DE1023130B

DE1023130B - Thermisches UEberstromrelais, insbesondere Schutzrelais gegen Einphasenlauf von Motoren

Info

Publication number: DE1023130B
Application number: DES42118A
Authority: DE
Inventors: Otto Mueller; Hans Roth
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-12-29
Filing date: 1954-12-29
Publication date: 1958-01-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein thermisches Überstromrelais mit Bi-Metallstreifen, das außer zum Schutz gegen Überlastung auch zum Schutz gegen Einphasenlauf von Drehstrommotoren verwendet werden kann. Eine derartige Schutzvorrichtung ist notwendig, da bei Ausfallen einer Phase der Strom in den Zuleitungen zwar nicht unzulässig ansteigt, aber der Strom in den Wicklungen des in Dreieck geschalteten Motors einen Wert annehmen kann, der im allgemeinen für die Wicklungen selbst schädlich ist. Am einfachsten wäre es an sich, die Bi-Metallstreifen direkt in die einzelnen Phasen des Motors zu legen, doch ist dies nicht ohne weiteres möglich, da in diesem Fall die Zuleitungen zu diesen Phasen getrennt herausgeführt werden müssen. Es wird nun ein Überstromrelais verwendet, das auch in die Zuleitungen eingebaut werden kann und trotzdem einen sicheren Schutz gegen Einphasenlauf gibt.

Zum Schutz gegen Einphasenlauf wurde bereits vorgeschlagen, die Bi-Metallstreifen, die jeweils in einer Phase der Zuleitung angeordnet sind, mittels zweier Schieber zu betätigen, und zwar derart, daß bei gleichförmiger Auslenkung der drei Bi-Metallstreifen beide Schieber gemeinsam betätigt werden, während bei Zurückbleiben auch nur eines Streifens diese beiden Schieber gegeneinander verschoben werden, wodurch eine Auslösung herbeigeführt wird.

Ferner ist es bekannt, zur Erfassung des Einphasenlaufes zwei durch kleine Hebelarme miteinander verbundene Schieber als Verbindungselement zwischen den Bi-Metallstreifen und dem Auslöser einzuschalten. Schließlich ist es bekannt, die drei Bi-Metallstreifen unter Verwendung zweier an ihnen befestigten Leisten so· miteinander zu verbinden, daß beim Zurückbleiben eines Streifens die Leisten so gegeneinander verkantet werden, daß eine vorzeitige Auslösung des Schalters erfolgt.

Das Überstromrelais gemäß der Erfindung unterscheidet sich von diesen bekannten Überstromrelais durch ein von beiden Schiebern gemeinsam beaufschlagtes Schaltglied in Form eines Hebelarms, dessen Drehpunkt sich abhängig davon, ob nur ein oder beide Schieber betätigt werden, in dem Sinne verlagert, daß bei Betätigung nur eines Schiebers schon bei kleinerer Auslenkung dieses Schiebers eine Auslösung herbeigeführt wird. Bei der Anwendung eines Überstromrelais nach der Erfindung wird also· der abzuschaltende Stromkreis schon bei einem sehr viel geringeren Strom unterbrochen, wenn eine Phase ausfallen sollte, da in diesem Fall das Auslöseglied über eine einfache, mit wenigen Drehpunkten versehene Hebelübersetzung betätigt wird, die die Bewegung des einzigen bewegten Schiebers entsprechend übersetzt.

