer genau so einstellt, wie es der gewählten Ruhepause und damit der Abkühlzeit entspricht.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. U₁ V₃ W ist das Drehstromnetz, an welches der Motor 10 angeschlossen ist, der eine aussetzend betriebene Arbeits- oder Fördermaschine, beispielsweise einen Aufzug, antreibt. Der Hauptschalter 11 wird durch einen Einschaltmagnet 12 und eine Ausschaltfeder 24 betätigt. Die Spule des Einschaltmagneten 12 wird durch die Kontakte 13, 14 des Überlastungsschutzes gesteuert. Der Überlastungsschutz besitzt ein Ferraristriebsystem, bestehend aus dem Leistungstrieb 15 und dem Spannungstrieb 16, welche beide auf die Ferrarisscheibe 17 einwirken. Der Leistungstrieb 15 besitzt eine Stromspule 35 und eine Spannungsspule 36. Der Spannungstrieb 16 hat eine Spannungsspule 37, die über die Widerstände 33,34, welche zweckmäßigerweise regelbar sind, an die Phasen U₁ V des Netzes angeschlossen ist. Die Drehung der Ferrarisscheibe 17 wird durch das Übersetzungsgetriebe 18 auf den auf der Achse 19 festsitzenden Arm 20 übertragen. Der Kontaktarm 21 sitzt lose drehbar auf der Achse 19 und kann durch den Arm 20 mitgenommen werden. Durch die Feder 22 wird er bei der Rückstellung des Auslösers nach Maßgabe der Rückstellbewegung des Armes 20 bis in die mit W bezeichnete Wi edereinschaltstellung gezogen. Der Kontakt 13 ist der feststehende Auslösekontakt. Der Einschal tkontakt 14 ist dagegen an einer S chiene 23 verstellbar. Bei der weiteren Linksdrehung des Armes 20 aus der gezeichneten Lage, also bei der Rückstellung des Auslösers über die Wiedereinschaltstellung W hinaus, kommt der Arm 20 außer Eingriff mit dem Kontaktarm 21. 21 bleibt hier stehen, während sich der Arm 20 bis in seine Ruhelage 38 weiterbewegt. Die Einschaltspule 12 kann über die Leitungen 26, 27, 'den Auslösekontakt 13 und den Kontaktarm 21 kurzgeschlossen werden. Ihre Einschaltung erfolgt über den Einschaltdruckknopf 28, die Leitung 29, den Wiedereinschaltkontakt 14, Kontaktarm 21, Leitung 26 und Vorschaltwiderstand 39. 30 ist ein »Aus«-Druckknopf, 31 und 32 sind Hilf-skontakte am Hauptschalter 11. Der Hilfskontakt 31 dient zum Festhalten des Einschaltzustandes, und der Hilfskontakt 32 dient zum Kurzschließen des Vorwiderstandes 33 für die Spule 37 des Spannungstriebes.

Die Stellung des Wiedereinschaltkontaktes 14 bestimmt die Wiedereinschaltstellung des Auslösers. Sie ist so gewählt, daß die Wiedereinschaltzeit, welche verstreicht, bis sich der Kontaktarm 21 vom Auslösekontakt 13 unter dem Einfluß des Spannungstriebes 16, welcher die Ferrarisscheibe 17 nach links dreht, bis zur Kontaktgebung mit 14 bewegt hat, gleich der Mindestruhepause des Aussetzbetriebes · ist. Die Auslösebewegung erfolgt in umgekehrter Richtung unter dem gemeinsamen Einfluß des Leistungstriebes 15, der auf die Ferrarisscheibe 17 ein nach rechts gerichtetes Drehmoment ausübt, und des entgegenwirkenden Spannungstriebes 16, dessen entgegenwirkende Triebkraft für die Auslöseperiode in geeigneter Weise verändert wird, um die richtige, d. h. die der Abkühlpause entsprechende Auslösecharakteristik zu bekommen. Eine zweckentsprechende Anpassung der Auslösecharakteristik erhält man durch Veränderung des vom Spannungstrieb 16 ausgeübten Gegendrehmomentes, wozu der veränderliche Vorschaltwiderstand 33 dient.

