DE1253801B - Single or multi-phase AC relay with thermal overload and magnetic quick release - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE Int. CI.:Int. CI .:

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Deutsche Kl.: 21 c - 69German class: 21 c - 69 AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Nummer: 1253 801Number: 1253 801

Aktenzeichen: T 24156 VIII b/21 cFile number: T 24156 VIII b / 21 c

Anmeldetag: 14. Juni 1963Filing date: June 14, 1963

Auslegetag: 9. November 1967Opened on: November 9, 1967

Die Erfindung betrifft ein ein- oder mehrphasiges Wechselstromrelais mit thermischer Überlast- und magnetischer Schnellauslösung, dessen Überlast-Auslöseglieder Bimetallstreifen sind, die einerseits direkt durch mindestens einen Teil des zu überwachenden S Stromes und andererseits indirekt durch die Wirbelstromverlustwärme in einem magnetischen Kreis geheizt werden.The invention relates to a single or multi-phase AC relay with thermal overload and magnetic quick release, the overload release elements of which are bimetallic strips, on the one hand direct through at least part of the S current to be monitored and, on the other hand, indirectly through the eddy current heat loss be heated in a magnetic circuit.

Die einfachste Möglichkeit, das Bimetallelement durch die zu steuernde Stromstärke aufzuheizen, besteht darin, daß der Strom unmittelbar durch den Bimetallstreifen hindurchgeleitet wird, wobei letzterer durch die Joulesche Wärme erhitzt wird. Man kann auch einen Heizwiderstand vorsehen, der in der Nähe des Bimetallstreifens angeordnet, von diesem aber durch einen Luftspalt getrennt ist. Es ist auch vorgeschlagen worden, das Bimetallelement ganz oder teilweise in Form einer metallischen Schleife auszuführen, die durch einen induzierten Strom beheizt wird, wobei diese Schleife im Spalt eines Transformators angeordnet ist, dessen Primärwicklung von dem zu steuernden Strom durchflossen wird. Schließlich ist vorgeschlagen worden, einen Bimetallstreifen durch die Verlustwärme eines ringförmigen Magnetkreises zu heizen, der durch eine Wicklung erregt wird, die von dem zu steuernden Strom durchflossen wird.The easiest way to heat up the bimetal element by controlling the current intensity, consists in that the current is passed directly through the bimetal strip, the latter is heated by the Joule heat. A heating resistor can also be provided, which is used in arranged near the bimetal strip, but separated from it by an air gap. It has also been proposed that the bimetal element wholly or partially in the form of a metallic Execute loop that is heated by an induced current, this loop in the gap a transformer is arranged, the primary winding of which flows through the current to be controlled will. Finally, it has been proposed to use a bimetallic strip due to the heat dissipation of an annular To heat the magnetic circuit, which is excited by a winding that is controlled by the Electricity flows through it.

Die unmittelbare Durchführung des zu steuernden Stromes durch das Bimetallelement ist für Relais für große Stromstärken nicht geeignet, denn die Bimetallstreifen schmelzen sehr schnell bei einem plötzlichen Kurzschlußstrom. Dadurch kann der ganze Schalter zerstört werden. Im übrigen ist es schwierig, mit einem vom Strom durchflossenen Bimetallstreifen eine lange Ansprechzeit zu erreichen, die das Anlaufen von Motoren zuläßt, welche Maschinen mit großem Trägheitsvermögen, z. B. Ventilatoren oder Schleifmaschinen, antreiben, d. h. von Motoren, bei denen die Anlaufüberlastung verhältnismäßig lange dauert. In diesem Fall ist die indirekte Heizung des Bimetallstreifens günstiger. Diese Art der Heizung hat aber einen großen Nachteil, der auf dem Wärmeträgheitsvermögen der den Bimetallstreifen heizenden Einrichtung beruht. Zur Erzielung guter Betriebsbedingungen ist es dabei bekanntlich nötig, daß die Elektromotoren in der Nähe ihrer normalen Belastung arbeiten. Wenn z. B. Werkzeugmaschinen angetrieben werden, die intermittierende Belastungen hervorrufen, entstehen kurzzeitige Belastungen, die das Relais vorübergehen läßt, ohne zu trennen. Andererseits kann die den Bimetallstreifen biegende Wirkung der in der das Ein- oder mehrphasiges WechselstromrelaisThe direct implementation of the current to be controlled through the bimetal element is for relays for large currents are not suitable, because the bimetal strips melt very quickly on one sudden short circuit current. This can destroy the entire switch. Otherwise it is difficult to achieve a long response time with a bimetal strip through which current flows, which allows the start of motors, which machines with large inertia, z. B. fans or grinding machines, driving, d. H. of motors in which the starting overload is proportionate takes long. In this case, indirect heating of the bimetal strip is cheaper. However, this type of heating has a major disadvantage, which is due to the thermal inertia of the Bimetal strip heating device is based. It is included to achieve good operating conditions it is well known that the electric motors work in the vicinity of their normal load. If z. B. Machine tools are driven, which cause intermittent loads, arise short-term Loads that the relay can pass without disconnecting. On the other hand, it can do the Bimetal strip bending effect of the single or multi-phase AC relay

mit thermischer Uberlast-with thermal overload

und magnetischer Schnellauslösungand magnetic quick release

Anmelder:Applicant:

LA TELEMfiCANIQUE ELECTRIQUE,
Societe anonyme, Nanterre, Seine (Frankreich)LA TELEMfiCANIQUE ELECTRIQUE,
Societe anonyme, Nanterre, Seine (France)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. H. Schiffer, Patentanwalt,
Karlsruhe, Amalienstr. 28Dipl.-Ing. H. Schiffer, patent attorney,
Karlsruhe, Amalienstr. 28