Thermisches überstromrelais,

insbesondere Schutzrelais
gegen Einphasenlauf von Motoren

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Otto Müller und Hans Roth, Amberg (Obpf.),
sind als Erfinder genannt worden

Einzelheiten des Überstromrelais, deren funktioneilen und konstruktiven Vorteile werden an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert:

In sämtlichen Figuren sind mit 1 jeweils die Bi-Metallstreifen bezeichnet, die auf die beiden Schieber 2 und 3 einwirken. Die Schieber sind in den Ausführungsbeispielen aus Isolierstoff. Jeweils an dem Schieber 3 greifen die Bi-Metallstreifen 1 an, wenn sie sich bei einer Erwärmung in ihrer Arbeitsrichtung bewegen. Zwischen den Schiebern 2 und 3 ist eine Mitnehmerfeder 4 vorgesehen, die bei Betätigung des Schiebers 3 den Schieber 2 dann mitnimmt, wenn dieser nicht aus bestimmten Gründen, wie noch erläutert wird, festgehalten werden sollte. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist an der Stirnseite der Schieber 2 und 3 ein Differentialhebel 5 gelagert, der durch eine Feder 6 gegen diese Stirnseiten gedrückt wird und der direkt mit dem beweglichen Kontakt 8 zusammenarbeitet.

Die Anordnung nach Fig. 1 wirkt folgendermaßen: Bei Dreiphasenlauf biegen sich alle drei Bi-Streifen 1 gleichmäßig in der eingezeichneten Pfeilrichtung durch, da ihnen gleichmäßig durch je eine Heizwicklung 9 Wärme zugeführt wird. Hierdurch werden der Schieber 3 und über die Feder 4 auch der Schieber 2 in der gleichen Richtung bewegt und der Differentialhebel 5 parallel verschoben, so lange, bis der bewegliche Kontakt von dem festen Kontakt 10 abgehoben ist. In diesem Fall wird dann der Auslösestromkreis unterbrochen und der überlastete Motor vom Netz abgeschaltet. Fällt eine der Phasen aus, dann hält der dazugehörige Bi-Metallstreifen den Schieber 2 ent-

709 850/344

gegen der Kraft der Feder 4 zurück. In diesem Fall führt der Differentialhebel 5 um seinen Drehpunkt an der Stirnseite des Hebels 3 eine Schwenkbewegung aus, und der Auslösevorgang wird sehr viel früher eingeleitet.

Die Fig. 2 zeigt, wie der Differentialhebel 5 mit den Schiebern 2 und 3 verzapft werden kann, um eine formschlüssige Verbindung zu erhalten. In diesem Fall kann die Feder 6 wegfallen.

In der Fig. 3 bzw. 3 a ist ein etwas anders gear- ίο tetes Auslösesystem dargestellt, und zwar ist in beiden Ausführungsformen der Differentialhebel 11 auf einem einarmigen Hebel 15 gelagert. Der Schieber 2, also der Schieber, der bei Ausfallen einer Phase zurückbleibt, greift über diesen einarmigen Hebel 15 analog dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 an dem Differentialhebel an. Werden beide Schieber gleichmäßig miteinander bewegt, dann wird das ganze Hebelsystem gemeinsam, also ohne daß der Differentialhebel 11 und der einarmige Hebel 15 seine Lage gegeneinander ändern würden, miteinander bewegt und die Auslösung nach einem ganz bestimmten Auslenkwinkel erzielt. Bleibt hingegen der Schieber 2 zurück, dann findet der Differentialhebel auf dem einarmigen Hebel einen eigenen Drehpunkt, um den er sich in diesem Fall dreht, und die Auslösung wird entsprechend früher erreicht. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird der Differentialhebel 11 um einen Drehpunkt 16 fest auf dem einarmigen Hebel gelagert, wobei eine Feder 17 vorgesehen ist, die die beiden Hebel auseinanderdrückt, und bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 a hat der einarmige Hebel 15 eine eigene Schneide 18, um die sich der Differentialhebel 11 dann dreht, wenn der einarmige Hebel 15 festgehalten wird. Im normalen Zustand liegt durch die Feder 19, die mittels des Bolzens 20 auf den Differentialhebel wirkt, die Relativlage zwischen den Hebeln 11 und 15 fest. Die Wirkungsweise bei der Ausführungsform nach Fig. 3 a ist analog der Ausführungsform nach Fig. 3.

Die Fig. 4 und 4 a zeigen weitere Ausführungsmöglichkeiten, wobei der Differentialhebel 11 selbst jeweils als Federglied ausgebildet ist, so daß irgendwelche Lagerstellen wegfallen können und dieser Hebel fest auf dem einarmigen Hebel 12 befestigt sein kann. Der Vollständigkeit halber wird im folgenden · die Wirkungsweise dieser Ausführungsart nochmals erläutert.

Die Fig. 4 a zeigt eine Anordnung, die analog der Anordnung nach Fig. 3 ausgebildet ist, lediglich mit dem Unterschied, daß der Differentialhebel 11, der Lagerhebel 12 und das zusätzliche Lager 13 aus einem entsprechend geformten Bauteil bestehen, das im Punkte 14 fest gelagert ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei entsprechender Bemessung der Hilfsfeider 17, 19 (Fig. 3 und 3 a) die zwischen den beiden Isolierstoffscheiben angeordnete Feder 4 wegfallen kann.

Die Ausführungsmöglichkeiten sind nicht durch die beschriebenen Beispiele erschöpft, sondern es gibt noch eine Reihe konstruktiver Abwandlungen, die in manchen Fällen sehr vorteilhaft kein können und ebenfalls ein sicheres Auslösen bei Einphasenlauf gewährleisten. So kann z. B. der Auslösehebel auch zwischen den Bi-Metallstreifen gelagert sein, wobei die Kontaktanordnung ebenfalls direkt zwischen den Streifen oder auch an beliebig anderer Stelle vorgesehen werden kann. Bei der Darstellung der Ausführungsbeispiele ist auf die Anordnung eines Kompensationsstreifens keine Rücksicht genommen. Selbstverständlich wird bei der praktischen Durchführung dieser Kompensationsstreifen in an sich bekannter Weise mit vorgesehen werden.

Claims

Patentanspruch ε-1. Thermisches Überstromrelais mit Bi-Metallstreifen, insbesondere Schutzrelais gegen Einphasenlauf von Drehstrommotoren mit zwei gegeneinander beweglichen parallelen Schiebern, die durch eine Feder kraftschlüssig miteinander verbunden sind, derart, daß sowohl eine gleichförmige Auslenkung beider Schieber als auch die unterschiedliche Auslenkung der beiden Schieber eine Kontaktunterbrechung bewirkt, gekennzeichnet durch ein von beiden Schiebern gemeinsam beaufschlagtes Schaltglied in Form eines Hebelarmes, dessen Drehpunkt sich abhängig davon, ob nur ein oder beide Schieber betätigt werden, in dem Sinne verlagert, daß bei Betätigung nur eines Schiebers schon bei kleinerer Auslenkung dieses Schiebers eine Auslösung herbeigeführt wird.
2. Überstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differentialhebel (5 bzw. 11) vorgesehen ist, auf den an zwei nebeneinanderliegenden Angriffspunkten die beiden Schieber (2, 3) einwirken und dessen freies Ende den Auslösemechanismus betätigt.
3. Überstromrelais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialhebel in unmittelbarer Nähe der Stirnseite der beiden nebeneinander angeordneten Schieber gelagert ist.
4. Überstromrelais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bei ungleicher Belastung des zu überwachenden Netzes zurückbleibende Schieber auf den Differentialhebel (11) über einen insbesondere einarmigen Hebel (15) einwirkt.
5. Überstromrelais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialhebel (11) auf dem Trägerhebel gelagert ist.
6. Überstromrelais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialhebel (11) mit dem Trägerhebel durch ein Gelenk verbunden ist, wobei das Gelenk an einem Ende des Differentialhebels und im mittleren Bereich des Trägerhebels zu liegen kommt.
7. Überstromrelais nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Schneidenlagerung des Differentialhebels auf dem Trägerhebel.
8. Überstromrelais nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kraftspeicher vorzugsweise in Form einer Feder (17) vorgesehen ist, der eine Relativbewegung zwischen Differential- und Trägerhebel bei Betätigung beider Schieber verhindert.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 494 346.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 850/344 1.58