DE321381C - Zeitrelais mit ablaufendem Kontaktgewicht, das bei UEberstrom durch Aberregung einesMagneten freigegeben wird - Google Patents

Description

Ein elektrisches Verteilungsnetz ist bekanntlich in einem jeden seiner Hauptteile (Elektrizitätserzeugung, Leitung, Verteilung) mit durch elektrische Relais betätigten auto-, matischen Ausschaltern versehen, und man ist bestrebt, diese Automaten stufenweise derart anzuordnen und einzuregulieren, daß, wenn eine Störung eintritt, nur der Apparat in Funktion treten kann, welcher unmittelbar

ίο vor der Stelle angeordnet ist, wo der Kurzschluß oder die Überlastung vorkommt. Leider läßt sich dies in ,der Praxis nicht immer verwirklichen, und im Falle eines wirklichen Kurzschlusses oder einer großen Überlastung muß man oft konstatieren, daß nicht nur der in Frage kommende Apparat betätigt "wird, sondern daß auch noch die Apparate der vorhergehenden Reihen in Funktion gesetzt werden. Auf diese Weise wird ein sehr großer Teil, wenn nicht das ganze Netz während einer beträchtlichen Zeitdauer außer Betrieb gesetzt.

Das den Erfindungsgegenstand bildende Zeitrelais bezweckt, den durch seine besondere Bauart und Wirkungsweise erwähnten Übelständen vorzubeugen*

Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.

Das in Fig. ι schematisch dargestellte Zeitrelais besteht in der Hauptsache aus einer horizontalen Welle i, auf welche eine Seilrolle 2 gekeilt ist. Um diese Rolle 2 ist eine das Gewicht 3 tragende Schnur io gewunden, deren freies Ende in der Rinne der Rolle befestigt ist; das Gewicht 3, dessen unterster Teil 4 in passender Form, z. B. flach ausgebildet und aus gutleitendem Material hergestellt wird, ist dazu bestimmt, bei 15 einen elektrischen Kontakt zu schließen. Dieser unterste Teil 4 ist durch eine Platte aus Isoliermaterial von dem eigentlichen Körper des Gewichtes 3 getrennt. Die Welle 1, auf welcher entweder irgendeine Brems- oder Reguliervorrichtung oder, wenn nötig, die zum Vergrößern der Trägheit des Systems bestimmten zylindrischen Zusatzmassen 13 montiert werden können, ist mit einer ihr parallelen Welle 5 mittels irgendwelcher - Übersetzungsmechanismen 6 verbunden, beispielsweise mittels eines oder mehrerer Zahnradgetriebe, die derart montiert .sind, daß die Geschwindigkeit der Welle 5 kleiner ist, als diejenige der Welle 1.

Auf die Welle 5· ist ebenfalls eine Seilrolle 7 gekeilt, um welche eine den Kern des saugenden Elektromagneten 9 tragende Schnur 8 gewunden ist, deren freies Ende in der Rinne der Rolle 7 befestigt ist. Beide Rollen 2 und 7 können auch auf eine gemeinsame Welle gekeilt werden, ohne in der Erfindung irgend etwas zu ändern; in diesem Falle müßten die Durchmesser der beiden Rollen voneinander sehr verschieden sein.

Die Schnüre 8 und 10 sind derart auf die Rollen 7 und 2 gewunden, daß, wenn auf die Schnur der Rolle 7 ein vertikaler Zug von oben nach · unten ausgeübt wird, d. h. wenn der am Ende des Fadens 8 befestigte Eisen-

kern des Elektromagneten 12 zu sinken anfängt, das Gewicht 3 alsdann zu steigen "beginnt und umgekehrt. Durch einen Anschlag 11 wird verhindert, daß der Kern 9 des Elektromagneten 12 bei Erregung des letzteren ganz in seine Gleichgewichtslage kommt.

Die Masse des Gewichtes 3 ist nun eine genügende, um das ganze System mitzunehmen, wenn der Elektromagnet 12 nicht erregt ist. Die Geschwindigkeit des Sinkens des Gewichtes 3 ist übrigens einregulierbar durch Ändern der Zusatzmassen 13 oder eventuell des Widerstandsdrehmomentes des Bremssystems. Überdies kann sowohl beim Gewicht 3 als auch beim Kern 9 des Elektromagneten 12 zu der betreffenden Masse noch hinzugefügt oder von derselben weggenommen werden.

