DE701228C

DE701228C - Overload protection device for work machines

Info

Publication number: DE701228C
Application number: DE1938K0150561
Authority: DE
Inventors: Herbert Hoehmann
Original assignee: KLOECKNER KOM GES F
Current assignee: KLOECKNER KOM GES F
Priority date: 1938-05-07
Filing date: 1938-05-07
Publication date: 1941-01-11

Description

ÜberIastungschutzeinrichtung für Arbeitsmaschinen Motorschutzschalter - für Elektromotoren haben in ihrer marktüblichen Form die Eigenschaft, da.ß sie den Motor verhältnismäßig früher abschalten, als unbedingt erforderlich ist. Ihre Zeitkonstante ist kleiner als die des Motors. Trotz, alledem gibt es Fälle, in denen die Arbeitsmaschine selbst noch eines weitergehenden Schutzes bedarf. Hierzu gehören beispielsweise auf Reibung beruhende mechanische Drehzahlregeleinrichtungen, die unter Umständen, auch wenn sie -nur kurzzeitig ein höheres Drehmoment übertragen sollen, Schaden leiden. In vielen Fällen hilft man sich hiergegen durch Abscherstifte und a_ ndere bekannte mechanische Hilfsmittel.Overload protection device for working machines motor protection switch - For electric motors, in their customary market form, they have the property that they switch off the engine relatively sooner than is absolutely necessary. Her Time constant is smaller than that of the motor. In spite of all of this, there are cases in which the machine itself still requires further protection. These include for example, friction-based mechanical speed control devices that under certain circumstances, even if they only transmit a higher torque for a short time supposed to suffer harm. In many cases one can help against this with shear pins and other known mechanical aids.

Erfindungsgemäß soll die Aufgabe durch eine elektrische Einrichtung gelöst werden. An sich sind auch solche Einrichtungen schon bekannt. Man hat beispielsweise außer dem thermischen Motorschutzsuhalter noch -einen magnetischen Schnellauslöser eingebaut, der während der Anlaufzeit des Motors überbrückt und nach dem Anlauf durch ein ZeiteIement freigegeben wird. Eine Einrichtung dieser Art ist verhältnismäßig umständlich und erfordert viele Glieder.According to the invention, the object is to be achieved by an electrical device be solved. Such facilities are already known per se. One has, for example In addition to the thermal motor protection holder, a magnetic quick release built-in, which bypasses during the start-up time of the motor and after start-up is released by a time element. An establishment of this type is proportionate awkward and requires many links.

Bei der nach der Erfindung ausgeführten Einrichtung wird vermieden, daß durch den hohen Einschaltstromstoß eine Abschaltung der Anlage eingeleitet wird. Dagegen erfolgt bei Überlastung während des Betriebes eine sichere Abschaltung. Zu diesem Zweck wirken zwei vom Hauptstrom durchflossene Magnete an einer mechanischen Einrichtung, z. B. einem Waagebalken, der durch Federn in der Ruhelage gehalten wird, einander ent= gegen. Solange die Magnete stromlos sind, wird der Waagebalken durch die Federn in der Ruhelage gehalten. In dieser Lage verbleibt der Waagebalken, auch wenn der Nennstrom fließt. Tritt aber eine überbelastüng ein, die einen Überstrom zur Folge hat, dann wird der Waagebalken nach einer Seite gezogen und dadurch die Abschaltung der Anlage über einen Schützenschalter bewirkt. Dieser Zustand wird erreicht, weil der eine vom Hauptstrom durchflossene Magnet in seiner Zugwirkung stärker bemessen wird; sei es durch eine höhere Amperewindungszahl bei gleichem Luftspalt zwischen Waagebalken und Magnet oder durch Verkleinern des Luftspaltes bei gleicher Amperewindungszahl. Solange der Normalstrom fließt, ist die an dem Waagebalken wirkende Differenzzugkraft so gering, daß die Federkraft nicht überwunden wird. Tritt aber ein größerer Strom auf, dann wird die magnetische Zugkraft größer als die Federkraft, so daß der Waagebalken nach einer Seite gezogen wird, was eine Abschaltung der Gesamtanlage zur Folge hat.In the device designed according to the invention, it is avoided that a shutdown of the system is initiated by the high inrush current. On the other hand, there is a safe shutdown in the event of an overload during operation. For this purpose, two magnets, through which the main current flows, act on a mechanical one Facility, e.g. B. a balance beam held by springs in the rest position becomes, against each other. As long as the magnets are de-energized, the balance beam will be held in the rest position by the springs. The balance beam remains in this position, even when the rated current flows. But if an overload occurs, an overcurrent has the consequence, then the balance beam is pulled to one side and thereby the Shutdown of the system caused by a contactor switch. This state will achieved because the pulling effect of one magnet through which the main current flows is rated stronger; be it through a higher number of ampere-turns with the same air gap between the balance beam and the magnet or by reducing the Air gap with the same number of ampere turns. As long as the normal current flows, is the differential tensile force acting on the balance beam is so small that the spring force is not overcome. But if a larger current occurs, then the magnetic one Tensile force greater than the spring force, so that the balance beam is pulled to one side which results in a shutdown of the entire system.