Der Überlastungsschutz wirkt nun folgendermaßen:

In der dargestellten Lage hat der Kontaktarm 21 gerade mit dem Wiedereinschaltkontakt 14 Kontakt gemacht. Hierdurch ist der von der Netzphase V über den Vorschaltwiderstand 39, die Spule 12 des Einschaltmagneten, die Leitung 26, Kontaktarm 21, Kontakt 14, die Leitung 29, den Einschaltdruckknopf 28 zur Netzphase U führende Einschaltstromkreis vorbereitet. Wird nun der Einschaltdruckknopf 28 gedrückt, dann erfolgt die Einschaltung des Hauptschalters 11, so daß der Motor 10 seine Betriebsperiode beginnt, nachdem er sich während der vorangegangenen Rückstellperiode des Auslösers entsprechend abgekühlt hat. Durch das Schließen des Hauptschalters i-i werden die Hilfskontakte3i und 32 geschlossen. Der Hilfs-

kontakt 31 schließt den von der Netzphase U über den Ausschaltdruckknopf 30, die Einschal tspule 12 und den Vorschaltwiderstand 39 zur Netzphase V führenden Festhaltestrom- ■' 5 kreis, wodurch der über den Einschaltdruckknopf 28, den Einschaltkontakt 14 und den Kontaktarm 21 des Auslösers führende Einschaltstromkreis kurzgeschlossen ist, so daß der Schalter 11 geschlossen bleibt, auch wenn der Einschaltdruckknopf 28 losgelassen und der Kontakt 14, 21 geöffnet wird. Der Hilfskontakt32 schließt den Vorwiderstand 33 kurz, wodurch die Spannung für die Spule 37 des Spannungstriebes 16 vergrößert wird. Auf die »5 Ferrarisscheibe 17 wirkt nun einerseits das Drehmoment des Leistungstriebes 15, anderseits das Gegendrehmoment des Spannungstriebes 16. Dieses letztere wurde durch Kurzschließen des Vorwiderstandes 33 gegenüber demjenigen Drehmoment, welches dieser Trieb für die Rückstellung des Auslösers entwickelt, vergrößert, da für die Größe der erforderlichen Gegenwirkung die erstrebte Form der Auslösekennlinie maßgebend ist, während sich das Drehmoment bei der Rückstellung nach der durch die Ruhepause vorgeschriebenen Rückstellzeit in die wiedereinschaltbereite Stellung zu richten hat. Da diese beiden Drehmomente im allgemeinen verschiedene Größe haben, ist die Veränderung durch den Kurzschlußkontakt 32 und entsprechende Anpassung durch den Regelwiderstand 33 erforderlich.

Das Ferraristriebsystem beginnt nun mit der Einschaltung des Motors 10 in der Rechtsdrehrichtung zu laufen und dreht dadurch den Arm 20 ebenfalls nach rechts. Dieser nimmt den Kontaktarm 21 mit. Je nach dem Betriebsstrom, den der Motor 10 aufnimmt, ist die Auslösezeit, die der Kontaktarm 21 bis zum Kontaktschluß mit dem Auslösekontakt 13 benötigt, kürzer oder langer, entsprechend den Auslösezeiten der in Fig. 1 dargestellten Auslösecharakteristik. Sobald der Arm 21 mit dem Auslösekontakt 13 in Berührung kommt, ist die Spule 12 des Einschaltmagneten über die Leitungen 26, 27 kurzgeschlossen, wodurch die Feder 24 den Hauptschalter 11 in die Ausschaltstellung bewegt. Durch den Hilfskontakt 32 wird nun der Vorwiderstand 33 vor die Spannungsspule 37 vorgeschaltet, wodurch sich das Drehmoment des Spannungstriebes 16 verkleinert. Mit diesem verkleinerten Drehmoment bewirkt nun der Spannungstrieb die Rückstellung des Kontaktarmes 21. Der Arm 20 wird nämlich mit der dem Drehmoment des Antriebes 16 entsprechenden Geschwindigkeit nach links gedreht, und der Arm 21 folgt, durch die Feder 22 gezogen, diesem Arm nach. Sobald der Arm 21 mit dem Wiedereinschaltkontakt 14 in Berührung kommt, kann das neue Arbeitsspiel beginnen.