Als Erfinder benannt:
Eusebe Antoine Bourdeau,
Nanterre, Seine (Frankreich)Named as inventor:
Eusebe Antoine Bourdeau,
Nanterre, Seine (France)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 15. Juni 1962 (900 904)France of June 15, 1962 (900 904)

Ausschalteelement indirekt heizenden Einrichtung aufgespeicherten thermischen Energie noch andauern, wenn die Periode der Überlastung schon beendet ist. Daraus ergibt sich ein ungenauer Bereich in der Ausschaltcharakteristik des Relais, und es können selbst dann Fehlschaltungen entstehen, wenn die Einrichtung so justiert ist, daß sie auf zulässige Werte nicht anspricht.Switch-off element indirectly heating device stored thermal energy still persist, when the period of overload has already ended. This results in an imprecise area in the switch-off characteristics of the relay, and incorrect switching can occur even if the device is adjusted so that it does not respond to permissible values.

Es ist auch bereits ein thermischer Auslöser bekanntgeworden, bei dem der Bimetallstreifen sowohl direkt als auch indirekt beheizt wird, indem der zu steuernde Strom zuerst die Spule eines Elektromagneten durchfließt, dessen Verlustwärme indirekte Beheizung ergibt, und danach zur direkten Beheizung durch den Bimetallstreifen selbst geleitet wird. Dabei ist der Elektromagnet an der Stelle, an der die Wärme für den Bimetallstreifen besonders benötigt wird, mit geringem Querschnitt ausgeführt, so daß die die Auslösung bewirkenden Wärmeverluste dort besonders hoch sind. Außer diesen für die indirekte Beheizung des Bimetallstreifens dienenden Verlusten treten aber im gesamten Kreis des Elektromagneten erhebliche weitere Verluste auf, deren Wärmemenge nicht zur indirekten Beheizung des Bimetallstreifens herangezogen werden kann. Dieser bekannte thermische Auslöser hat außerdem durch die bei ihm angewendete Reihenschaltung der Heizleiter denA thermal release has also become known in which the bimetallic strip has both is heated directly as well as indirectly, in that the current to be controlled is first the coil of an electromagnet flows through, whose heat loss results in indirect heating, and then for direct heating is passed through the bimetal strip itself. The electromagnet is at the point where the Heat is particularly required for the bimetal strip, executed with a small cross-section, so that the heat losses causing the release are particularly high there. Except these for the indirect However, losses which serve to heat the bimetallic strip occur in the entire circuit of the electromagnet significant further losses, the amount of heat not used for indirect heating of the bimetallic strip can be used. This well-known thermal release has also been caused by the with him applied series connection of the heating conductors the

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Nachteil, daß die Aufteilung der Heizleistung auf Direkt- und Indirektbeheizung des Bimetallstreifens nicht ohne weiteres variiert werden kann und insbesondere nicht auf einfache Weise aufeinander abgestimmt werden kann.Disadvantage that the distribution of the heating power on direct and indirect heating of the bimetallic strip cannot be easily varied and in particular not matched to one another in a simple manner can be.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein ein- oder mehrphasiges Wechselstromrelais derart auszubilden, daß die Vorzüge der direkten Beheizung und der indirekten Beheizung des Bimetallstreifens miteinander vereinigt werden, so daß der dem Relais nachgeschaltete Stromkreis sowohl gegen kurz dauernde, aber kräftige Überströme als auch gegen weniger kräftige, aber dafür länger anhaltende Überströme geschützt wird. Dabei soll die indirekte Beheizung in einer solchen Weise erfolgen, daß außer der gewollten Heizleistung keine weitere Verlustwärme auftritt. Schließlich soll es ermöglicht werden, auf einfache Weise das Maß der direkten und der indirekten Beheizung für den jeweiligen Verwendungszweck genau aufeinander abzustimmen. so The object of the invention is to design a single or multi-phase AC relay in such a way that the advantages of direct heating and indirect heating of the bimetallic strip are combined so that the circuit downstream of the relay protects against both short but powerful overcurrents and less strong, but longer lasting overcurrents are protected. The indirect heating should take place in such a way that, apart from the desired heating output, no further heat loss occurs. Finally, it should be made possible, in a simple manner, to precisely coordinate the degree of direct and indirect heating for the respective purpose of use. so

Ausgehend von einem ein- oder mehrphasigen Wechselstromrelais mit thermischer Überlast- und magnetischer Schnellauslösung der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß parallel zum stromführenden Bimetallstreifen ein langgestreckter Leiter geschaltet ist, der von ferromagnetischem und elektrisch leitendem Material umhüllt ist, und das einer Außenfläche des Materials in geringem Abstand der Bimetallstreifen gegenüber liegt, der einseitig befestigt ist.Starting from a single or multi-phase AC relay with thermal overload and magnetic quick release of the type described above, this object is achieved according to the invention solved that connected in parallel to the current-carrying bimetal strip, an elongated conductor which is encased by ferromagnetic and electrically conductive material, and that of an outer surface of the material at a short distance from the bimetal strip, which is attached on one side is.