Damit nun beim Einschalten durch einen höheren Einschaltstromstoß die Abschaltung nicht eingeleitet wird, erhält die Hauptstrom durchflossene Magnetspule mit der geringeren Zugkraft eine zusätzliche Spannungsspule, die eingeschaltet wird, bevor der Hauptstrom fließt. Diese Spannungsspule wird zweckmäßig mittels eines Druckknopfes, der das Hauptschütz einschaltet, erregt. Durch die Wirkung der Spannungsspule wird der Waagebalken entgegen der Auslöserichtung gezogen, d. h. entgegen der Richtung gebracht, in der die Abschaltung der Anlage beim Auftreten eines Überstromes eingeleitet wird. Der Luftspalt wird an dem mit der zusätzlichen Spannungsspule versehenen Magneten sehr gering, dagegen an der entgegengesetzten Seite verhältnismäßig groß, so daß auch beim Fließen des Einschaltstromes, der meist über dem Nennstrom liegt, der Waagebalken in der durch die Spannungspule gegebenen Richtung liegenbleibt, auch wenn die Spannungspule abgeschaltet ist. Klingt der Einschal.strom auf den Normalstrom ab, dann überwiegt die Zugkraft der Feder die des Magneten, und der Waagebalken geht in die Ruhelage zurück. Tritt dann ein Ü berstrom auf, dann erfolgt die Abschaltung, wie bereits eingangs erwähnt. !, Ohne Beeinträchtigung des Erfindungsgedankens ist es natürlich auch möglich, statt des doppelarmigen Hebels die Magnete an einem gemeinsamen Schubanker angreifen zu lassen.So now when switching on due to a higher inrush current the shutdown is not initiated, the main current flows through the magnet coil with the lower tensile force an additional tension coil that is switched on, before the main stream flows. This voltage coil is expediently by means of a The push button that switches on the main contactor is energized. By the action of the tension coil the balance beam is pulled against the triggering direction, d. H. against the direction brought, in which the shutdown of the system initiated when an overcurrent occurs will. The air gap is created on the magnet provided with the additional voltage coil very small, on the other hand relatively large on the opposite side, so that also when the inrush current flows, which is usually above the rated current, the Balance beam stops in the direction given by the tension coil, too when the voltage coil is switched off. If the switch-on current sounds at the normal current then the tensile force of the spring outweighs that of the magnet and the balance beam goes back to rest. If an overcurrent then occurs, the shutdown takes place, as already mentioned at the beginning. !, Without prejudice to the inventive concept It is of course also possible, instead of the double-armed lever, to place the magnets on a common one To attack the shear anchor.

