Shock Relay vs. Überlastrelais: Funktion und Einstellung

Stellen Sie sich vor, Sie suchen den Fehler an einem in Japan gebauten Förderer oder einem kettengetriebenen Querförderer. Im Schaltschrank sitzt neben dem Motorschütz und dem thermischen Überlastrelais ein kleines Hutschienengerät mit drei Einstellrädern: CURRENT, START TIME und SHOCK TIME. Im Schaltplan steht dafür shokku rire („Shock Relay“). Die Anlage bleibt immer wieder stehen, die Überstrom-Anzeige leuchtet, und der erste Reflex vor Ort lautet: CURRENT höher drehen.

Ein Shock Relay ist ein Stromüberwachungsrelais, das vor allem die angetriebene Maschine schützen soll. Es überwacht den Motorstrom. Liegt dieser länger als eine eingestellte Zeit über einem eingestellten Wert, schaltet ein Ausgangskontakt, der den Motor über den Steuerstromkreis abschaltet. Das Relais soll ein Verklemmen eines Fremdkörpers (kamikomi) erkennen, bevor Ketten, Getriebe und andere Antriebsteile beschädigt werden. Ein thermisches Überlastrelais schützt dagegen die Motorwicklung vor Überhitzung. Die beiden Geräte erfüllen verschiedene Aufgaben, und keines ersetzt das andere.

Dieser Leitfaden erklärt, was ein Shock Relay ist, wie die gleiche Funktion außerhalb Japans heißt und wie es sich vom thermischen Überlastrelais unterscheidet. Er beschreibt die drei Einstellungen und was nach einer Auslösung zu prüfen ist. Am Ende finden Sie eine Checkliste und Fragen an den japanischen Lieferanten.

Inhalt

1. Was ist ein Shock Relay?
2. Bezeichnungen außerhalb Japans
3. Shock Relay vs. thermisches Überlastrelais
4. Funktionsprinzip des Shock Relay
5. Die drei Einstellungen: Strom, Startzeit und Shock-Zeit
6. Nach dem Auslösen: Was ist zu prüfen?
7. Checkliste und Fragen an den japanischen Lieferanten
8. Grenzen dieses Leitfadens
9. FAQ
10. Quellen

Was ist ein Shock Relay?

Abbildung 1: Verklemmen eines Förderers am Motorstrom erkennen

Das Relais wandelt ein mechanisches Problem in ein elektrisches Signal um und veranlasst das Schütz, den Motor abzuschalten.

Prinzipbild für einen Motor im Direktstart (DOL, Direct-on-Line). Die tatsächlichen Klemmen und Stoppkreise richten sich nach dem Relaismodell und dem Konzept der Maschine. Auf dem Smartphone lässt sich die Abbildung seitlich scrollen.

Wenn sich etwas im Förderer verklemmt, versucht der Motor weiterzudrehen und arbeitet gegen das Hindernis. Sein Strom steigt. Das Shock Relay erfasst diesen Anstieg und meldet früh eine Überlast an Kette, Getriebe oder anderen Antriebsteilen.

Ein stromüberwachendes Shock Relay misst das Wellenmoment nicht direkt. Es schließt aus der Änderung des Motorstroms auf die Last. Zum Einstellen brauchen Sie zwei Angaben: den Strom des Motors im Normalbetrieb und die Belastungsgrenze der Maschine, die geschützt werden soll.

Das Prinzip funktioniert auch bei Brechern und Rührwerken, bei denen Fremdkörper die Last plötzlich erhöhen können. Was als „anormal“ gilt, bestimmt die angetriebene Maschine mit ihrer Belastbarkeit und nicht allein die Motorleistung. Auch der Stromverlauf hängt von Anwendung und Drehzahlsteuerung ab. Klären Sie deshalb vor jeder Einstellung Motortyp und Ansteuerung (Direktstart oder Frequenzumrichter) und dokumentieren Sie die Lastbedingungen der Maschine.

Das Abschalten der Spannung stoppt eine Maschine nicht sofort, sie kann durch ihre Trägheit nachlaufen. Tsubakimoto Chain (Tsubaki), der japanische Hersteller der Produktlinie „Shock Relay“, weist darauf hin, dass seine Relais bei Anlagen mit großer Massenträgheit oder großer Untersetzung möglicherweise nicht schützen. Das Unternehmen bittet darum, vor dem Einsatz zu testen.

