DE1113994B

DE1113994B - Overheating protection for electrical heating resistors

Info

Publication number: DE1113994B
Application number: DEC22483A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Nikolaus Neimanns
Original assignee: Continental Elektronidustrie AG
Current assignee: Continental Elektronidustrie AG
Priority date: 1960-10-06
Filing date: 1960-10-06
Publication date: 1961-09-21

Description

Überhitzungsschutz für elektrische Heizwiderstände Die Erfindung betrifft einen Überhitzungsschutz für elektrische Heizwiderstände mit einem elektromagnetischen Schutzrelais, welches auf Widerstandsänderung eines temperaturabhängigen Heizwiderstandes anspricht und dessen Auslösespule mit dem Heizwiderstand in Reihe liegt und diesen bei Überhitzung ausschaltet. Vorzugsweise eignet sich dieser überhitzungsschutz für elektrisch beheizte Warmwassergeräte, wie beispielsweise Heißwasserspeicher, Waschmaschinen, Kaffeemaschinen od. dgl. m.Overheating protection for electrical heating resistors The invention relates to an overheating protection for electrical heating resistors with an electromagnetic one Protection relay, which reacts to a change in resistance of a temperature-dependent heating resistor responds and its trip coil is in series with the heating resistor and these switches off in the event of overheating. This overheating protection is preferably suitable for electrically heated hot water devices, such as hot water storage tanks, Washing machines, coffee machines or the like.

Der Vorteil eines derartigen Überhitzungsschutzes für elektrische Heizwiderstände liegt darin, daß ein elektromagnetisches Schutzrelais sehr einfach in seiner Ausführung ist und auch ohne besonderen Schnappmechanismus, im Gegensatz zu der schleichenden Bewegung von Bimetallschaltern, im Gefahrenmoment schnell und sofort schaltet. Nachteilig ist jedoch, daß ein derartiger Überhitzungsschutz mit elektromagnetischem Schutzrelais nur in ungeregelten Heizstromkreisen und in Stromkreisen ohne Hauptschalter Verwendung finden kann und stets so angeordnet sein muß, daß er leicht von der Hand wieder eingeschaltet werden kann. Dies ist aber bei einer großen Anzahl von Wärmegeräten nicht ohne weiteres möglich.The advantage of such overheating protection for electrical Heating resistors is that an electromagnetic protection relay is very simple in its execution and also without a special snap mechanism, in contrast to the creeping movement of bimetal switches, quickly and in the moment of danger switches immediately. However, it is disadvantageous that such overheating protection with electromagnetic protection relay only in unregulated heating circuits and in electrical circuits can be used without a main switch and must always be arranged so that it can easily be switched on again by hand. But this is with one large number of heating devices is not easily possible.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, diese Nachteile des Überhitzungsschutzes für elektrische Heizwiderstände mit einem elektromagnetischen, auf Widerstandsänderung eines temperaturabhängigen Heizwiderstandes ansprechenden Schutzrelais auszuschalten, und erreicht dies dadurch, daß im Heizstromkreis parallel zu der Auslösespule des Schutzrelais und dem Heizwiderstand die Auslösespule eines. Hilfsrelais liegt, welches vom Hauptschalter oder Regler der Heizeinrichtung derart gesteuert wird, daß es das Schutzrelais und damit den Schutzschalter im spannungslosen Zustand des Heizstromkreises schließt bzw. geschlossen hält. Damit wird ein Überhitzungsschutz erreicht, der nur im Katastrophenfall, also bei Überhitzung der Heizwiderstände, meistens beim Trockengehen, anspricht. Damit ist aber jede Anwendungsmöglichkeit für den Überhitzungsschutz nach der Erfindung gegeben. Das Schutzrelais kann an jeder beliebigen Stelle; besonders auch im Inneren der Gehäuse von Heizgeräten eingebaut werden.The invention addresses these disadvantages of overheating protection for electrical heating resistors with an electromagnetic, on resistance change switch off the protective relay that responds to a temperature-dependent heating resistor, and achieves this in that in the heating circuit parallel to the trigger coil of the Protection relay and the heating resistor the tripping coil of a. Auxiliary relay is which is controlled by the main switch or controller of the heating device in such a way that it the protective relay and thus the circuit breaker when the heating circuit is de-energized closes or keeps closed. This achieves overheating protection that only in the event of a catastrophe, i.e. if the heating resistors overheat, usually during Going dry, appeals. But that means every possible application for overheating protection given according to the invention. The protection relay can be at any point; particularly can also be installed inside the housing of heating devices.

Das Schutzrelais und das Hilfsrelais wirken zweckmäßig mittelbar oder unmittelbar gegeneinander auf den Schutzschalter des Heizstromkreises. In einer besonders zweckmäßigen Ausführung ist dabei das Schutzrelais als Klappankerrelais ausgebildet, wobei das Hilfsrelais oberhalb und der Schutzschalter unterhalb des Relais in einer zweiten bzw. dritten Ebene angeordnet sind. Bei dieser Anordnung ist es vorteilhaft, daß der Schutzschalter und die Rückfeder des Schutzrelais innerhalb der hohl ausgebildeten Relaisgrundplatte, vorzugsweise an bzw. in einem kappenartigen Isolierstoffträger, angeordnet und mit dem Klappanker über einen an diesem befestigten Winkel verbunden sind. Damit wird eine besonders günstige Raumausnutzung erzielt, die vor allen Dingen für mehrpolige Abschaltung gut geeignet ist. -In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.The protective relay and the auxiliary relay act appropriately indirectly or directly against each other on the circuit breaker of the heating circuit. In a The protective relay as a clapper armature relay is particularly useful formed, the auxiliary relay above and the circuit breaker below the Relays are arranged in a second or third level. With this arrangement it is advantageous that the circuit breaker and the return spring of the protective relay are within the hollow relay base plate, preferably on or in a cap-like Isolierstoffträger, arranged and attached to the hinged armature via a Angles are connected. A particularly favorable use of space is thus achieved, which is particularly suitable for multi-pole disconnection. -In the drawing embodiments of the invention are shown.

Bild 1 und 2 zeigen das Schutzrelais als Klappankerrelais in geschlossener und geöffneter Schaltstellung; Bild 3 und 4 zeigen zwei verschiedene Schaltungen und Anordnungen des Schutzrelais mit dem Hilfsrelais.Fig. 1 and 2 show the protective relay as a hinged armature relay in a closed position and open switch position; Figure 3 and 4 show two different circuits and arrangements of the protective relay with the auxiliary relay.

Nach Bild 1 und 2 ist auf der Grundplatte 1 das Magnetjoch 2 und auf diesem beweglich der Klappanker 3 befestigt. Auf dem Joch liegt die Stromwicklung 4, die mit dem Heizwiderstand in Reihe liegt. Am Klappanker 3 ist ein Winkel 5 befestigt, der mit einem in der Aushöhlung der Relaisgrundplatte 1 liegenden kappenartigen Isolierstoffträger 6 in Verbindung steht. An diesem Isolierstoffträger 6 sind die beweglichen Kontakte des Schalters befestigt. In dem Isolierstofüräger liegt die Feder 7, die sich gegen den mit einem Schraubgewinde zur Einstellung der Federkraft versehenen Festpunkt 8 abstützt. Über den Klappanker 3 ist die Spannungsspule 9 des Hilfsrelais angeordnet, dessen Anker 10 dem Klappanker 3 entgegenwirkt und letzteren im spannungslosen Zustand des Heizstromkreises sperrt, wie es in Bild 1 dar= gestellt ist. Der Anker 10 steht unter dem Druck einer Feder 11 und ist mit einem Knopf 12 verbunden, der auch eine Rückstellung des Klappaukers 3 von Hand aus ermöglicht.According to Figures 1 and 2, the magnet yoke 2 is attached to the base plate 1 and the hinged armature 3 is movably attached to it. The current winding 4, which is in series with the heating resistor, is located on the yoke. An angle 5 is attached to the hinged armature 3 and is connected to a cap-like insulating material carrier 6 located in the cavity of the relay base plate 1. The movable contacts of the switch are attached to this insulating support 6. The spring 7, which is supported against the fixed point 8, which is provided with a screw thread for adjusting the spring force, lies in the insulating support. The voltage coil 9 of the auxiliary relay is arranged over the hinged armature 3, the armature 10 of which counteracts the hinged armature 3 and blocks the latter when the heating circuit is de-energized, as is shown in Figure 1. The armature 10 is under the pressure of a spring 11 and is connected to a button 12, which also enables the folding rocker 3 to be reset by hand.

Liegt der Heizstromkreis unter Spannung, so wird der Anker 10 durch die Spannungsspule 9 angezogen und gestattet dem Klappanker 3, sich frei zu bewegen und gegebenenfalls den Heizstromkreis mit Hilfe des Schutzschalters auszuschalten, wie es in Bild 2 dargestellt ist. Wird jedoch der Heizstromkreis durch einen Hauptschalter oder durch einen Regler unterbrochen bzw. ausgeschaltet, so wird die Spannungsspule 9 stromlos, und der Anker 10 wird mit Hilfe der Spannfeder 11 auf den Klappanker 3 und schließt diesen und damit auch den Schutzsehalter. Eine überhitzung des Heizwiderstandes kann in diesem Zustand nicht erfolgen, weil ja der gesamte Stromkreis ausgeschaltet ist.If the heating circuit is under voltage, the armature 10 is through the tension coil 9 is attracted and allows the hinged armature 3 to move freely and, if necessary, switch off the heating circuit using the circuit breaker, as shown in Figure 2. However, the heating circuit is controlled by a main switch or interrupted or switched off by a controller, the voltage coil is activated 9 currentless, and the armature 10 is with the help of the tension spring 11 on the hinged armature 3 and closes this and thus also the protective switch. Overheating of the heating resistor cannot take place in this state because the entire circuit is switched off is.

Aus Bild 3 ist die Schaltung der Auslösespulen in bezug auf die Heizwiderstände zu ersehen. Drei in Stern geschaltete Heizwiderstände13, die temperaturabhängig sind, sind über den Schutzschalter 14 an das Netz RST angeschlossen, in dem der Hauptschalter oder ein Heizstromregler liegt. Im Stromkreis der Heizwiderstände 13 und in Reihe mit diesen liegt die Stromspule 4 des Schutzrelais 2, 3. Das Schutzrelais wirkt über den Winkel 5 auf den Schutzschalter 14. Die Rückfeder 7 ist dem normalen magnetischen Feld des Joches 2 angepaßt. Die Spannungsspule 9 des Hilfsrelais ist an einer Phase T und den Nulleiter des Stromkreises angeschlossen und wirkt mit seinem Anker 10 ebenfalls, aber entgegengesetzt auf den Schutzschalter 14.The circuit of the trip coils in relation to the heating resistors can be seen in Figure 3. Three star-connected heating resistors13, which are temperature-dependent, are connected via the circuit breaker 14 to the network RST, in which the main switch or a heating current regulator is located. The current coil 4 of the protective relay 2, 3 lies in the circuit of the heating resistors 13 and in series with them. The protective relay acts on the circuit breaker 14 via the angle 5. The return spring 7 is adapted to the normal magnetic field of the yoke 2. The voltage coil 9 of the auxiliary relay is connected to a phase T and the neutral conductor of the circuit and, with its armature 10, also acts, but in the opposite direction, on the circuit breaker 14.

Nach dem Ausführungsbeispiel Bild 4 besitzt das Schutzrelais einen Anker 15, der direkt mit dem Schutzschalter 14 in Verbindung steht, wobei der Anker 10 des Hilfsrelais ebenfalls auf den Schutzschalter 14 in entgegengesetzter Richtung einwirkt.According to the exemplary embodiment in Figure 4, the protective relay has a Armature 15, which is directly connected to the circuit breaker 14, the armature 10 of the auxiliary relay also to the circuit breaker 14 in the opposite direction acts.

Auch bei den Ausführungsbeispielen nach Bild und 4 wird bei Zunahme des Widerstandswertes des Heizwiderstandes 13, beispielsweise bei einer Elberhitzung des Heizwiderstandes durch Trockengehen des Heizgerätes, das magnetische Feld des. Schutzrelais 2, 3 durch die geringere Stromstärke, die jetzt durch die Stromspule 4 fließt, geschwächt, wodurch die Rüekfeder 7 den Anker 3 bzw. 15 abhebt und damit den Schutzschalter14 ausschaltet. Bei Ausschalten des I-Iauptschaltdrs öder Reglers wird durch den Anker 10 des Hilfsrelais der Schutzschalter 14 wieder eingeschaltet, da dann die Spule 9 stromlos ist und die Feder 11 zur Wirkung kommt. Bei ausgeschaltetem Ieizstromkreis ist also stets der Schutzschalter 14 gesehlosseri.Also in the embodiments according to Fig. 4 and Fig. 4, the increase the resistance value of the heating resistor 13, for example when the Elbe is heated the heating resistance by drying the heater, the magnetic field of the. Protective relays 2, 3 due to the lower amperage that is now flowing through the current coil 4 flows, weakened, whereby the back spring 7 lifts the armature 3 or 15 and thus switches off the circuit breaker 14. When the I main switch or controller is switched off the circuit breaker 14 is switched on again by the armature 10 of the auxiliary relay, since then the coil 9 is de-energized and the spring 11 comes into effect. When switched off Ieizstromkreis is always the circuit breaker 14 closed.

Die Ausführungsbeispiele nach Bild 3 und 4 zeigen nur ein Schutzrelais in einer der drei Phasen. Vorteilhafter ist es, bei Mehrphasenbetrieb in jeder Phase ein Stromrelais als 17berhitzungsschutz vorzusehen.The embodiments according to Figures 3 and 4 only show one protective relay in one of the three phases. It is more advantageous in multi-phase operation in each phase a current relay is to be provided as protection against overheating.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Overheating protection for electrical heating resistors with an electromagnetic, on resistance change a temperature-dependent Heating resistor responding protection relay, its tripping coil with the heating resistor is in series and switches it off in the event of overheating, characterized in that; that in the heating circuit parallel to the trip coil of the protective relay and the heating resistor the tripping coil of an auxiliary relay is located, which is from the main switch or controller the heater is controlled in such a way that it is the protective relay and thus the Circuit breaker closes or closes when the heating circuit is de-energized holds. 2. overheating protection according to claim 1; characterized in that the protective relay and the auxiliary relay against each other directly or indirectly on the circuit breaker of the heating circuit act. 3. 1Toverheating protection according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the protective relay is designed as a hinged armature relay and that Auxiliary relay above and the circuit breaker below the protective relay in one second and third level are arranged: 4: Overheating protection according to claim 1 to 3, characterized; the circuit breaker and the return spring of the protective relay within the hollow relay base plate, preferably on or in one cap-like Isoherstoffträger, arranged and with the hinged anchor over a connected to this fixed angle. 5. Overheating protection according to claim 1 to 4, characterized; that with multi-phase operation a current relay in each phase acts as protection against overheating.