Die Abbildung zeigt beispielsweise eine Ausführung der Erfindung. t ist ein Waagebalken, an dem zwei Magnete 2 und 3 angreifen. Der Magnet 2 trägt eine Hauptstromwicklung i 2 und eine Spannungswicklung 8, der Magnet 3 nur eine Hauptstromwicklung 13. Der Magnet 3 erhält entweder eine Spule 13 mit einer größeren Amperewindungszahl oder er wird mit einem kleineren Luftspalt gegenüber dem Magneten 2 ausgeführt, wenn der Waagebalken sich in der Ruhelage C-D befindet. In der Zeichnung ist der Luftspalt i q. zwischen dem Magneten 3 und dem Waagebalken kleiner gehalten als der Luftspalt 15 zwischen dem Magneten 2 und dem Waagebalken i. Von der Ruhelage des Waagebalkens i aus hat der Magnet 3 das Übergewicht gegenüber dem Magneten 2, falls die Spannungsspule 8 auf diesem Magneten abges.4haltet ist. Ist dagegen der Magnet 2 mit Spannungsspule 8 und der Stromspule 12 erregt, dann hat er das Übergewicht und wird in die punktierte Lage A-B gebracht. Dadurch vergrößert sich der Luftspalt 1q. am Magneten 3 und verkleinert sich der Luftspalt 15 am Magneten 2. Die Folge davon ist, daß der Magnet 2 den Waagebalken i noch hält, auch wenn die Spannungsspule 8 abgeschaltet wird. Erst wenn die Kräfte der Federn q. die an dem Waagebalken i angreifende Differenzzugkraft der Magnete überwiegen, wird der Waagebalken in die Ruhe-Stellung zurückgeführt. Dieser Zustand tritt bei dem zulässigen Nennstrom ein. Beim Auftreten eines Überstromes wird infolge der größeren Wirkung des Magneten 3 die Ab-Schaltung der Anlage über den Hilfskontakt 5 durch den Schützenschalter erreicht, indem der Waagebalken in die Stellung E-F gebracht wird.The figure shows, for example, an embodiment of the invention. t is a balance beam on which two magnets 2 and 3 act. The magnet 2 carries a main current winding i 2 and a voltage winding 8, the magnet 3 only one main current winding 13. The magnet 3 either receives a coil 13 with a larger number of ampere turns or it is designed with a smaller air gap compared to the magnet 2 when the balance beam is CD is in the rest position. In the drawing, the air gap is i q. held between the magnet 3 and the balance beam smaller than the air gap 1 5 between the magnet 2 and the balance beam i. From the rest position of the balance arm i, the magnet 3 has the predominance of the magnet 2 if the voltage coil 8 is held off on this magnet. If, on the other hand, the magnet 2 with the voltage coil 8 and the current coil 12 is excited, then it has the predominance and is brought into the dotted position AB. This increases the air gap 1q. on the magnet 3 and the air gap 1 5 on the magnet 2 decreases. The consequence of this is that the magnet 2 still holds the balance beam i, even if the voltage coil 8 is switched off. Only when the forces of the springs q. the differential tensile force of the magnets acting on the balance beam i predominate, the balance beam is returned to the rest position. This condition occurs at the permissible nominal current. When an overcurrent occurs, due to the greater effect of the magnet 3, the system is switched off via the auxiliary contact 5 by the contactor switch by moving the balance arm to the EF position.