Bei Personenbeförderung und Hebeeinrichtungen müssen Maßnahmen gegen Verletzungen und absturzende Lasten in der Maschine selbst verwirklicht sein. Verlassen Sie sich für den Personenschutz nicht auf ein Shock Relay. Behandeln Sie Maschinenschutz und Sicherheitsfunktionen als getrennte Konstruktionsaufgaben, die Sicherheitsfunktionen z. B. auf Basis der Risikobeurteilung und EN ISO 13849-1.

Bezeichnungen außerhalb Japans

„Shock Relay“ (shokku rire) ist der Produktname von Tsubaki; auf der japanischen Tsubaki-Seite steht er mit dem Symbol für eine eingetragene Marke. Andere Hersteller bieten ähnliche Funktionen unter anderen Namen an. Suchen Sie bei einem lokalen Ersatz oder einem vergleichbaren Gerät daher nach der Funktion und nicht nach dem Namen.

Tabelle 1: Bezeichnungen für ähnliche Schutzfunktionen

Die Begriffe überschneiden sich, sind aber nicht austauschbar. Prüfen Sie bei jedem Produkt, was es tatsächlich erfasst.

Begriff	Was meist gemeint ist	Hinweis
Shock Relay (Tsubaki)	Stromüberwachungsrelais, das auslöst, wenn der Strom für eine eingestellte Zeit über dem Einstellwert liegt, mit Anlaufverzögerung	Tsubaki vertreibt es auch außerhalb Japans unter diesem Namen; ein Händler in Kanada führt es als „electronic shock relays“ für den Überlastschutz. Ob und in welcher Form es in Europa lieferbar ist, klären Sie mit dem Lieferanten
Stromüberwachungsrelais / Stromwächter (englisch: current monitoring relay, current sensing relay)	Relais, das den gemessenen Strom mit einem Schwellwert vergleicht und einen Steuerausgang schaltet	Überstromtypen können einen blockierten Förderer erkennen, Unterstromtypen einen gerissenen Riemen oder Lastverlust
Lastwächter (englisch: load monitor relay)	Im Englischen gängige Werkstattbezeichnung für denselben Zweck, den Maschinenschutz	Manche Produkte überwachen die Motorleistung statt des Stroms
Elektronisches Überlastrelais (mit Blockierschutz)	Motorschutzrelais, das den Strom elektronisch misst; einige Modelle bieten zusätzlich Blockier- oder Stillstandserkennung	Die Blockiererkennung ist bei einigen Modellen eine Option, nicht bei allen Standard
EOCR (Electronic Over-Current Relay)	Produktlinie aus asiatischen Märkten, unter der Marke Schneider Electric vertrieben	Angegebene Funktionen: Überstrom, Phasenausfall und blockierter Rotor, mit Anlauf- und Auslöseverzögerung
Mechanischer Überlastschutz (Drehmomentbegrenzer, Rutschkupplung)	Mechanisches Element im Antriebsstrang, das bei einem eingestellten Moment durchrutscht oder trennt	Tsubaki ordnet Drehmomentbegrenzer dem mechanischen Überlastschutz zu, getrennt von den elektrischen Relais

Produktnamen und Funktionen stammen aus Hersteller- und Händlerseiten, die unter „Quellen“ aufgeführt sind. Prüfen Sie Erfassungsprinzip und Einstellungen im Datenblatt des jeweiligen Modells.

Tsubaki baut außerdem ein verwandtes Gerät, den Shock Monitor. Er überwacht die Eingangsleistung des Motors statt des Stroms; Tsubaki beschreibt ihn als Leistungsüberwachung, die kleinere Laständerungen erfassen kann. Steht in einer japanischen Zeichnung shokku monita, handelt es sich nicht um ein Shock Relay.

Shock Relay vs. thermisches Überlastrelais

Abbildung 2: Derselbe Überstrom, verschiedene Schutzobjekte

Maschinenüberlast, Motorerwärmung und Kurzschluss haben jeweils eine eigene Schutzeinrichtung.

Merkmal	Shock Relay	Thermisches Überlastrelais	Leistungsschalter / Sicherung
Hauptzweck	Maschinenschäden durch Verklemmen und Ähnliches begrenzen	Durchbrennen des Motors bei Überlast verhindern	Stromkreis vor Kurzschluss und Ähnlichem schützen
Erfassung und Wirkung	Bewertet Stromhöhe und Dauer	Der Strom erwärmt einen Bimetallstreifen, der sich verbiegt	Erfasst und unterbricht Überstrom / Schmelzeinsatz schmilzt durch
Zeitverhalten	Einstellbare Anlaufverzögerung und Überlastverzögerung	Stromabhängig verzögert (inverse Kennlinie): je höher der Strom, desto schneller die Auslösung	Ausgewählt nach Kurzschlussstrom und Selektivität
Wie der Motor gestoppt wird	Ausgangskontakt in den Stoppkreis	Hilfskontakt auf die Schützspule	Öffnet den Hauptstromkreis selbst

Die Spalte zum thermischen Überlastrelais beschreibt die übliche Bimetall-Ausführung. Funktionen wie der Phasenausfallschutz unterscheiden sich je nach Modell. Auf dem Smartphone lässt sich die Tabelle seitlich scrollen.

