DE689806C

DE689806C - Switching arrangement to protect against undervoltage from metallic non-current carrying parts of machines and apparatus

Info

Publication number: DE689806C
Application number: DE1936N0040002
Authority: DE
Original assignee: Machf Breda Voorheen Backer &
Current assignee: Machf Breda Voorheen Backer &
Priority date: 1936-10-20
Filing date: 1936-11-03
Publication date: 1940-04-06

Description

Schaltanordnung zur Sicherung vor Unterspannungkommen von metallischen nicht stromführenden Teilen von Maschinen und Apparaten Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalt-. anordnung zur Sicherung von metallischen Teilen von Maschinen, Apparaten un& Anlagen, die im normalen Gebrauch keine elektrische Spannung führen dürfen. Zu diesem Zwecke sind -schon verschiedene Schaltungen und Apparate vorgeschlagen, die jedoch häufig den Nachteil aufweisen, d'aß eine Erdung nötig ist, welche in den meisten Fällen eine sehr gute sein soll. Mit Rücksicht darauf, daß auch die beste Erdung nicht immer in gleichem Maße zuverlässig und konstant ist, führen solche Schaltungen oft zu einer ungenügenden Sicherung. Ein weiterer häufiger Nachteil ist, daB die zu sichernden Maschinen, Apparate ö. dgl. sämtlich eine Erdung besitzen sollen, was insbesondere bei nicht ortsfesten Apparaten (Staubsaugern, Bügeleisen usw.) den. großem Nachteil hat, daß sämtliche Anschlußpunkte für diese Apparate mit einer speziellen Erdleitung versehen werden müssen.Switching arrangement to protect against undervoltage coming from metallic non-current carrying parts of machines and apparatus The invention relates to on a switching. arrangement for securing metallic parts of machines, Apparatus and systems that do not carry any electrical voltage during normal use to be allowed to. Various circuits and apparatus have already been proposed for this purpose, which, however, often have the disadvantage that an earthing is necessary, which in should be a very good one in most cases. With regard to the fact that the best earthing is not always reliable and constant to the same extent, lead to such Circuits often lead to an inadequate fuse. Another common disadvantage is that the machines, apparatus or the like to be secured all have an earthing system should, especially in the case of non-stationary devices (vacuum cleaners, irons etc.) the. The major disadvantage is that all connection points for these devices must be provided with a special earth line.

Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer sehr betriebssicheren und - einfachen Schaltanordnung, wobei man sich nicht einer Erdung bedient und die für -jeden Apparat, jedes System oder jede Maschine- anwendbar ist, ohne daß an denselben irgendwelche wichtige Änderung vorgenommen zu werden braucht. Hierdurch wird es möglich, jeden Apparat, sowohl die ortsfesten wie auch die versetzbaren, gegen das Unterspannungkommen von metallischen Teilen durchaus zu sichern, ohne daß das elektrische Netz mit einer speziellen Erdleitung oder Erdung versehen zu werden braucht und auch ohne da,ß komplizierte und kostspielige Schaltapparate angewendet zu werden brauchen.The invention aims to create a very reliable and - Simple circuit arrangement, whereby one does not use a grounding and the for Any apparatus, system or machine can be used without being connected to the same any important change needs to be made. This is how it becomes possible to use any apparatus, both stationary and movable, against the Undervoltage from metallic parts must be secured without the electrical Network needs to be provided with a special earth line or earthing and even without using complicated and expensive switchgear to need.

Die Schaltung gemäß der Erfindung bewirkt ebenfalls, wie 'die bekannten Anordnungen, daß beim Unterspannungkommen des zu sichernden Teiles diese Spannung zum Abschaltendes Apparates o. dgl. vom Netze verwendet wird.The circuit according to the invention also operates like the known ones Arrangements that this voltage when the part to be secured comes under voltage Used to switch off the device or the like from the network.