Dadurch, daß ein Teil des zu steuernden Stromes den Leiter für die indirekte Beheizung des Bimetallstreifens und der übrige Teil des Stromes den Bimetallstreifen selbst zur direkten Beheizung durchfließt, wird erreicht, daß weder kurzzeitige hohe Uberlastströme eine zu große Erwärmung des Bimetallstreifens noch lang andauernde geringe Überlastströme eine zu große Erwärmung der indirekten Beheizung zur Folge haben. Dadurch ist eine Abschaltcharakteristik erzielt worden, die zwischen derjenigen einer direkten Beheizung und derjenigen einer indirekten Beheizung des Bimetallstreifens liegt, wobei durch die Wärmeteilung außerdem die Zeit wesentlich herabgesetzt werden konnte, die nach einer Unterbrechung des zu steuernden Stromes zur Abkühlung erforderlich ist, bis der Stromkreis wieder geschlossen werden kann. Die Anordnung eines langgestreckten, von ferromagnetischem Material umhüllten Leiters in geringem Abstand neben dem Bimetallstreifen bewirkt eine indirekte Beheizung derart, daß außer der gewollten Heizleistung keine weitere Verlustwärme auftritt. Demzufolge nimmt der der indirekten Beheizung dienende Teil des Wechselstromrelais nur einen geringen Raum ein, so daß selbst Relais für große Stromstärken nur wenig Platz beanspruchen. Schließlich läßt sich die Formänderung des Bimetallstreifens durch Änderung des Widerstandes des Leiters in einfacher Weise variieren, wodurch ein Wechselstromrelais für den Schutz des Netzes bei unterschiedlichen Stromstärken verwendbar gemacht werden kann.Because part of the current to be controlled is the conductor for the indirect heating of the bimetallic strip and the remaining part of the current flows through the bimetal strip itself for direct heating, it is achieved that neither short-term high overload currents cause excessive heating of the bimetallic strip Long-term low overload currents cause the indirect ones to heat up too much Result in heating. As a result, a switch-off characteristic has been achieved which is between that direct heating and indirect heating of the bimetal strip lies, whereby the time could also be significantly reduced by the heat sharing, the after an interruption of the current to be controlled for cooling is necessary until the circuit is restored can be closed. The arrangement of an elongated, made of ferromagnetic material Covered conductor at a short distance next to the bimetal strip causes indirect heating in such a way that apart from the desired heating output, no further heat loss occurs. As a result, takes the part of the AC relay used for indirect heating only takes up a small amount of space, so that even relays for high currents take up little space. Finally, the Changing the shape of the bimetal strip by changing the resistance of the conductor in a simple manner vary, allowing an AC relay to protect the network at different amperages can be made usable.

Es erweist sich als vorteilhaft, daß das ferromagnetische Material aus einem Stab aus Stahl von rechteckigem Querschnitt, der mit einer von dem Leiter frei durchquerten Axialbohrung versehen ist, und der Leiter aus einer geradlinig verlaufenden zylindrischen Stange besteht. Auch kann der Stab aufIt proves to be advantageous that the ferromagnetic material consists of a steel rod of rectangular cross-section provided with an axial bore freely traversed by the conductor, and the conductor consists of a straight cylindrical rod. The rod can also be on

einer seiner Flächen eine Längsnut aufweisen, wodurch Pole gebildet sind, denen eine Platte gegenübersteht, die von den Polen durch eine Rückzugseinrichtung entfernt gehalten wird, und die Platte kann zur Öffnung eines Trennkontaktes dienen. Auf diese Weise wird das ferromagnetische Material dazu verwendet, um einerseits auf induktivem Wege den Bimetallstreifen indirekt zu heizen, so daß das Netz gegen verhältnismäßig schwache und langandauernde Überlastungen geschützt wird, und andererseits, um auf magnetischem Wege eine augenblickliche Auslösung hervorzurufen, wenn die Überlastung stark ist.one of its surfaces have a longitudinal groove, whereby poles are formed which are opposed to a plate which is held away from the poles by a retraction device, and the plate can serve to open an isolating contact. In this way, the ferromagnetic material is used, on the one hand, to indirectly heat the bimetal strip inductively, so that the network is protected against relatively weak and long-lasting overloads, and, on the other hand, to induce an instantaneous triggering by magnetic means if the overload is severe is.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Platte von einem magnetischen Träger in U-Form gehalten sein, der den Stab teilweise umgibt, dessen einer Schenkel mit der mit der Längsnut versehenen Fläche gegenüberliegenden Fläche des Stabes in enger magnetischer Berührung gehalten ist und dessen gegenüberliegender Schenkel in einer Zunge endet, die der Platte als Anschlag dient. Dabei kann die Platte in der Ruhelage durch eine Feder gegen die Wand des U-Trägers, gegen die der Platte zugekehrte Kante des Stabes und gegen die Zunge gedrückt werden.According to a further development of the invention, the plate can be supported by a magnetic carrier in a U-shape be held, which partially surrounds the rod, one leg of which is provided with the longitudinal groove Face opposite face of the rod is held in close magnetic contact and its opposite leg ends in a tongue that serves as a stop for the plate. Here can the plate in the rest position by a spring against the wall of the U-beam against which the plate is facing Edge of the stick and pressed against the tongue.

Die nachfolgende Beschreibung soll an Hand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung nicht beschränkt ist, zeigen, wie die Erfindung verwirklicht werden kann. Einzelheiten, die aus der Zeichnung und dem Text hervorgehen, bilden Teile des Erfindungsgegenstandes. Es zeigtThe following description is based on the drawings of an exemplary embodiment to which the invention is not limited, show how the invention can be practiced. Details, which emerge from the drawing and the text form part of the subject matter of the invention. It shows

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht des Wechselstromrelais nach der Erfindung,Fig. 1 is a schematic perspective view of the AC relay according to the invention,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Pol des Relais, etwa nach Linie II-II von Fig. 5,Fig. 2 is a longitudinal section through a pole of the relay, approximately along line II-II of Fig. 5,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III von Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV von Fig. 3,Fig. 3 is a section along line III-III of Fig. 2, Fig. 4 is a section along line IV-IV of Fig. 3,

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Wechselstromrelais für Dreiphasenwechselstrom undFig. 5 is a plan view of an AC relay for three-phase AC and

Fig. 6 ein Diagramm, welches die mit einem Wechselstromrelais nach der Erfindung erzielten Ergebnisse zeigt.Fig. 6 is a diagram which those achieved with an AC relay according to the invention Results shows.