Die Wicklung des Elektromagneten 12 ist derart bemessen, daß in jedem Falle (d. h. welches auch die Wirkungen der Bremssysteme, die Größe der Zusatzmassen 13 oder die Differenz des Gewichtes 3 und des Magnetenkernes 9 sein mögen) diese Wicklung die zum Wiederaufwinden des Gewichtes 3 bis zu seiner Normallage, d. h. bis zum höchsten Punkte seiner Bahn, nötige Anzugskraft besitzt. In dieser Lage ist die Anschlagsplatte des Kernes 9 des Elektromagneten 12 gegen den Anschlag 11 angedrückt. _;

Auf der Bahn des Gewichtes 3 ist ein längs einer in Grade eingeteilten Vertikalskala 14 hin und her beweglicher Kontaktschieber 15 angeordnet, welcher z. B. mittels einer Stellschraube feststellbar ist. Der Kontaktschie- ' ber 15 ist mit einer horizontalen Fläche versehen; diese besteht aus zwei gutleitenden Platten und einem zwischen ihnen liegenden ■ Isolierstück und bildet, da die beiden Platten vermittels je einer Klemme mit einem der Enden ' des Betätigungsstromkreises I des Hauptschalters verbunden sind, ein elektrisches .Kontaktorgan, durch welches der Stromkreis I geschlossen und somit der Ausschalter geöffnet wird, wenn der unterste Teil 4 des Gewichtes 3 auf der Fläche ruht.

Der Elektromagnet 12 ist von einem Hilfs- ; strom gespeist, der von einem durch II angegebenen Stromkreis geliefert wird. Dieser Stromkreis kann mittels eines, einen Kontakt betätigenden Elektromagneten 16 oder mittels eines anderen geeigneten Apparates geöffnet werden. Durch die Spule des Elektromagneten 16 fließt der Strom des Netzes oder ein dem Netzstrome proportionaler Strom. Dieser proportionale Strom kann mittels eines kleinen geeigneten. Transformators oder mittels irgendeiner anderen zweckentsprechen- ' den Vorrichtung erhalten werden. Der Speisestromkreis des Elektromagneten 16 ist : dufch.III bezeichnet.

" Selbstverständlich könnte anstatt des durch das Gewicht 3 gebildeten Kontaktstückes irgendeine andere Vorrichtung verwendet werden, durch welche ein elektrischer Kontakt geschlossen werden kann»

Der. Apparat funktioniert folgendermaßen: Ist in der zu schützenden elektrischen Verteilungsleitung die Stromstärke normal, so übt die am Ende des Kernes des Elektromagneten 16 befestigte' Feder 17 einen Zug auf diesen Kern aus, der großer ist als die entgegenwirkende magnetische Anziehung des Elektromagneten. Die auf dem Kern des Elektromagneten 16 befestigte Kontaktplatte befindet sich also in der Schließstellung des Stromkreises II. Die Wicklung des Elektromagneten 12 ist also von dem Strom des Stromkreises II durchflossen, so daß der Elektromagnet 12 erregt und dessen Kern angezogen ist; die Anstoßplatte befindet sich mithin am Anschlag 11, so daß das Gewicht 3 in seiner obersten Stellung gehalten wird.

Erreicht nun der Hauptstrom (d. h. der Strom der zu schützenden Verteilungsleitung) eine unzulässige Stärke, so wird die auf den Kern des Elektromagneten 16 ausgeübte magnetische Wirkung größer als der Zug der entgegenwirkenden Feder 17; die auf dem Kern des Elektromagneten 16 befestigte Kontaktplatte wird also nach unten gezogen und öffnet den den Elektromagneten 12 speisenden Stromkreis II, so daß die Erregung des letzteren Elektromagneten aufhört und das Gewicht 3 zu sinken anfängt. Dieses schließt nach Durchlaufen des Raumes von seiner obersten Lage bis zum Kontaktorgan 15 den Auslösestromkreis I, wodurch der Haupt-, schalter geöffnet wird. Die Zeitdauer von dem Augenblick an, wo die Stromstärke eine gefährliche wird, bis zu dem Augenblick, wo der Ausschalter geöffnet wird, ist, wie gesagt, regelbar.

Ist der Hauptschalter geöffnet, also der Magnet 16 stromlos geworden oder nimmt während der Abwärtsbewegung des Gewichtes 3 die Stärke des Hauptstromes und damit die Erregung des Magneten 16 wieder ihren normalen Wert an, so schließt die Feder 17 die auf dem Kern des Magneten 16 befestigte Kontaktvorrichtung und diese den Stromkreis II, so daß der Elektromagnet 12 wieder erregt, dessen Kern 9 "wieder angezogen und das Gewicht 3 wieder in seine normale höchste Stellung zurückgebracht wird.

Da die Dauer des Funktionierens der Vorrichtung von der Hauptstromstärke vollständig unabhängig ist, andererseits aber vermieden werden soll, daß durch eine sehr große Überlastung, z. B. einen starken Kurzschluß, Störungen verursacht werden In jener Zwischenzeit, nach deren Ablauf das Relais seine Wirkung auszuüben hat,!so werden oberhalb

des beweglichen Kontaktorganes 15 ein oder auch mehrere ähnliche Kontaktorgane (Fig. 2 und 3) vorgesehen, die im normalen Betriebe nicht auf der Bahn des Gewichtes 3 sich befinden.

Der in Fig. 2 dargestellte Hilfskontakt besteht im wesentlichen aus einer Kontaktscheibe α, welche auf einer um eine vertikale Achse c drehbar angeordneten Stange b angebracht ist. Die Achse c ist in einer Stütze d festgelagert. Die Rückzugsfeder e und die mit dem Kerne g des Elektromagneten h verbundene Schnur / sind ineinander entgegengesetzter Richtung an dem Ende der Stange b, welches der Kontaktscheibe α gegenüberliegt, befestigt. Der Erregungsstromkreis des Elektromagneten Λ ist in Serie mit demjenigen des Elektromagneten 16 (Fig. 1) geschaltet. Dieser gesamte Apparat wird auf einem längs der Vertikalskala 14 oberhalb des Kontaktorganes 15 verschiebbar angeordneten Tragorgane befestigt.

Die Fig. 3 veranschaulicht eine andere Ausführungsform des Hilfskontaktes. Bei dieser ist der in gerader Richtung verschiebbar angeordnete Hilfskontakt i einerseits mittels einer Schnur I mit dem Kern k des Elektromagneten j und andererseits mit der Rückzugsfeder m derart verbunden, daß die letztere der Saugwirkung des Elektromagneten j entgegenwirkt.

Dieser oder diese Hilfskontakte werden durch ihre Elektromagnete h und /, deren Erregungsstromkreise in Serie mit demjenigen des Elektromagneten 16 geschaltet sind, bei bestimmten höheren Stromstärken auf die Bahn des Gewichtes 3 gebracht, und zwar in solcher Reihenfolge, daß die Auslösezeit des Ausschalters mit steigendem Überstrom stufenweise abnimmt.

Es ist ohne weiteres begreiflich, daß in einem Verteilungsnetze sowohl die Höhe des Hauptkontaktorganes, als auch die Höhe der über demselben angeordneten Hilfskontaktorgane derart einreguliert werden können, daß das Relais für bestimmte Überlastungen entsprechenden Zeiten funktioniert. Es kann also jeder Ausschalter sein besonderes Wirkungsgebiet mit Sicherheit schätzen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Zeitrelais mit ablaufendem Kontaktgewicht, das bei Überstrom durch Aberregung eines Magneten freigegeben wird und nach einer einstellbaren Zeit den Auslösestromkreis für den Hauptschalter schließt, dadurch gekennzeichnet, daß das an einer Schnur und' Seilrolle (2) hängende Kontaktgewicht (3) durch ein Getriebe (1, 6, 5) mit einem ebenso auf gehängten und als Magnetkern ausgebildeten Gegengewicht (9) verbunden ist und ein für gewöhnlich von einer Hilfsstromquelle (II) erregter Magnet (12) das letztere (9) anzieht und damit das Kontaktgewicht (3) in seiner höchsten Stellung hält, bei Aberregung durch ein Uberstromrelais (16, 17) aber das Gegengewicht (9) freigibt, so daß das Kontaktgewicht (3) unter Überwindung des Gegengewichtes (9) abläuft bis zum Aufsetzen auf eine längs einer Skala (14) verschiebbare Kontaktvorrichtung (15) und hierdurch den Auslösestromkreis (I) für den Hauptschalter schließt, nach dessen Öffnung das Uberstromrelais (16, 17) sich wieder schließt, die Hilfstromquelle (II) ihren Magneten (12) von neuem erregt und dieser das Kontaktgewicht (3) in seine höchste Stellung zurückbringt.
2. 2. Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der erwähnten Kontaktvorrichtung (15) noch ein oder mehrere an der Skala (14) verschiebbare Kontaktvorrichtungen durch vom Überstrom oder einem ihm proportionalen Strom beeinflußte Elektromagnete gegen die Wirkung von Rückzugsfedern in solcher Reihenfolge in die Bahn des Kontaktgewichtes (3) gebracht werden, daß die _gQ Auslösezeit mit steigendem Überstrom stufenweise abnimmt (Fig. 2 und 3").

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.