Bei den meisten Anwendungen ist es möglich, die- bei dieser Schaltanordnung zu gebrauchenden Teile in einem Gehäuse unterzubringen und in dieser Weise als Zwischenschaltelemente in den Stromkreis des zu sichernden Apparates o. dgl. aufzunehmen. In dieser Weise ist es nicht pur möglich, neu herzustellende Apparate mit der Sicherung gemäß der Erfindung zu versehen, indem in denselben die Schaltung gemäß der Erfindung eingebaut wird, sondern auch durch Anwendung der Erfindung bei bestehenden Apparaten dieselben vollständig vor gefährlichen Spannungen zu schützen.In most applications it is possible to use this switching arrangement to accommodate parts to be used in a housing and in this way as intermediate switching elements to be included in the circuit of the apparatus to be secured or the like. That way it is not possible on its own to restore new devices with the fuse in accordance with the Invention to provide by including in the same the circuit according to the invention built-in but also by applying the invention to existing apparatus to be completely protected from dangerous voltages.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung mit einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is illustrated with some exemplary embodiments on the basis of the drawing explained in more detail.

Fig. z stellt die Schaltanordnung in ihrer einfachsten Gestalt dar.Fig. Z shows the switching arrangement in its simplest form.

Fig. 2 ist dieselbe Schaltung; welche jedoch zugleich mit einer automatischen überwachungsvorrichtung versehen ist.Fig. 2 is the same circuit; which, however, at the same time with an automatic Monitoring device is provided.

Fig: 3 ist eine auf demselben Prinzip wie die Schaltung nach Fig. i beruhende Schaltanordnung in geänderter Form.Fig: 3 is one based on the same principle as the circuit of Fig. i based switching arrangement in a modified form.

Fig. q. stellt eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung dar.Fig. Q. represents another embodiment according to the invention.

In Fig. i sind i, 2 die Klemmen eines Speisenetzes, welches sowohl ein Wechselstrom wie auch ein Gleichstromnetz sein kann. Über dem Nullspannungsausschalter 3 ist an diesem Netz ein Apparat, beispielsweise ein Motor 4, angeschlossen. Von den Leitungen 5, 6 zwischen dem Schalter 3 und dem Motor 4 führen Leitungen zu zwei Entladungsröhren 7, 8, welche an einer Seite parallel geschaltet sind, und ihre Verbindungsleitung g ist über eine Steuerspule io mit dem Gestell des Motors ¢ verbunden. Diese Steuerspule 1o steuert zwei Kontakte 11, welche mit der Spannungsspule 12 des Nullspannungsschälters 3 in - einem Stromkreis liegen.In Fig. I, i, 2 are the terminals of a feed network, which both can be an alternating current as well as a direct current network. Above the zero voltage switch 3, an apparatus, for example a motor 4, is connected to this network. from the lines 5, 6 between the switch 3 and the motor 4 lead lines to two Discharge tubes 7, 8 connected in parallel on one side, and their Connecting line g is connected to the frame of the motor ¢ via a control coil io. This control coil 1o controls two contacts 11, which are connected to the voltage coil 12 of the zero voltage switch 3 in - lie in a circuit.

Die Wirkung dieses Schalters ist folgende: Wenn unter normalen Verhältnissen gearbeitet wird und der Nullspannungsausschalter 3 geschlossen ist, werden die Entladungsröhren 7, 8, welche an das Netz angeschlossen sind, durch Aufleuchten angeben, daß nirgends ein Fehler oder Defekt in der Anlage vorhanden ist. Wenn nun aber ein Fehler auftritt, z. B. zwischen der einen Phase 5 (oder Nulleiter) und dem Gestell des Motors ¢, so wird die Entladungsröhre 8 erlöschen und durch, die Entladungsröhre 7 ein größerer Strom gehen, und zwar gemäß dem Stromkreis: Leiter 6, Röhre 7, Leitung-g, Steuerspule 1o, Leitung 13, Motorgestell 4, Leiter 5. Dasselbe wird bei einem Schluß zwischen. dem Leiter 6 und dem Motorgestell 4 geschehen, aber alsdann wird die Röhre 7 erlöschen und die Röhre 8 einen größeren Strom führen. Die Folge ist in beiden Fällen, daß die Steuerspule io wirksam werden wird; die Kontakte i i werden öffnen, desgleichen der Nullspannungsausschalter, und der Motor q. wird also vom Netze i, 2 abschalten.The effect of this switch is as follows: When under normal conditions is being worked and the zero voltage switch 3 is closed, the discharge tubes 7, 8, which are connected to the network, indicate by lighting up that nowhere there is an error or defect in the system. But if an error occurs, z. B. between one phase 5 (or neutral) and the frame of the motor ¢, so the discharge tube 8 will go out and through, the discharge tube 7 will be a bigger one Go current according to the circuit: conductor 6, tube 7, line-g, control coil 1o, line 13, motor frame 4, conductor 5. The same is done with a conclusion between. the conductor 6 and the motor frame 4, but then the tube 7 will go out and the tube 8 carry a larger current. The consequence in both cases is that the control coil io will take effect; contacts i i will open, likewise the zero voltage switch, and the motor q. will therefore switch off from the network i, 2.