Bei dem in den Figuren dargestellten Wechselstromrelais läuft jede Phase des Wechselstromes durch eine Leiteranordnung, die im Schnitt in Fig. 2 gezeigt ist.In the AC relay shown in the figures, each phase of the alternating current is running by a conductor arrangement which is shown in section in FIG.

Die massiven Leiterl und 2, die von einem Teil 3 a des Isoliersockels 3 des Relais mittels der Befestigungsschrauben 4 gehalten werden, dienen zur Zu- und Ableitung des Stromes. Die einander gegenüberliegenden Enden la und 2 a dieser Leiter sind mit einem Aufbau verbunden, der aus dem Bimetallstreifen 5 und einem dazu parallellaufenden, langgestreckten Leiter in Form einer geradlinigen zylindrischen Stange 6 besteht, die von ferromagnetischem und elektrisch leitendem Material umgeben ist, wobei beide Teile durch einen kleinen Zwischenraum und gegebenenfalls durch eine dünne Isolierlage voneinander getrennt sind.The massive Leiterl and 2, which are held by a part 3a of the insulating base 3 of the relay means of the fastening bolts 4 serve to feed and discharge the current. The opposite ends la and 2a of these conductors are connected to a structure consisting of the bimetal strip 5 and a parallel, elongated conductor in the form of a straight cylindrical rod 6 , which is surrounded by ferromagnetic and electrically conductive material, both parts are separated from each other by a small space and, if necessary, by a thin insulating layer.

Auf der Seite des Leiters la ist das ferromagnetische Material 7 elektrisch von der Stange 6 durch einen Ring 8 isoliert. Die aus dem ferromagnetischen Material und der Stange 6 bestehende Gesamtheit ist zwischen den Leiterendenla und 2 a mittels der Muttern 9, 10 und der mit einer Unterlegscheibe 12 versehenen Mutterll eingespannt. Der Bimetallstreifen 5 ist parallel dazu und in der Nähe der Außenfläche la des Materials 7 mittels einerOn the side of the head la, the ferromagnetic material 7 is electrically insulated from the rod 6 by a ring. 8 The assembly consisting of the ferromagnetic material and the rod 6 is clamped between the conductor ends 1a and 2 a by means of the nuts 9, 10 and the nut 1 provided with a washer 12. The bimetal strip 5 is parallel to and in the vicinity of the outer surface la of the material 7 by means of a

Schraube 13 befestigt, die in das abgewinkelte Ende 2 b des Leiters 2 und eines Bügels 14 eingreift.Fastened screw 13 which engages in the angled end 2 b of the conductor 2 and a bracket 14.

Um sicherzustellen, daß am linken Ende der Stange 6 und des Bimetallstreifens 5 das gleiche Potential besteht, können diese Enden mit dem Leiter 2 durch Schweißstellen 15 verbunden sein, so daß der Widerstand der Verbindung zwischen dem Bimetallstreifen und der Stange vernachlässigbar klein ist.To ensure that at the left end of the rod 6 and the bimetallic strip 5 have the same potential exists, these ends can be connected to the conductor 2 by welds 15, so that the Resistance of the connection between the bimetal strip and the rod is negligibly small.

Das rechte Ende des Bimetallstreifens ist mit einem seitlichen Fortsatz des Leiterendes 1 a durch eine biegsame Litze 16 verbunden, deren Enden bei 16 a und 16 b an dem Bimetallstreifen 5 und dem Leiterl angeschweißt sind (s. Fig. 1).The right end of the bimetallic strip is connected to a lateral extension of the conductor end 1 a by a flexible strand 16, the ends of which are welded to the bimetal strip 5 and the conductor at 16 a and 16 b (see FIG. 1).

Der Bimetallstreifen kann in bekannter Weise mittels eines Stößels 18 (der entweder einfach oder aus Hebeln zusammengesetzt sein kann, die in bekannter Art durch zwei benachbarte Bimetallstreifen verbunden werden) auf eine oder mehrere Platinen 19 einwirken, die von einer schwenkbaren Achse 20 getragen sind.The bimetallic strip can in a known manner by means of a plunger 18 (which is either simple or can be composed of levers, which in a known manner by two adjacent bimetal strips are connected) act on one or more plates 19, which are supported by a pivotable axis 20 are worn.