Ein Shock Relay passt zu Maschinen, deren Last plötzlich ansteigen kann: Es stoppt sie nach einer von Ihnen eingestellten Verzögerung. Das thermische Überlastrelais (in japanischen Zeichnungen samaru rire) schützt die Motorwicklung vor der Wärme eines anhaltenden Überstroms.

Im üblichen thermischen Überlastrelais fließt der Motorstrom durch eine Heizwicklung, die einen Bimetallstreifen erwärmt. Der Streifen verbiegt sich und betätigt einen Kontakt. Das Relais bildet die Motorerwärmung nur indirekt nach und misst nicht die Wicklungstemperatur. Die Auslösezeit hängt von der Höhe des Überstroms und von der bereits vorhandenen Erwärmung ab, ein warmes Relais löst also beim gleichen Strom früher aus als ein kaltes.

Nach EN 60947-4-1 (identisch mit IEC 60947-4-1) gibt die Auslöseklasse eines Überlastrelais (10, 20, 30) die maximale Auslösezeit in Sekunden beim 7,2-fachen Einstellstrom an. Die Wicklungstemperatur erfassen in Europa meist Kaltleiter-Temperaturfühler (PTC) mit einem Auslösegerät. Auch sie ersetzt ein Shock Relay nicht.

Beim Shock Relay stellen Sie die Zeit, die kurze, normale Laständerungen überbrückt, passend zur Maschine ein. Wenn Sie die Maschine vor einem Schaden stoppen müssen, prüfen Sie getrennt, ob Sie auf die Auslösung des thermischen Relais warten können.

Aus diesem Grund ist ein zusätzliches Shock Relay kein Grund, den thermischen Motorschutz zu entfernen. Die Kurzschlussabschaltung ist eine dritte, eigene Aufgabe. Kombinieren Sie Geräte, die den Stopp über Kontakte melden, mit Sicherungen und Leistungsschaltern für den Stromkreis, damit keine Fehlerart ungeschützt bleibt. Die Zuordnung von Schutzgerät und Schütz (Zuordnungsart 1 oder 2) beschreibt EN 60947-4-1.

Funktionsprinzip des Shock Relay

Abbildung 3: Ein Stromwandler (CT) erfasst den Strom, ohne die Leitung aufzutrennen

Die Motorleitung läuft durch einen Magnetkern; eine Wicklung auf dem Kern liefert ein dem Strom proportionales Signal.

Prinzip eines einzelnen CT. Beim Tsubaki-Modell der Serie SB laufen zwei der drei Motorphasen durch je einen eigenen CT, in gleicher Richtung. Die Abbildung zeigt nicht alle Phasen durch eine Öffnung.

Ein CT (Current Transformer, Stromwandler; japanisch henryuki) ist ein Sensor zur Strommessung. Führen Sie die Motorleitung durch den CT, erhält das Relais ein auswertbares Signal, ohne dass der Hauptstromkreis aufgetrennt wird.

Steigt die Maschinenlast und überschreitet der Strom die Stromeinstellung, beginnt das Relais, die Shock-Zeit zu messen. Dauert die Überschreitung so lange wie die eingestellte Zeit, wechselt der Ausgangskontakt seinen Zustand und meldet den Fehler an einen externen Stopp- oder Alarmkreis.

Der Ausgangskontakt des Relais und die Hauptkontakte des Schützes haben unterschiedliche Aufgaben. Der Ausgangskontakt gibt nur ein Signal. Beim Direktstart verdrahtet man den Ausgang üblicherweise in den Steuerkreis des Schützes, und dessen Hauptkontakte öffnen und trennen den Motor von der Spannung. Behandeln Sie den Ausgang als potentialfreien Kontakt, der einen Stromkreis öffnet oder schließt, nicht als Spannungsquelle. Passen Sie ihn an Spannung und Strom des geschalteten Kreises an.

Manche Maschinen führen die Störung auch in eine SPS. Prüfen Sie zuerst die minimale Schaltlast des Kontakts. Für die Serie SB verlangt das Handbuch, das Signal über ein Relais für kleine Ströme (Koppelrelais) zu führen und den Ausgangskontakt nicht direkt auf den SPS-Eingang zu legen, weil bei sehr kleinen Strömen die Gefahr eines Kontaktversagens besteht. Aus Sicht der SPS ist die Störung ein digitaler Eingang. Verfolgen Sie im Schaltplan zwei Pfade getrennt: den Pfad, der die Störung an der Visualisierung (HMI) anzeigt, und den Pfad, der die Maschine tatsächlich stoppt.

Beim Start zieht ein Motor einen hohen Anlaufstrom, was normal ist. Würde das Relais den Start wie den Dauerbetrieb bewerten, löste es bei jedem Start aus. Dafür gibt es die Startzeit: Das Relais wartet, bis der Anlaufvorgang abgeklungen ist, bevor es auf Überlast überwacht.

Auch die CT-Verdrahtung ist wichtig. Anzahl der Durchführungen und Richtung müssen zu den Angaben des Modells passen. Derselbe Motorstrom ergibt je nach Windungszahl ein anderes Signal. Dokumentieren Sie deshalb Relaiseinstellung und CT-Verdrahtung gemeinsam.

Die drei Einstellungen: Strom, Startzeit und Shock-Zeit

Am Anfang steht die Frage, wie die intakte Maschine Strom aufnimmt. Erfassen Sie Anlauf und stationären Betrieb getrennt und berücksichtigen Sie die Bandbreite der üblichen Lasten und Materialien. Erst dann lässt sich bestimmen, wo „normal“ endet und „anormal“ beginnt.

Klären Sie gleichzeitig, welche Kraft die Maschine aufnehmen kann und wie schnell sie stehen muss. Eine Einstellung, die den Normalbetrieb durchlässt, die Maschine im Fehlerfall aber beschädigen lässt, ist kein Schutz. Die endgültigen Werte müssen beide Seiten erfüllen.

Notieren Sie zu jedem Stromwert Betriebsdrehzahl, Fördermenge auf dem Band und Startart. Aus dem Stromwert allein lässt sich später nicht erkennen, ob die Last gestiegen ist oder sich die Betriebsbedingungen geändert haben.

Abbildung 4: Anlaufstrom, kurze Spitzen und anhaltende Überlast unterscheiden

Nach Ablauf der Startzeit vergleicht das Relais die Dauer einer Überschreitung mit der Shock-Zeit.

Prinzipielle Kurve zur Erklärung der Logik, keine Messdaten. In diesem Beispiel öffnet das Schütz nach dem Ausgangssignal, und der Strom fällt auf null. Die Maschine kann nach dem Abschalten des Stroms durch ihre Trägheit noch nachlaufen.

Stromeinstellung (CURRENT)

Die Stromeinstellung ist die Grenze zwischen normal und Überlast. Richten Sie sie nicht allein am Leerlaufstrom aus. Messen Sie die Bandbreite des Stroms, einschließlich der schwersten Bedingung, die im Normalbetrieb vorkommt.

Bei einem Förderer benötigen ein leeres und ein beladenes Band unterschiedliche Antriebskraft. Halten Sie nicht nur die übliche Last fest, sondern auch die maximale Last, die Sie noch als normal akzeptieren.

Ziel ist ein Wert, der den höchsten normalen Strom durchlässt, aber auslöst, bevor die Belastungsgrenze der Maschine überschritten wird. Eine Aufzeichnung, die Last und Strom einander zuordnet, ist eine bessere Grundlage als ein festes Vielfaches des Motornennstroms.

Ist der Wert zu niedrig, löst das Relais im Normalbetrieb aus. Ist er zu hoch, übersieht es die Fehler, die Sie erkennen wollen. Ist der Unterschied zwischen Normal- und Fehlerstrom klein, trennt eine Anpassung des Schwellwerts beide womöglich nicht zuverlässig. In diesem Fall klären Sie das Schutzkonzept mit dem Anlagenhersteller, einschließlich einer Fehlererkennung an der Maschine selbst. Stromüberwachung und Leistungsüberwachung sind getrennte Verfahren; deshalb führt Tsubaki den Shock Monitor als Leistungsüberwachung.

Startzeit (START TIME)

Die Startzeit ist eine Anlaufverzögerung, die verhindert, dass der Anlaufstrom eine Fehlauslösung verursacht. Messen Sie, wie lange der Strom nach dem Start braucht, um sich auf den Normalwert einzupendeln, und stellen Sie eine Verzögerung ein, die diesen Vorgang überbrückt.

Ein leerer Förderer läuft vielleicht schnell hoch, während der Start mit Gut auf dem Band die Beschleunigung verlängern kann. Testen Sie unter den Startbedingungen, die die Maschine wirklich hat, und stellen Sie sicher, dass das Relais nicht bei jedem normalen Start auslöst.