Es ist nun möglich, daß die Wiedereinschaltung des Motors durch Drücken des Druckknopfes 28 nicht sofort mit dem Kontaktschluß zwischen Wiedereinschaltkontakt 14 und Kontaktarm 21 eingeleitet wird, sondern erst später. Die Abkühlpause des Motors vergrößert sich dadurch über die für die kommende Belastungsperiode vorgeschriebene Mindest-Ruhepause hinaus. Es kann auch der Fall eintreten, daß der Motor so lange ausgeschaltet bleibt, bis er sich wieder vollkommen auf die Raumtemperatur abgekühlt hat. In diesen Fällen bewegt sich nun der Arm 20 in der Rückstellrichtung über die Wiedereinschaltstellung hinaus bis in die Ruhelage 38 zurück. Zwischen Ruhelage und Wiedereinschaltstellung ist nunmehr ein Totgang des Armes 20 eingeschaltet worden, wodurch sich nach Verstreichen einer solchen größeren Ruhepause die Wiedereinschaltzeit der Schutzeinrichtung über die minimale Wiedereinschaltzeit, welche sie aus der Wiedereinschaltstellung hat und die ihrer Auslösecharakteristik entspricht, vergrößert. Es ist hierdurch möglich, den niedrigen Wärmezustand, den der Motor infolge der längeren Abkühlpause erlangt hat, für die folgende Betriebsperiode auszunützen und den Motor unter Umständen in einem einzigen Arbeitsgang bis zur Erlangung seiner Höchsttemperatur eingeschaltet zu lassen.

Es ist auch möglich, durch den Ausschaltdruckknopf 30 den Motor 10 vorzeitig aus- ■ zuschalten, d. h. nämlich, bevor dieser die zulässige Belastungsperiode zu Ende geführt und somit bevor er seine zulässige Höchsttemperatur erreicht hat. Die Wiedereinschaltzeit, das ist der Rückstellweg des Kontaktarmes 21 bis in die Wiederemschaltstellung, hat sich dadurch verkleinert. Diese Verkleinerung entspricht der kürzeren Abkühlzeit, die der Motor benötigt, um seine der Mindestruhepäuse entsprechendeTemperaturgrenze zu erreichen.

Wenn der Motor sich auf eine niedrigere Temperatur abgekühlt hat, als es bei dem normalen Arbeitsspiel mit der vorgeschriebenen Mindestruhepause der Fall ist, kann der Motor einige Betriebsperioden mit kleinerer Ruhepause ausführen. Seine Temperatur wird sich dann entsprechend der kürzeren Abkühlpause stufenweise erhöhen. Die Ausschlage des Armes 20 bewegen sich dann, solange sich der Motor unterhalb s'einer normalen, während des gewöhnlichen Arbeitsspiels vorhandenen Temperaturgrenzen befindet, zu beiden Seiten der Wiedereinschaltstellung W, die durch den Kontakt 14 gegeben ist. Erst wenn die Ruhepause zu kurz wird,

um den Arm 20 in der Rückstellrichtung bis zur Wiedereinschaltstellung zu bewegen, ist der Betrieb mit verkürzter Ruhepause nicht mehr möglich, und die Ruhepause muß dann zwangläufig auf die vorgeschriebene Mindest-Ruhepause verlängert werden.

In der Fig. 4 ist das aussetzende Arbeitsspiel des Motors mit verschiedener Ruhepause, aber gleichbleibender Belastungsperiode ίο dargestellt. Die Mindestruhepause ist mit r_m bezeichnet. Aus dem kalten Zustand heraus kann der Motor fünf Arbeitsspiele mit einer verkürzten Ruhepause, z. B. der Ruhepause r_lt ausführen. Die Temperatur des Motors erhöht sich dabei stufenweise bis auf die untere Temperaturgrenze von 6o°. Bei dem Arbeitsspiel mit der Mindest-Ruhepause r_m bewegt sich der Wärmezustand des Motors zwischen den Temperaturgrenzen 6o° und 8o°. Nach ao einer längeren Ruhepause R kühlt sich der Motor stärker ab und kann nun beispielsweise zwei Arbeitsspiele mit der verkürzten Ruhepause r\ ausführen. Dann setzt wieder das normale Arbeitsspiel ein.