Es hat sich nun herausgestellt, daß bei Anwendung von Glimmröhren .als Entladungsröhren diese Schaltung dermaßen empfindlich gemacht werden kann, daß schon bei einer Spannung von 3 Volt auf dem Gestell eines Apparates die Abschaltung stattfindet. Zum Erhalten von zusätzlicher Sicherung läßt sich mit den parallel geschalteten Röhren eine weitere Entladungsröhre schalten. Weil an jede Phasenleitung eine Entladungsröhre angeschlossen ist, macht es beim Anschluß des zu sichernden Apparates an das Netz mittels eines Steckers nichts aus, in welcher Weise der Stecker in die Kontaktdose gesteckt wird. Weil sich ferner fortwährend an den Entladungsröhren feststellen läßt, ob die Vorrichtung in Ordnung ist, wird eine äußerst bequeme Überwachung .erzielt.It has now been found that when using glow tubes .than discharge tubes this circuit can be made so sensitive, that even at a voltage of 3 volts on the frame of an apparatus, the shutdown takes place. To obtain additional security, you can use the parallel switched tubes switch another discharge tube. Because to every phase line When a discharge tube is connected, it does so when the one to be protected is connected Apparatus to the network by means of a plug does not matter in which way the plug is plugged into the contact socket. Because, furthermore, is continually attached to the discharge tubes can determine whether the device is in order is an extremely convenient monitoring .Achieved.

Bei Anwendung der Erfindung auf eine Dreiphasenanlage wird an jede Phase eine Entladungsröhre angeschlossen, wobei die drei Entladungsröhren alsdann zusammen mit der Steuerspule 1o verbunden werden; die Schaltung ist übrigens derjenigen gemäß Fig. 1 durchaus entsprechend. Beim Schluß einer der Phasen mit dem Gestell erlischt alsdann die mit dieser Phase verbundene Entladungsröhre, während über die beiden anderen Entladungsröhren ein vergrößerter Strom zur Steuerspule io fließt, welche die Abschaltung des Netzes verursacht.When applying the invention to a three-phase system, each Phase connected a discharge tube, the three discharge tubes then are connected together with the control coil 1o; the circuit is the one by the way according to FIG. 1 quite accordingly. At the end of one of the phases with the rack The discharge tube connected to this phase then goes out, while the two other discharge tubes an increased current flows to the control coil io, which causes the disconnection of the network.