Gemäß der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform trägt die Achse 20 drei Platinen 19 A, 19B, 19C, die den drei Einrichtungen A, B, C des Relais entsprechen, von denen jede von einer Phase des Dreiphasenstromes durchquert wird. An einem ihrer Enden trägt diese Achse mittels eines Bimetallstreifens 21, der in bekannter Art zur Kompensation der Schwankungen der Umgebungstemperatur bestimmt ist, einen Zahn 22, der den aus zwei leitenden Zungen 23 und 24 bestehenden Trennkontakt geschlossen hält. Im Fall des dargestellten Ausführungsbeispiels besitzt die Kontaktzunge 23 eine Elastizität, welche sie so belastet, daß sie sich gegen die Kontaktzunge 24 (s. auch Fig. 4) anzulegen sucht, während die letztere, die um eine Achse 24 a schwingen kann, der Zugkraft einer Feder 25 unterworfen ist, die sie von der Kontaktzunge 23 zu entfernen sucht. Wenn der Zahn 22 aufhört, die Kontaktzungen 23 und 24 in Berührung zu halten, nehmen sie die Stellungen 23j bzw. 24j ein (Fig. 4).According to the embodiment shown in Fig. 5, the axis 20 carries three plates 19A, 19B, 19C corresponding to the three devices A, B, C of the relay, each of which is traversed by a phase of the three-phase current. At one of its ends, this axis carries a tooth 22, which keeps the separating contact consisting of two conductive tongues 23 and 24 closed, by means of a bimetallic strip 21, which is intended in a known manner to compensate for fluctuations in the ambient temperature. In the case of the illustrated embodiment, the contact tongue 23 has an elasticity which loads it so that it tries to rest against the contact tongue 24 (see also FIG. 4), while the latter, which can oscillate about an axis 24 a , of the tensile force is subjected to a spring 25 which tries to remove it from the contact tongue 23. When the tooth 22 ceases to hold the contact tongues 23 and 24 in contact, they assume the positions 23j and 24j respectively (FIG. 4).

Beim Relais gemäß der Erfindung ist die Achse 20 infolge der Länge ihrer Zapfen 26 und 27, die sich in ihren am Gehäuse 3 vorgesehenen Lagern 26 a bzw. 27a verschieben können, axial beweglich. Jedoch wird die Schulter der Achse, die dem Zapfen 26 entspricht, durch die Schubkraft einer Feder 28 mit dem Lager 26 a in Berührung gehalten. Diese Feder ist in Fig. 3 als Blattfeder28 und in Fig. 1 als Schraubenfeder 28' dargestellt. Auf diese Weise wird der Zahn 22 mit der Kontaktzunge 24 in der Nähe ihres einen Randes im Eingriff gehalten. Schließlich ist die Achse 20 auf der den Platinen 19 Λ, 19 B und 19 C gegenüberliegenden Seite mit je einer Klaue 30A, 30B und 30C versehen.In the relay according to the invention, the axis 20 is axially movable due to the length of its pins 26 and 27, which can move in their bearings 26 a and 27 a provided on the housing 3. However, the shoulder of the axis, which corresponds to the pin 26, is held in contact with the bearing 26 a by the thrust of a spring 28. This spring is shown in Fig. 3 as a leaf spring 28 and in Fig. 1 as a helical spring 28 '. In this way, the tooth 22 is held in engagement with the contact tongue 24 in the vicinity of its one edge. Finally, the axle 20 is provided with a claw 30A, 30B and 30C on the side opposite the plates 19 Λ, 19 B and 19 C.

Das ferromagnetische Material 7 besteht vorzugsweise aus einem Stab mit rechteckigem Querschnitt, der mit einer Axialbohrung für die Durchführung der Stange 6 versehen ist. Die Stäbe werden vorzugsweise aus massivem Stahl hergestellt.The ferromagnetic material 7 preferably consists of a rod with a rectangular cross-section, which is provided with an axial bore for the implementation of the rod 6. The rods are preferably made of solid steel.

Gegenüber den Klauen 30A, 30B und 30C ist auf dem entsprechenden Stab 7 ein ferromagnetischer Träger 31 aufgeschweißt, der im wesentlichen ein U-ProfiI aufweist, aus dem zwei Zungen 31 a und 31 & ausgeschnitten sind, wobei die erstere nach unten und die andere leicht geöffnet nach auswärts gebogen ist.Opposite the claw 30 A, 30B, and 30C on the respective rod 7, a ferromagnetic support 31 is welded, which essentially has a U-ProfiI from which two tongues 31 a and are cut out 31 and, with the former down and the other is bent outwards slightly open.

Im Hohlraum des U-Trägers31 ist (wie Fig. 1 am besten zeigt) eine kreuzförmige Platte 33 ausA cross-shaped plate 33 is made in the cavity of the U-beam 31 (as FIG. 1 best shows)

ferromagnetischem Material untergebracht." Sie ist mit einer Zunge 33 a versehen, welche den U-Träger 31 durch eine öffnung 34 durchquert, und weist eine entgegengesetzt gerichtete Zunge 33 b auf, die gegen die entsprechende Klaue 30 der Achse 20 gerichtet ist. Eine Feder 55, welche die Enden der Zungen 31a des U-Trägers 31 und 33 a der Platte 33 verbindet und schräg verläuft, entfernt die Platte 33 oben vom Stab 7, legt den unteren Rand dieser ίο Platte gegen die Wand des U-Trägers 31 an und drückt außerdem die Platte gegen einen Anschlag 7 b des Stabes 7 und gegen die Zunge 31 b (s. auch Fig. 3). Schließlich besitzt der Stab 7, zumindest gegenüber der Platte 33, eine gefräste Längsnut 36. Die Wirkungsweise des beschriebenen Wechselstromrelais ist folgende:ferromagnetic material. "It is provided with a tongue 33 a , which crosses the U-beam 31 through an opening 34, and has an oppositely directed tongue 33 b , which is directed against the corresponding claw 30 of the axis 20. A spring 55, which connects the ends of the tongues 31a of the U-beam 31 and 33 a of the plate 33 and runs obliquely, removes the plate 33 from the top of the rod 7, puts the lower edge of this ίο plate against the wall of the U-beam 31 and also presses the plate against a stop 7b of the rod 7 and against the tongue 31b (see also Fig. 3) Finally, the rod 7 has a milled longitudinal groove 36, at least opposite the plate 33. The mode of operation of the AC relay described is the following:

Das magnetische Wechselfeld, welches durch den Wechselstrom um die Stange 6 herum erzeugt wird und dessen Kraftlinien diese Stange umgeben, inao duziert in dem massiven ferromagnetischen Material des Stabes 7 Foucaultsche Ströme, welche die Energie verteilen. Ein Stab 7 und die ihn axial durchquerende Stange 6 können als ein Transformator betrachtet werden, dessen Primärspule die Stange 6 ist und welcher eine unendliche Anzahl sekundärer Widerstandswindungen besitzt, die kurzgeschlossen sind.The alternating magnetic field which is generated around the rod 6 by the alternating current and whose lines of force surround this rod, inao duced in the massive ferromagnetic material of the rod 7 Foucault currents, which distribute the energy. A rod 7 and the axially traversing it Rod 6 can be viewed as a transformer, the primary coil of which is rod 6 and which has an infinite number of secondary resistance turns shorted out are.

Infolgedessen verteilt sich einerseits Energie in dem Stab 7, welcher sich erwärmt, und andererseits ist die Impedanz der aus der Stange 6 und dem Stab 7 bestehenden Gesamtheit nicht vernachlässigbar klein, so daß eine Wechselpotentialdifferenz zwischen den Enden der Stange 6 entsteht.As a result, on the one hand energy is distributed in the rod 7, which is heated, and on the other hand the impedance of the assembly consisting of the rod 6 and the rod 7 is not negligible small, so that an alternating potential difference arises between the ends of the rod 6.

Ein TeU des Stromes fließt daher über den Bimetallstreifen 5, und dieser Teil ist wesentlich größer, als es dem Verhältnis der Ohmschen Widerstände der Stange 6 und des Bimetallstreifens 5 entspricht.A TeU of the current therefore flows through the bimetal strip 5, and this part is essential greater than the ratio of the ohmic resistances of the rod 6 and the bimetallic strip 5 is equivalent to.

Der Bimetallstreifen 5, der einerseits direkt durch den ihn durchquerenden Strom und andererseits indirekt durch den Stab 7 geheizt wird, erfährt daher eine mittlere Formänderung, die zwischen derjenigen eines vom gesamten Strom durchflossenen Bimetallstreifens und derjenigen eines Bimetallstreifens liegt, der ausschließlich indirekt geheizt wird.The bimetallic strip 5, on the one hand directly through the current passing through it and on the other hand is indirectly heated by the rod 7, therefore experiences a mean change in shape between those of a bimetal strip through which the entire current flows and that of a bimetal strip, which is only heated indirectly.

Das Diagramm der Fig. 5 läßt den Vorteil der gemischten Heizung erkennen.The diagram in FIG. 5 shows the advantage of mixed heating.

Auf dem Diagramm sind an Hand bestimmter, in der Praxis vorkommender technischer Daten als Abszissen die Vielfachen der Nennstromstärken /„ des durch das Relais zu steuernden Stromes und als Ordinaten die Zeiten in Sekunden aufgetragen. Die Maßstäbe sind logarithmisch geteilt.On the diagram, certain technical data that occur in practice are given as abscissas the multiples of the nominal currents / "of the current to be controlled by the relay and as Ordinates plotted the times in seconds. The scales are divided logarithmically.

Die gestrichelte Kurve K₁ entspricht einem Bimetallstreifen, der ausschließlich indirekt durch einen Dauerstrom geheizt wird (z. B. durch Beseitigung der biegsamen Litze 16).The dashed curve K ₁ corresponds to a bimetallic strip that is heated exclusively indirectly by a continuous current (e.g. by removing the flexible strand 16).

Beispielsweise ist festzustellen, daß für einen Dauerstrom der fünffachen Nennstromstärke nach Ablauf von ungefähr 50 Sekunden der Bimetallstreifen ausreichend deformiert ist, um die Achse 20 durch den Stößel 18 in Drehrichtung des Pfeiles F₁ in Fig. 1 anzutreiben und den Trennkontakt 23, 24 durch den Zahn 22 freizugeben.For example, it should be noted that for a continuous current of five times the nominal current strength after approximately 50 seconds, the bimetal strip is sufficiently deformed to drive the axis 20 by the plunger 18 in the direction of rotation of the arrow F ₁ in Fig. 1 and the isolating contact 23, 24 through the To release tooth 22.

Der Kurve K₁ ist eine Kurve K\ (strichpunktiert) zugeordnet, die der Auslösung durch Wärmeträgheit entspricht. Diese Kurve zeigt, daß ein das Relais während 35 Sekunden durchfließender fünffacherThe curve K ₁ is assigned a curve K \ (dash-dotted line), which corresponds to the triggering by thermal inertia. This curve shows that a five-fold flow through the relay for 35 seconds

Claims (4)