Um bei einem Auslöser gemäß Fig. 3 einen Rücklauf der Ferrarisscheibe bei Stromumkehr zu verhindern, wodurch die Einrichtung nicht mehr richtig arbeiten würde, kann eine besondere Sperreinrichtung gegen Rücklauf vorgesehen sein.

In Fig. 5 ist als weiteres Ausfübrungsbeispiel der Erfindung ein Ueberlastungsschutz unter Verwendung von Wärmeauslösern dargestellt. 40 ist ein Bimetallstreifen, der den Auslösekontakt 41 trägt; der Gegenkontakt 42 ist an einem zweiten Bimetallstreifen 43 befestigt. Die Leitung 44 führt zum Netz, die Leistung45 zum Verbraucher, z.B. zum Motor. Die beiden Bimetallstreifen 40 und 43 sind also vom Verbraucherstrom durchflossen. Der Bimetallstreifen 40 ist so gewählt, daß sein Kontaktweg bedeutend größer ist als der Kontaktweg des Streifens 43, wodurch die Auslösezeit im wesentlichen durch 40 bestimmt wird. Bei der Belastung biegen sich die Bimetallstreifen gegeneinander zu. Durch Stellschrauben 46 kann die Durchbiegung des Bimetallstreifens 43 in der Auslöserichtung begrenzt werden. 47 ist ein am Bimetallstreifen 43 angebrachter Einschaltkontakt, der mit dem Gegenkontakt 48 in Berührung kommt, wenn sich der Bimetallstreifen 43 abgekühlt hat. Die Leitung 49 entspricht der Leitung 27 in Fig. 3, die Leitung 50 der Leitung 26 und die Leitung 51 der Leitung 29. Durch Schließen des Auslösekontaktes 41, 42 wird also über die Leitungen 49, 50 die Einschaltspule 12 des Hauptschalters 11 gemäß Fig. 3 kurzgeschlossen. Durch Schließen des Einschaltkontaktes 47, 48 wird über die Leitungen 50, 51 der Einschaltstromkreis für den Einschaltmägneten 12 vorbereitet, so daß die Wiedereinschaltung erfolgen kann.

Der Bimetallstreifen 43 wirkt nun während der Auslösung dem Bimetallstreifen 40 entgegen und verkürzt dadurch nach Maßgabe der Einstellung der Stellschrauben 46 den Auslösekontaktweg und damit die Auslösezeit. Hierdurch kann eine entsprechende Einstellung der Auslösekennlinie vorgenommen werden. Die Abkühlzeit des Bimetallstreifens bestimmt die Wiedereinschaltzeit und damit die Ruhepause des Antriebes. Diese Abkühlzeit ist von der Einstellung der Stellschrauben 46 unabhängig, da sie nur von der gespeicherten Wärme, nicht aber von der wirklichen Durchbiegung abhängt.

Nach dem Ausführungsbeispiel Fig. 6 ist es auch möglieh, statt des Wiedereinschaltkontaktes 47 ein besonderes Zeitrelais 52 vorzusehen, welches im Auslösemoment durch einen Kontakt 53 am Hauptschalter eingeschaltet wird und den Wärmeauslöser ergänzt, indem es die Ruhepause bestimmt.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Überlastungsschutzeinrichtung für elektrische Maschinen oder Geräte mit aussetzendem Betrieb, deren Auslösezeit sowohl von der Höhe des Belastungsstromes bzw. der Leistung abhängig gemacht als auch durch die Dauer der vorangegangenen Arbeitspause mitbestimmt ist, gekennzeichnet durch zwei auf den beweglichen Teil (20,21) eines Kontaktsystems, das zur Steuerung der Auslösung eines Hauptschalters, z.B. eines Schaltschützes (n), dient, wirkende elektrische Kraftquellen (15, 16), von denen die eine (15) von der Überlastung abhängig ist, während die andere (16) sowohl zwecks Anpassung der Auslösezeit an das Temperaturniveau des Verbrauchers die Wirkung der ersten Kraftquelle ergänzt, als auch für die Rückstellung des Kontaktsystems (20,21) nach Öffnung des Hauptschalters dient, und zwar mit derart veränderter Größe, daß ■die Rückstellzeit der durch die Eigenart des Aussetzbetriebes gegebenen Mindestarbeitspause entspricht.
2. 2. Überlastungsschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung derWiedereinschaltbereitschaft im Einschaltstromkreis ein besonderer Kontakt (14), der durch das bewegliche Glied des Kontaktsystems bei der Rückstellung betätigt wird und die Wiedereinschaltung vorbereitet oder bewirkt, iao vorgesehen ist.
3. 3. Überlastungsschutzeinrichtüng nach

   Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiedereinschaltkontakt (14) einstellbar angeordnet ist und daß sich das den beweglichen Kontakt (21) des Kontaktsystems, in dessen Bahn sich der Wiedereinschaltkontakt befindet, bewegende Glied (21) in der Rückstellrichtung über diejenige Stellung (W) hinaus weiterbewegen kann, in welcher der Wiedereinschaltkontakt geschlossen wird.
4. 4. Überlastungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den beweglichen Teil des elektrischen Kontaktsystems wirkenden elekirischen Kraftquellen (15, 16) durch einen von der Verbraucherleistung und einen von der Netzspannung erregten Trieb einer Ferrarisscheibe (17), welche über eine Übersetzung (18) einen Kontaktarm

   (21) bewegt, gebildet werden.
5. 5. Überlastungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vor der Auslösung die Anpassung der Auslösezeit, nach der Auslösung die Rückstellung des Kontaktsystems bewirkende Trieb (16) der Ferrarisscheibe (17) durch Zu- oder Abschalten eines zweckmäßig einstellbaren Widerstandes (33) mit Hilfe von Hilfskontakten des Hauptschalters (n) gesteuert wird.
6. 6. Überlastungsschutzvorrichtung für aussetzend betriebene elektrische Maschinen und Geräte, deren Auslösezeit sowohl von der Höhe des Belastungsstromes bzw. der Leistung abhängig gemacht als auch durch die Dauer der vorangegangenen Arbeitspause mitbestimmt ist, unter Verwendung von zwei auf den beweglichen Teil eines Kontaktsystems, das zur Auslösung des Hauptschalters, z. B. eines Schaltschützes, dient, wirkenden elektrischen Kraftquellen, von denen die eine nur von der Belastung abhängig ist, .während die andere zwecks Anpassung der Auslösezeit • an das Temperaturniveau des Verbrauchers die Wirkung der ersten Kraftquelle ergänzt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kraftquellen durch elektrisch beheizte Bimetalle (40, 43) gebildet werden, deren Beheizung bei Öffnung des Hauptschalters ausgeschaltet wird, und daß die Rückstellzeit der beiden Bimetalle vom Ausschalten der Beheizung bis zum Erreichen der Ruhelage der durch die Eigenart des Aussetzbetriebes vorgeschriebenen Mindestruhepause entsprechend gewählt ist.
7. 7. Uberlastungsschutzeinrichtung nach Anspruch 6 mit Vorrichtung zur Wiedereinschaltung oder auch zur Vorbereitung des Wiedereinschaltens, dadurch gekennzeichnet, daß der den Einschaltstromkreis schließende oder vorbereitende Kontakt (47, 48) so ausgebildet und angeordnet ist, daß er bei der Rückstellung des zwecks Anpassung der Auslösezeit den Arbeitsweg des ersten Bimetalls (40) ergänzenden Bimetalls (43) betätigt wird.
8. 8. Überlastungsschutzeinrichtung nach Anspruch 1 und 6 mit Vorrichtung zur Wiedereinschaltung oder auch zur Vorbereitung des Wiedereinschaltens, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des den Einschaltstromkreis schließenden oder vorbereitenden Kontaktes ein besonderes Zeitrelais (52) vorgesehen ist, das beim Auslösen des Hauptschalters, beispielsweise durch einen Hilfskontakt (53), an diesem in Ganig gesetzt wird und dessen Laufzeit der durch die Art des Aussetzbetriebes bedingten Mindestruhepause entsprechend gewählt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen