DE1133807B

DE1133807B - Zeitschalter mit stromabhaengigem Verzoegerungsglied

Info

Publication number: DE1133807B
Application number: DED34560A
Authority: DE
Inventors: Erik Andersen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-10-19
Filing date: 1960-10-19
Publication date: 1962-07-26
Also published as: CH396173A; US3200294A; GB1001641A

Description

Zeitschalter mit stromabhängigem Verzögerungsglied Die Erfindung betrifft einen Zeitschalter mit stromabhängigem Verzögerungsglied, in dessen Stromkreis ein auf Fehler ansprechender Schalter liegt, insbesondere zur Überwachung von Druckunterschieden. Es handelt sich also um die Schutzschaltung eines Systems, das beim Auftreten eines Fehlers nach einer gewissen Verzögerungszeit entsprechend beeinflußt wird.
Eine solche Schutzschaltung ist beispielsweise erforderlich, um die ölschmierung in einem Verdichter zu kontrollieren. Falls die Schmierung versagen sollte, muß der Antriebsmotor ausgeschaltet werden. In diesem Zusammenhang verwendet man als Fehlerschalter einen Differenzpressostat, der den Druckunterschied zwischen ölpumpe und Kurbelgehäuse mißt. Sinkt die Druckdifferenz unter einen bestimmten Wert, wird der Pressostatschalter geschlossen und ein mit ihm in Reihe liegendes Verzögerungsglied, z. B. eine Heizwicklung eines Zeitschalters, z. B. eines Bimetall-Zeitschalters, erregt. Nach 60 bis 90 Sekunden unterbricht dann der Zeitschalter den Strom zum Antriebsmotor des Verdichters. Es ist klar, daß derartige Schutzschaltungen auch für andere Systeme und andere Fehlerquellen benutzt werden können.
Ein Versagen des Zeitschalters, beispielsweise infolge Durchbrennens der Heizwicklung, kann katastrophale Folgen haben, weil das System trotz des Fehlers wetterbetrieben wird. Dieser Nachteil wurde bisher in Kauf genommen. Es bestand nicht einmal die Möglichkeit, auf sichere Art und Weise die Funktionsfähigkeit des Zeitschalters zu überprüfen.
Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß im Stromkreis des Verzögerungsgliedes außerdem ein Notrelais angeordnet ist, das von dem das Verzögerungsglied durchfließenden Strom beeinflußt wird und bei einer Stromunterbrechung im gleichen Sinne schaltet wie der Zeitschalter bei Fehleranzeige.
Fehlerschalter bei elektrischen Anlagen sind ganz allgemein bekannt. Sofern sie direkt und nicht über ein Verzögerungsglied auf das zu schützende System einwirken, tritt die der Erfindung zugrunde liegende Problematik gar nicht auf. Zwar hat man aus anderen Gründen für die den Fehlerschalter aufweisende Schutzschaltung eines Systems noch eine eigene Schutzschaltung vorgesehen. Hierbei benötigte aber das Notrelais einen besonderen Stromkreis mit einer eigenen Spannungsquelle. Demgegenüber hat die erfindungsgemäße Schaltung den Vorteil, daß das Notrelais im gleichen Stromkreis wie das zu überwachende Element des stromabhängigen Verzögerungsgliedes angeordnet sein kann. Man kann die für eine Stromunterbrechung im Verzögerungsglied charakteristischen Zustände in diesem Stromkreis ausnutzen, um das von der gleichen Spannung betriebene Notrelais wirksam werden zu lassen.
Wenn man dafür sorgt, daß das Verzögerungsglied dauernd von einem Hilfsstrom durchflossen wird, kann man den Fehler im Verzögerungsglied schon sofort nach seinem Entstehen durch das Notrelais feststellen und die erforderliche Schaltung im System vornehmen. Eine solche Ruhestromüberwachung ist aber nicht notwendig; es genügt, wenn dafür gesorgt ist, daß das Notrelais beim Schalten des Fehlerschalters eine ausreichende Leistung zugeführt erhält. Es kommt ja nur darauf an, daß das Notrelais die Funktionsunfähigkeit des Zeitschalters im Augenblick des Auftretens des Fehlers im System anzeigt, weil in diesem Augenblick schon die Umschaltung erfolgt und eine gefährliche Weiterentwicklung unterbunden wird. Das Notrelais erfüllt hierbei die Funktion des Zeitschalters, wobei lediglich der Fortfall der Zeitverzögerung in Kauf genommen werden muß.
Es empfiehlt sich, den Zeitschalter und den Notrelaisschalter im Stromkreis des Relais eines Motorschutzschalters anzuordnen, um jeglichen Aufwand auf der Starkstromseite zu vermeiden. Insbesondere kann man sogar das Verzögerungsglied und das Notrelais auf einen gemeinsamen Schalter einwirken lassen. Eine andere Möglichkeit, die sich aus der Kombination des Zeitschalters mit einem Notrelais ergibt, besteht darin, daß der Zeitschalter im Stromkreis des Verzögerungsgliedes liegt und so künstlich die Stromunterbrechung schafft, auf Grund deren das Notrelais den Motor abschaltet. In diesem Fall kann das Notrelais sogar durch das Relais des Motorschutzschalters ersetzt sein.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt Fig. l die Schaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 die Schaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 die Schaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und Fig. 4 den konstruktiven Aufbau eines in dem dritten Ausführungsbeispiel verwendeten Schalters.
Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 wird der Schutzschaltung Spannung an den Klemmen 1 und 2 zugeführt. Das Verzögerungsglied 3 des Zeitschalters 4 liegt in Reihe mit den Widerständen 5 und 6. Der bei dieser Anordnung durch das Verzögerungsglied 3 fließende Strom beeinflußt den Zeitschalter nicht. Der Widerstand 5 kann durch den Fehlersehalter 7 überbrückt werden, also beispielsweise den Schalter eines DifFerenzpressostaten. Der in diesem Fall fließende; höhere Strom beeinflußt das Verzögerungsglied 3 derart, daß nach 60 bis 90 Sekunden der Zeitschalter 4 öffnet. Der Zeitschalter liegt im Stromkreis des Relais 8 eines nicht näher veranschaulichten Motorschutzschalters, so daß nach Stromloswerden des Relais 8 der Motor abgeschaltet wird.
Zusätzlich zu den soeben beschriebenen Elementen weist die erfindungsgemäße Schaltung noch ein Notrelais 9 auf, dessen Schalter 10 in Reihe mit dem Zeitschalter 4 im Stromkreis des Motorrelais 8 liegt. Der Stromdurchgang durch das Notrelais 9 hängt weitgehend von dem Spannungsabfall ab, den der Strom durch das Verzögerungsglied 3 hervorruft. Im normalen Betrieb ist der Spannungsabfall so klein, daß kein zum Ansprechen ausreichender Strom durch das Relais 9 fließt. Ist dagegen die Heizwicklung des Verzögerungsgliedes 3 durchgebrannt, so fließt ein erheblich größerer Strom durch das Notrelais 9, so daß der Schalter 10 betätigt wird und über das Motorrelais 8 den Motor abschaltet. Damit ist erreicht, daß beim Auftreten eines Fehlers, gekennzeichnet durch die Betätigung des Schalters 7, die Sicherheit für das Abschalten des Motors gegeben ist. Hierdurch ist der Zeitschalter aufs beste abgesichert.
In Fig. 2 sind die gleichen Schaltelemente wie in Fig. 1 verwendet. Jedoch ist diesmal das Notrelais 9 in Reihe mit dem Verzögerungsglied 3 geschaltet. Der Zeitschalter 4 liegt in Reihe mit den genannten Elementen. Der Schalter 10 des Notrelais 9 vermag allein den Stromkreis des Motorrelais 8 zu unterbrechen.
Im Normalbetrieb fließt durch das Notrelais 9 ein relativ geringer Strom, dessen Größe durch den Gesamtwiderstand der hintereinandergeschalteten Elemente bestimmt ist. Dieser Strom reicht aus, um das Notrelais 9 zum Ansprechen zu bringen. Brennt die Heizwicklung des Verzögerungsgliedes 3 durch, wird der Strom unterbrochen, das Notrelais 9 fällt ab, und der Schalter 10 unterbricht die Stromzufuhr zum Motorrelais, so daß der Motor abgeschaltet wird. Bei dieser Schaltung wird also der Fehler im Verzögerungsglied 3 sofort beim Entstehen festgestellt und das gesamte System abgeschaltet. Bei dieser Anordnung sichert. das Notrelais 9 nicht nur das Verzögerungsglied 3, sondern auch sämtliche anderen in Reihe damit liegenden Schaltelemente ab.
Bei intakter Schaltung vermag der obenerwähnte schwache Strom den Zeitschalter nicht zu beeinflussen. Wird jedoch der Fehlerschalter 7 niedergelegt, spricht das Verzögerungsglied 3 an, und nach gewisser Zeit wird der Zeitschalter 4 geöffnet. In diesem Augenblick wird das Notrelais 9 stromlos, der Schalter 10 fällt ab, und der Motor wird über das Motorrelais 8 abgeschaltet. Hierbei hat das Notrelais nicht nur die Sicherheitsfunktion, sondern leitet in jedem Fall das Abschalten des Motors ein.
Bei einer noch einfacheren Anordnung kann man sogar auf die Schaltelemente 8 und 10 verzichten. wenn man das Relais des Motorschutzschalters als Notrelais 9 verwendet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Hintereinanderschaltung des Verzögerungsgliedes 3 und des Notrelais 9 in ähnlicher Weise wie in Fig. 2 vorgenommen. Hier arbeiten jedoch diese beiden Schaltelemente auf einen gemeinsamen Schalter 4, 10, der im Stromkreis des Motorrelais 8 liegt. Der im Normalbetrieb die Reihenschaltung durchfließende Strom genügt, damit das Relais 9 den Schalter 4, 10 in seine wirksame Stellung bringt, so daß das Motorrelais 8 anziehen kann. Sobald der Fehlerschalter 7 niedergedrückt ist, wird infolge der Stromerhöhung das Verzögerungselement 3 wirksam, so daß nach geraumer Zeit der Schalter 4, 10 wieder in seine tote Stellung geführt und der Motor abgeschaltet wird. In gleicher Weise wird jedoch auch der Motor abgeschaltet, wenn infolge des Versagens einer der hintereinandergeschalteten Schaltelemente das Notrelais 9 stromlos wird.
In Fig. 4 ist eine Konstruktion veranschaulicht, wie sie in Fig. 3 für die Kombination der Schaltelemente 3, 9 und 4, 10 verwendet werden kann. Das Notrelais 9 besteht aus einer Spule 11, die in einem Gehäuse 12 gehalten ist. Der Eisenkern 13 wird durch eine Feder 14 nach unten gedrückt. Wenn die Spule 11 stromdurchflossen ist, wird der Eisenkern bis in die gezeichnete Stellung angehoben, in der der Fortsatz 15 gegen den Anschlag 16 anstößt. Das Verzögerungsglied 3 besteht aus einer Bimetallfeder 17, die mit einer Heizwicklung 18 umgeben ist. Auf der Grundplatte 19 befindet sich der Anschluß 20 sowie die feststehenden Kontakte 21 und 22 mit ihren Ausführungen 23 und 24. Der Kontaktarm 25 mit dem beweglichen Kontakt steht elektrisch über die Kombination von Hebeln 26, 27 und Federn 28, 29 mit dem Anschluß 20 in Verbindung.
Im stromlosen Zustand drückt der Eisenkern 13 auf den Hebel 25 und legt damit den beweglichen Kontakt an den toten festen Kontakt 22. Im veranschaulichten Fall, in dem die Spule 11 stromdurchflossen ist, gibt der Eisenkern 13 den Hebel 25 frei, und der bewegliche Kontakt legt sich an den zum Motorrelais 8 führenden festen Kontakt 21 an. Wenn die Heizwicklung 18 erwärmt wird, gibt die Bimetallfeder 17 den Hebel 26 frei. Dieser bewegt sich infolge der Kraft der Feder 29 nach oben, so daß wiederum der bewegliche Kontakt am Hebel 25 gegen den toten festen Kontakt 22 angelegt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Zeitschalter mit stromabhängigem Verzögerungsglied, in dessen Stromkreis ein auf Fehler ansprechender Schalter liegt, insbesondere zur Überwachung von Druckunterschieden, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis des Verzögerungsgliedes außerdem ein Notrelais angeordnet ist, das von dem das Verzögerungsglied durchfließenden Strom beeinflußt wird und bei einer Stromunterbrechung im gleichen Sinne schaltet wie der Zeitschalter bei Fehleranzeige.
2. Zeitschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Notrelais einen vom Zeitschalter gesonderten Schalter bedient.
3. Zeitschalter nach Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß Zeitschalter und Notrelaisschalter im Stromkreis des Relais eines Motorschutzschalters liegen.
4. Zeitschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied und das Notrelais auf einen gemeinsamen Schalter einwirken.
5. Zeitschalter nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitschalter im Stromkreis des Verzögerungsgliedes liegt und so künstlich die Stromunterbrechung schafft, auf Grund deren das Notrelais den Motor abschaltet.
6. Zeitschalter nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Notrelais vom gleichen Strom wie das Verzögerungsglied durchflossen wird und der Fehlerschalter einen im Stromkreis liegenden Vorwiderstand überbrückt.
7. Zeitschalter nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Notrelais von dem Spannungsabfall beeinflußt wird, den der das Verzögerungsglied durchfließende Strom hervorruft. B. Zeitschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Notrelais eine Spule mit Eisenkern und der Zeitschalter ein Bimetallschalter ist, und daß im stromlosen Zustand der Spule der Eisenkern das Hebelsystem des Bimetallschalters beeinflußt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 596 044, 825 863; schweizerische Patentschrift Nr. 178 668.