Nennstrom genügt, um die Auslösung mit Sicherheit hervorzurufen (in einer Zeit, die deutlich kürzer ist als 50 Sekunden), selbst wenn der Strom am Ende dieser 35 Sekunden vollständig unterbrochen ist. Diese durch Wärmeleitträgheit verzögerte Auslösung ist, wie eingangs angegeben, ein wesentlicher Nachteil der indirekt geiheizten Ausschalter. Die voll ausgezogene KurveiC2 entspricht einem Relais nach der Erfindung. Ein Teil des Stromes wird abgeleitet, um den Bimetallstreifen direkt zu xo heizen. Dieser erreicht die Auslösetemperatur viel schneller. Die Kurveif2 liegt deshalb unterhalb der Kurve Kv Wenn man jedoch wie oben die Kurve der Heizzeiten untersucht, welche die Auslösung durch Wärmeanhäufung hervorrufen, findet man die kleingestrichelte KurveiT2, die sehr nahe an der Kurve K2 liegt. Es ergibt sich daher, daß nach einer plötzlichen Überlastung sich die auf direktem Wege im Bimetallstreifen aufgespeicherte Wärme verteilt, während die Wärmezufuhr aus dem Stab 7, die die Wärme des Bimetallstreifens zu erhöhen vermag, vermindert ist, weil die in dem Stab 7 aufgespeicherte Wärme geringer ist. Diese Wärmeteilung ist auch günstig, wenn man die Zeit betrachtet, an deren Ende der Ausschalter nach einer Auslösung genügend abgekühlt ist, um wieder eingeklinkt zu werden. Für den Fall, daß das Relais nur eine indirekte Heizung besitzt, ist diese Zeit durch die Kurve T1 und im Fall der Erfindung durch die Kurve T2 veranschaulicht. Wenn die Iststromstärke die Nennstromstärke um das 8- bis IOfache überschreitet, ist es notwendig, daß die Auslösung beschleunigt wird, um Störungen in der Installation zu vermeiden. Hierzu verhilft die Anordnung der ferromagnetischen Einrichtung. Infolge der in den Stab 7 eingearbeiteten Längsnut 36 entstehen zwei Pole 37 und 38 auf der Fläche des Stabes. Ein Teil des peripheren magnetischen Feldes der Stange 6 wird dem U-Träger 31 zugeführt, so daß das Ende seiner Zunge 31b ein magnetischer Pol ist, welcher die Platte 33 zurückzuhalten sucht. Wenn die Stromstärke in der Stange 6 ausreichend groß ist, wird aber die Zugkraft der Pole 37 und 38 stärker, und die Platte 33 schlägt augenblicklich an die Seitenfläche des Stabes 7 an. Die Zunge 33 b nimmt die Klaue 30 und damit auch die Achse 20 in PfeilrichtungF2 (Fig. 1 und 3) mit, so daß sich die Kontakte 23 und 24 voneinander trennen, da der Zahn 22 die Kontaktzunge 24 durch seitliche Ver-Schiebung freigibt, so daß die Feder 25 zur Wirkung kommen kann. Im Fall der Verwendung von Wechselstrom ist es selbst dann, wenn die Formänderung eines einzigen Bimetallstreifens 5 zum Schwenken der Achse genügt (selbst im Fall einer geringeren Abweichung der Formänderung zweier benachbarter Bimetallstreifen im Fall der Verwendung von Hebeln zur Vergrößerung des Weges), ausreichend, daß eine einzige magnetische Platte 33 angezogen wird, damit die Achse 20 axial verschoben wird und der Ausschalter zur Wirkung kommt. Wenn man den der Stange 6 innewohnenden Ohmschen Widerstand vergrößert, wird auch der Spannungsabfall an den Klemmen des Bimetall-Streifens vergrößert. Infolgedessen vergrößert sich die Formänderung des letzteren bei derselben Stromstärke. Durch Änderung des Widerstandes der Stange 6 kann also dasselbe Relais für den Schutz des Netzes bei unterschiedlichen Stromstärken verwendbar gemacht werden. In praktischen Fällen können Stangen 6 desselben Durchmessers, die entweder aus Stahl, aus Messing oder aus reinem Kupfer bestehen und im übrigen in gleichgestaltete Relais eingesetzt werden, für Nennstromstärken benutzt werden, die in dem einen Fall 20 bis 25 Amp., im zweiten Fall 33 bis Amp. und im dritten Fall 50 bis 80 Amp. betragen. Wenn das Wechselstromrelais den Strom, der die Drehung oder die Axialverschiebung der Achse 20 hervorgerufen hat, unterbrochen hat, wird der Trennkontakt in üblicher Weise wieder geschlossen, indem die Kontaktzunge 24 wieder an der Stirnfläche des Zahnes 22 zur Anlage gebracht wird. Hierzu wird eine Stange 40 benutzt, die auf der einen Seite einen Druckknopf 40 a und auf der anderen Seite einen abgesetzten Zapfen 40 b aufweist. Wenn auf den Druckknopf gedrückt wird, wird die Kontaktzunge 23 durch den Zapfen 40 b und die Kontaktzunge 24 durch die Schulter 40 c an der Wurzel des Zapfens 406 zurückgeschoben, so daß sich der Trennkontakt 23, 24 schließt und geschlossen bleibt, wenn der Druckknopf 40 α losgelassen wird, weil die Kontaktzunge 24 nunmehr durch den Zahn 22 arretiert worden ist. Patentansprüche:The nominal current is sufficient to cause the trip with certainty (in a time that is significantly shorter than 50 seconds), even if the current is completely interrupted at the end of these 35 seconds. This tripping, delayed by thermal inertia, is, as stated at the beginning, a major disadvantage of the indirectly heated circuit breakers. The fully drawn curve corresponds to a relay according to the invention. Part of the current is diverted to heat the bimetal strip directly xo. This reaches the trigger temperature much faster. The curve if2 is therefore below the curve Kv. However, if one examines the curve of the heating times, which cause the triggering by heat accumulation, as above, one finds the curve iT2 with small dashes, which is very close to the curve K2. It follows, therefore, that after a sudden overload, the heat stored directly in the bimetal strip is distributed, while the heat supply from the rod 7, which is able to increase the heat of the bimetal strip, is reduced because the heat stored in the rod 7 is less is. This heat distribution is also beneficial if you consider the time at the end of which the circuit breaker has cooled down enough after being tripped to be latched again. In the event that the relay has only indirect heating, this time is illustrated by the curve T1 and, in the case of the invention, by the curve T2. If the actual current strength exceeds the nominal current strength by 8 to 10 times, it is necessary that the tripping is accelerated in order to avoid disturbances in the installation. The arrangement of the ferromagnetic device helps to achieve this. As a result of the longitudinal groove 36 machined into the rod 7, two poles 37 and 38 are created on the surface of the rod. A part of the peripheral magnetic field of the rod 6 is fed to the U-beam 31 so that the end of its tongue 31b is a magnetic pole which tries to hold the plate 33 back. If the current strength in the rod 6 is sufficiently large, however, the tensile force of the poles 37 and 38 becomes stronger, and the plate 33 immediately strikes the side surface of the rod 7. The tongue 33 b takes the claw 30 and thus also the axis 20 with it in the direction of arrow F2 (Figs. 1 and 3), so that the contacts 23 and 24 separate from one another, since the tooth 22 releases the contact tongue 24 by lateral displacement, so that the spring 25 can come into effect. In the case of using alternating current, even if the change in shape of a single bimetal strip 5 is sufficient to pivot the axis (even in the case of a smaller deviation in the change in shape of two adjacent bimetal strips in the case of using levers to increase the path), it is sufficient that a single magnetic plate 33 is attracted so that the axis 20 is axially displaced and the circuit breaker comes into effect. If the ohmic resistance inherent in the rod 6 is increased, the voltage drop across the terminals of the bimetal strip is also increased. As a result, the change in shape of the latter increases for the same amperage. By changing the resistance of the rod 6, the same relay can be made usable for protecting the network at different currents. In practical cases, rods 6 of the same diameter, which are either made of steel, brass or pure copper and are otherwise used in relays of the same design, can be used for rated currents, in the one case 20 to 25 amps, in the second case 33 to amp. and in the third case 50 to 80 amps. When the AC relay has interrupted the current that caused the rotation or the axial displacement of the axis 20, the isolating contact is closed again in the usual way by bringing the contact tongue 24 to rest on the face of the tooth 22 again. For this purpose, a rod 40 is used, which has a push button 40 a on one side and a stepped pin 40 b on the other side. When the push button is pressed, the contact tongue 23 is pushed back by the pin 40 b and the contact tongue 24 by the shoulder 40 c at the root of the pin 406, so that the isolating contact 23, 24 closes and remains closed when the push button 40 α is released because the contact tongue 24 has now been locked by the tooth 22. Patent claims: 1. Ein- oder mehrphasiges Wechselstromrelais mit thermischer Uberlast- und magnetischer Schnellauslösung, dessen Überlast-Auslöseglieder Bimetallstreifen sind, die einerseits direkt durch mindestens einen Teil des zu überwachenden Stromes und andererseits indirekt durch die Wirbelstromverlustwärme in einem magnetischen Kreis geheizt werden, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum stromführenden Bimetallstreifen (5) ein langgestreckter Leiter (6) geschaltet ist, der von ferromagnetischem und elektrisch leitendem Material (7) umhüllt ist, und daß einer Außenfläche (7 a) des Materials (7) in geringem Abstand der Bimetallstreifen (5) gegenüberliegt, der einseitig befestigt ist.1. Single or multi-phase AC relay with thermal overload and magnetic Quick release, the overload release elements of which are bimetallic strips, on the one hand directly through at least part of the current to be monitored and, on the other hand, indirectly through the Eddy current heat loss can be heated in a magnetic circuit, characterized in that that parallel to the current-carrying bimetal strip (5) an elongated conductor (6) is connected, which is covered by ferromagnetic and electrically conductive material (7), and that an outer surface (7 a) of the material (7) at a small distance from the bimetal strips (5) opposite, which is attached on one side. 2. Ein- oder mehrphasiges Wechselstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Material aus einem Stab (7) aus Stahl von rechteckigem Querschnitt, der mit einer von dem Leiter frei durchquerten Axialbohrung versehen ist, und der Leiter aus einer geradlinig verlaufenden zylindrischen Stange (6) besteht.2. Single or multi-phase AC relay according to claim 1, characterized in that the ferromagnetic material from a rod (7) made of steel of rectangular cross-section, which with an axial bore freely traversed by the conductor is provided, and the conductor from one straight cylindrical rod (6) consists. 3. Ein- oder mehrphasiges Wechselstromrelais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (7) auf einer seiner Flächen eine Längsnut (36) aufweist, wodurch Pole (37, 38) gebildet sind, denen eine Platte (33) gegenübersteht, die von den Polen durch eine Rückzugseinrichtung3. Single or multi-phase AC relay according to claim 2, characterized in that the rod (7) has a longitudinal groove (36) on one of its surfaces, whereby poles (37, 38) are formed are facing a plate (33) that is pulled from the poles by a retractor (35) entfernt gehalten wird, und daß die Platte zur Öffnung eines Trennkontaktes (23, 24) dient.(35) is kept away, and that the plate is used to open an isolating contact (23, 24). 4. Wechselstromrelais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (33) von einem magnetischen Träger (31) in U-Form gehalten ist, der den Stab (7) teilweise umgibt, dessen einer Schenkel mit der mit der Längsnut4. AC relay according to claim 3, characterized in that the plate (33) of a magnetic carrier (31) is held in a U-shape which partially surrounds the rod (7), one of its legs with the one with the longitudinal groove (36) versehenen Fläche gegenüberliegenden(36) provided surface opposite