Der Verlauf eines Einschaltvorganges ist folgender: Durch Niederdrücken der Einschalttaste des Druckknopfschalters 7 wird die Schützenspule 6 über den Kontakt 5 an Spannung gelegt. Die Schützenkontakte U-R, V-S usw. werden geschlossen. Gleichzeitig mit der Spule 6 wird auch die Spannungsspule 8 an Spannung gelegt. Durch die Spannungsspule 8 wird der Waagebalken i in die Lage A-B gebracht. Sobald nun der Schützenschalter sich in Bewegung setzt, wird der Hilfskontakt 9 geöffnet und damit die Spannungsspule 8 wieder stromlos gemacht. Der Waagebalken i bleibt aber unter Einwirkung der hauptstromdurch-flossenen Spule 12 in der gestrichelten Lage A-B. Sinkt der Strom auf den eingestellten zulässigen Nennstrom, dann überwiegen die Federkräfte ¢ und bringen den Waagebalken i in seine Ruhestellung C-D. Der Motor läuft nun und wird dabei beispielsweise, was aber nicht zum Erfindungsgedanken gehört, durch den thermischen Auslöser i o in Verbindung mit dem Hilfskontakt i i überwacht. Die Auslösezeiten des thermisehen Auslösers i o sind von der Höhe der Überlastung abhängig. Wie oben erwähnt ist bei bestimmten Arbeitsmaschinen das Bedürfnis vorhanden, sobald eine gewisse Überlastungsgrenze überschritten wird, eine plötzliche Abschaltung herbeizuführen. Das bewirkt im vorliegenden Falle der Magnet 3; der, sobald der Waagebalken in der Ruhelage C-Di ist, über den Magneten 2 das Übergewicht hat. Ist der Strom so weit angestiegen, daß die magnetische Zugkraft auf den Waagebalken größer als die der Federkräfte ist, dann wird der Waagebalken in die Lage E'-F gebracht und die Abschaltung der Gesamtanlage über den Hilfskontakt 5 herbeigeführt. Die Anlage ist darnach sofort wieder betriebsbereit. Die Einstellung der Ansprechgrenzen des Magneten ,3 ist möglich durch Veränderung der Federn ¢ oder durch Änderung der Luftspalte bei den Magneten z und 3 sowie durch Auswahl der Sättigungsgrade der Magnete. Von diesen Einstellmöglichkeiten können alle gleichzeitig oder auch nur einige benutzt werden.The process of switching on is as follows: By pressing down the power button of the pushbutton switch 7 is the contactor coil 6 via the contact 5 connected to voltage. The contactor contacts U-R, V-S etc. are closed. Simultaneously With the coil 6, the voltage coil 8 is also connected to voltage. Through the tension coil 8 the balance beam i is brought into position A-B. As soon as the contactor switch starts moving, the auxiliary contact 9 is opened and thus the voltage coil 8 de-energized again. The balance beam i remains under the influence of the main current flowing through it Coil 12 in the dashed position A-B. If the current falls to the set permissible Rated current, then the spring forces predominate ¢ and bring the balance beam i into its Rest position C-D. The engine is now running and will, for example, but what not belongs to the idea of the invention, through the thermal release i o in connection monitored with the auxiliary contact i i. The tripping times of the thermal release i o depend on the level of overload. As mentioned above, with certain Working machines the need exist as soon as a certain overload limit is exceeded to cause a sudden shutdown. That causes in the present Trap the magnet 3; which, as soon as the balance beam is in the rest position C-Di, over the Magnet 2 is overweight. If the current has risen so far that the magnetic Tensile force on the The balance beam is larger than that of the spring forces, then the balance beam is brought into position E'-F and the entire system is switched off brought about via the auxiliary contact 5. The system is then immediately ready for operation again. The setting of the response limits of the magnet, 3 is possible by changing it the springs ¢ or by changing the air gaps in the magnets z and 3 as well as by Selection of the saturation level of the magnets. Of these setting options you can all at the same time or just a few.

Claims

PATr, NTANSYIZÜCIIE: i. Overload protection device for work machines, characterized in that two magnets (z, 3) on a balance beam (i) or the like., keep the springs (¢) in the rest position (C-D), counteracting each other of which the one (3) with windings (12, 13) through which the main current flows, a greater tensile force developed as the other (z) as long as the balance beam is in the rest position (C-D) and that the latter magnet (z) carries an additional voltage coil (8). z. Overload protection device for work machines according to Claim i, ° characterized in that that the voltage coil (8) is switched on before the main contacts touch, so before the windings (12, 13) are traversed by the main current, and after Touching the main contacts' is switched off again immediately.