Um eine selbsttätige und betriebssichere Überwachung auf Fehler; wie Bruch der Leitung, zu erzielen; kann man sich der Schaltanordnung gemäß Fig. 2 bedienen. Die Teile, welche in Fig. i abgebildet sind und auch bei dieser Schaltanordnung verwendet werden; sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Ferner ist hierbei an die Phasen 5 und 6 ein Transformator 14 über eine Drosselspule 15 angeschlossen. Der Sekundärstromkreis dieses Transformators ist normalerweise über den Stromkreis: Leitung 6, Leitung 13, Motorgestell 4, Leitung 17 kurzgeschlossen. Parallel zu diesem Stromkreis ist ein Überwachungsrelais 18 angeschlossen, welches einen Kontakt 1g im Stromkreis des -Tullspannungssehalters i? steuert.To ensure automatic and reliable monitoring of errors; how Break the line to achieve; the switching arrangement according to FIG. 2 can be used. The parts which are shown in Fig. I and also in this switching arrangement be used; are provided with the same reference symbols. Furthermore, here is A transformer 14 is connected to phases 5 and 6 via a choke coil 15. The secondary circuit of this transformer is usually via the circuit: Line 6, line 13, motor frame 4, line 17 short-circuited. Parallel to this Circuit is a monitoring relay 18 is connected, which has a contact 1g in the circuit of the zero voltage switch i? controls.

Normal ist der Transformator 14 also sekundär kurzgeschlossen, und es bleiben daher die Kontakte i i und i9 geschlossen. Sollte eine der Leitungen unterbrochen werden, so wird der Schalter 18 stromleitend, und es wird der Nullspannungsschalter 12 durch das öffnen der Kontakte ig den Motor 4 vom Netze abschalten.The transformer 14 is normally short-circuited in the secondary, and therefore the contacts i i and i9 remain closed. Should be one of the lines are interrupted, the switch 18 is conductive, and it becomes the zero-voltage switch 12 switch off the motor 4 from the mains by opening the contacts ig.

Auch ist es möglich, die Steuerspule io in zwei gleiche Teile zu verteilen und den Verbindungspunkt der zwei Teile über eine besondere Ausschaltspule mit der Leitung 13 zu verbinden. Die zwei Teile können alsdann mittels zweier Kontakte überbrückt werden, welche sich bei einer bestimmten Stromstärke -in den Teilen öffnen. In der normalen Lage werden alsdann die -Entladungsröhren aufleuchten, und es wird ein Strom durch die zwei Teile gehen, welcher jedoch keine Ausschaltung verursachen wird. Wenn alsdann eine der Röhren infolge inneren Schlusses defekt geworden ist, wird die Stromstärke steigen, und es wird eine -Ausschaltung stattfinden. Wenn ein Schluß auf dem Gestell des Motors 4 auftritt, wird einer der Teile derart erregt werden, daß- ebenfalls Ausschaltung stattfindet.It is also possible to divide the control coil io into two equal parts and the connection point of the two parts via a special opening coil with the Line 13 to connect. The two parts can then be bridged by means of two contacts which open at a certain amperage in the parts. In the normal Then the discharge tubes will light up, and a current will flow through them the two parts go, which however will not cause a shutdown. If then one of the tubes has become defective as a result of an internal shortage, the current intensity becomes rise and there will be a shutdown. When a conclusion on the rack of the motor 4 occurs, one of the parts will be so excited that- also Switching off takes place.

Weiter ist es möglich, an Stelle von Entladungsröhren, wie die Glimmröhren 7 und 8, eine Gleichrichterröhre2o (Fig._3) zu verwenden. Hierbei ist der. Heizkreis 'der -Röhre 2o an den Phasen 5 und' 6 angeschlossen, während die Röhre weiter über die Leitung 2i und den Nullspannungsschalter 12 mit dem Gestell des Motors. q. durch die Leitung 22 verbunden ist. Der - Gleichrichter 2o ist also nur eingeschaltet, wenn der-Motor eingeschaltet ist, so daß also die -Lebensdauer der Röhre nicht unnötig gekürzt wird. Die Steuerspule i2 wird bei der geringsten Spannung auf dem Gestell von einem Strom des Gleichrichters durchflossen und wird demzufolge den Motor 4 abschalten. Ein weiterer Vorteil der Anwendung eines Gleichrichters ist, daß die Steuerspule 12 von Gleichstrom erregt wird, so daß also schon bei einer sehr niedrigen Spannung die Ausschaltung erfolgen kann. Die Schaltung ließe sich; auch derart ausführen, daß beim Defektwerden einer Röhre sofort Abschaltung stattfindet, und zwar geschieht dies mit Hilfe einer Spule, welche mit dem Glühstromkreis des Gleichrichters in Reihe geschaltet ist.It is also possible to replace discharge tubes, such as glow tubes 7 and 8 to use a rectifier tube 2o (Fig. 3). Here is the. Heating circuit 'of the tube 2o connected to phases 5 and' 6, while the tube continues over the line 2i and the zero voltage switch 12 with the frame of the motor. q. by the line 22 is connected. The rectifier 2o is only switched on when the engine is switched on, so that the life of the tube is not unnecessary is shortened. The control coil i2 is activated at the lowest voltage on the frame A current from the rectifier flows through it and consequently becomes the motor 4 switch off. Another advantage of using a rectifier is that the Control coil 12 is excited by direct current, so that even at a very low Voltage can be switched off. The circuit could be; also perform in such a way, that when a tube becomes defective, shutdown takes place immediately, and that happens this with the help of a coil, which is connected to the glow circuit of the rectifier in Is connected in series.

In Fig. 4 wird schließlich eine Fig. 2 entsprechende Schaltung abgebildet, welche eine vollständige Sicherung gewährleistet. Hierbei ist der Nullspannungsschalter 12 als Halterelais mit Kontakten 23 ausgeführt, welche die Schaltspule i2 überbrücken können. In Reihe mit den von der Steuerspule i o gesteuerten Kontakten i i liegen die Kontakte ig des Überwachungsrelais 18, während die Röhren 7 und 8 über die Leitung 24 bzw. ' die Leitung 25 in diese Reihenschaltung aufgenommen sind.Finally, FIG. 4 shows a circuit corresponding to FIG. 2, which ensures a complete backup. Here is the zero voltage switch 12 designed as a holding relay with contacts 23, which bridge the switching coil i2 can. In series with the contacts i i controlled by the control coil i o the contacts ig of the monitoring relay 18, while the tubes 7 and 8 via the line 24 and 'the line 25 are included in this series connection.

Mit dieser Schaltung wird erreicht, daß bei einem Schluß auf dem Gestell des Motors 4 die Steuerspule io wirksam werden wird, so daß die Erregung der Spule 12, welche den Motor 4 abschaltet, unterbrochen wird. Auch wird erreicht, daß bei Bruch in der Sicherungsleitung, beispielsweise 13, der Transformator 14 sekundär geöffnet wird und das Überwachungsrelais 18 den Serienstromkreis öffnet. Im Falle von Schluß in einer der Röhren 7 oder 8 wird die Haltespule 12 in höherem Mäße erregt werden, und es-werden dann die Kontakte 2.3 schließen, so daß .der Schalter 12, kurzgeschlossen und dem--zufolge der -Motor abgeschaltet wird. Bei Unterbrechung des Stromkreises der Röhren 7 und 8, nämlich des Stromkreises: Röhre 7, Leitung 24, Spule 12, Kontakte i i, Kontakte - ig, -Leitung 25, Röhre 8, Phasen 5, 6, wird die Erregung der Spule 12 ebenfalls unterbrochen und demzufolge auch wieder der Motor 4 vom Netz i, 2 abgeschaltet werden, Es wird weiter bemerkt, daß, obwohl im obenstehenden sowie in den Patentansprüchen im , allgemeinen von Entladungsröhren, beispielsweise Glimmröhren oder Gleichrichtern, die Rede ist, die Erfindung sich ebenfalls auf Schaltungen bezieht, bei denen anstatt Entladungsröhren Elemente gebraucht werden, welche in .diesem Falle eine gleiche Funktion haben.With this circuit it is achieved that at a conclusion on the frame of the motor 4 the control coil io will be effective, so that the excitation of the coil 12, which switches off the motor 4, is interrupted. It is also achieved that at Break in the fuse line, for example 13, the transformer 14 secondary is opened and the monitoring relay 18 opens the series circuit. In the event of from the end of one of the tubes 7 or 8, the holding coil 12 is excited to a greater extent and it will then close the contacts 2.3, so that .the switch 12, short-circuited and - as a result, the engine is switched off. In the event of an interruption of the circuit of the tubes 7 and 8, namely the circuit: tube 7, line 24, coil 12, contacts i i, contacts - ig, line 25, tube 8, phases 5, 6, will the excitation of the coil 12 is also interrupted and consequently again the Motor 4 can be switched off from the network i, 2, It is further noted that, although im above and in the claims in general of discharge tubes, For example, glow tubes or rectifiers, the question is, the invention itself also relates to circuits in which elements are used instead of discharge tubes which in this case have the same function.

Es zeigt- sich also, daß unter allen Umständen eine vollständige Sicherung entsteht. Im allgemeinen wird- die Schaltung, speziell bei der Anwendung auf Anlagen, wie Kabelleitungen, großen Maschinen u. dgl., beliebig ausgeführt- werden können,- aber wenn-Raurhersparnis -auch wichtig ist, wie bei versetzbaren Apparaten, beispielsweise Staubsaugern, elektrischen Heizkesseln, Bügeleisen u. dgl., so-werden die Schaltungselemente mit ihren Verbindungen zusammen in einem Gehäuse untergebracht, welches beispielsweise wie ein sogenannter Zwischenstecker in die Stromzuführungsleitung zum zu sichernden Apparat aufgenommen werden kann.So it turns out that under all circumstances a complete backup arises. In general - the circuit, especially when used on systems, such as cable lines, large machines and the like, can be carried out at will, but if-space saving-is also important, as with relocatable devices, for example Vacuum cleaners, electric boilers, irons and the like are the circuit elements housed with their connections together in a housing, which for example like a so-called adapter plug in the power supply line to be secured Apparatus can be included.

Claims

PATENT CLAIMS: i.

Switching arrangement to protect against undervoltage of metallic non-current carrying parts of machines and apparatus without use an earth line, characterized in that with all conductors of the feed network each one discharge device is connected on the one hand, these discharge devices on the other hand, jointly via the control coil io of a fuse switch, which at Excitation disconnects the network, with the part to be protected by a protective line are connected (Fig. 1,: 2 and 4) or that to two phase conductors of the feed network the heating circuit of a rectifier tube is connected, the anode of which is connected to the tripping coil (i2) of the mains switch with the part to be protected by a protective line is connected (Fig. 3) -2.

Switching arrangement according to claim i, characterized in that that the control coil (io) controls a pair of contacts (i i) which -in the excitation circuit one Zero voltage switch (i2) for the supply network. 3: Switching arrangement according to Claims i and 2, characterized in that; that the discharge tubes Glow tubes are, possibly as a single, with a common Main electrode and a number of secondary electrodes corresponding to the number of phases provided glow tube are executed. q ..

Switching arrangement according to claims i to 3, characterized in that the protective line to the secondary winding of a primary connected to the mains transformer (14) is connected and this normally shorts and that in parallel with the secondary winding of the transformer (i4) a monitoring relay is connected, which in the event of a break in the protective line a pair of contacts in the excitation circuit of the power switch opens and so the main switch triggers.

5. Switching arrangement according to claim i, characterized in that the control coil (io) is divided into two parts and that each of these parts has a discharge tube is connected in such a way that when one of the discharge tubes becomes defective one-such Excitation of one of the parts takes place, that the power switch is triggered.

6. Switching arrangement according to claim i and 5; ' characterized in that the trip coil (r2) of the power switch is designed as a holding relay, whereby this in the end in one of the discharge tubes is short-circuited so that the power switch is turned off.

7. Switching arrangement according to claims i to 6; characterized in that the discharge tubes are on the common - interconnected side with an additional discharge tube are connected in series. B. Switching arrangement according to claims i to 7, in particular according to claim q., characterized in that in series with that of the control coil (io) controlled contacts the voltage coil of the zero voltage switch and also the discharge tubes are connected to the mains phases and the voltage coil of the Power switch short-circuits itself when there is sufficient excitation and then likewise can cause the network to be switched off.