Je länger die Startzeit, desto länger dauert es, einen Fehler während des Anlaufs zu erkennen. Laut Handbuch der Serie SB löst das Relais bei einer Überlast während des Starts erst nach Startzeit plus Shock-Zeit aus.

Beim Betrieb mit Frequenzumrichter (FU) verändern Beschleunigung, Verzögerung und Ausgangsfrequenz das Stromverhalten. Der unterstützte Frequenzbereich unterscheidet sich je nach Modell. Prüfen Sie daher Relaismodell und CT-Einbauort anhand des Handbuchs des jeweiligen Modells.

Shock-Zeit (SHOCK TIME)

Die Shock-Zeit gibt an, wie lange der Strom über der Einstellung liegen darf, bevor das Relais einen Fehler meldet. Sie lässt kurze Spitzen durch, die auch im Normalbetrieb auftreten, etwa wenn Gut von einem Förderer auf den nächsten übergeht.

Ist sie zu kurz, stoppen normale kurzzeitige Lasten die Linie. Ist sie zu lang, schreitet beim Verklemmen der Schaden fort. Messen Sie sowohl die Höhe der Stromspitzen als auch deren Dauer und vergleichen Sie diese mit der Zeit, die die Maschine eine Überlast verträgt.

Als Beispiel bietet die Serie SB einen Einstellbereich der Shock-Zeit von 0,2–5 s. Das ist der Einstellbereich dieses Produkts, keine empfohlene Stoppzeit für irgendeine Maschine und kein Wert für alle Modelle.

Wenn Sie überlegen, wo die Maschine tatsächlich zum Stehen kommt, berücksichtigen Sie die Schaltzeit des Schützes nach dem Ausgangssignal und den Nachlauf der Maschine. Nehmen wir nur zur Veranschaulichung 0,4 s vom Fehler bis zum Relaisausgang und 0,6 s vom Ausgang bis zum Stillstand an.

Die Rechnung zeigt, dass die Shock-Zeit allein nicht bestimmt, wo die Maschine stehen bleibt. Testen Sie den Stopp an der realen Maschine, messen Sie die Zeit von der Erkennung bis zum Stillstand und den in dieser Zeit zurückgelegten Weg, und beurteilen Sie anhand dieser Werte.

Abbildung 5: Aufzeichnungen, die Sie vor einer Änderung der drei Einstellungen prüfen

Eine Anpassung, die Fehlauslösungen verringert, verzögert zugleich den Schutz.

Einstellung	Grundlage	Zu niedrig / zu kurz	Zu hoch / zu lang
Stromeinstellung	Maximale Normallast und Belastungsgrenze der Maschine	Auslösung im Normalbetrieb	Überlasten werden übersehen
Startzeit	Zeit bis zum Einpendeln des Stroms unter realen Startbedingungen	Auslösung unmittelbar nach dem Start	Fehler während des Anlaufs werden spät erkannt
Shock-Zeit	Dauer normaler Spitzen und die Zeit, die die Maschine einen Fehler verträgt	Auslösung bei kurzzeitigen Lasten	Maschine wird nicht vor dem Schaden gestoppt

Prüfen Sie nach jeder Änderung auf sichere Weise zweierlei: dass der Normalbetrieb ohne Auslösung läuft und dass der erwartete Fehler erkannt wird.

Hersteller geben in ihren Handbüchern eine eigene Reihenfolge der Einstellung vor. Das Handbuch der Serie SB lässt Sie zum Beispiel zuerst die Startzeit, dann den Strom und zuletzt die Shock-Zeit einstellen, ausgehend von festgelegten Anfangsstellungen. Halten Sie sich an das Handbuch des Modells in Ihrem Schrank und nicht an ein allgemeines Verfahren, auch nicht an dieses. Die Skalen der Einstellräder decken nicht bei jedem Modell den gesamten Einstellbereich ab. Das SB-Handbuch verlangt, Einstellungen außerhalb der Skala mit der TEST-Taste zu prüfen.

Nach dem Auslösen: Was ist zu prüfen?

Halten Sie nach einer Auslösung zuerst fest, wann die Maschine stehen geblieben ist und ob es unmittelbar nach dem Start oder im Lauf geschah. Wer zuerst die Einstellungen erhöht, riskiert, ein echtes Verklemmen oder einen steigenden mechanischen Widerstand als Fehlauslösung abzutun.

1. Notieren Sie den Prozessschritt beim Stopp, die Last zu diesem Zeitpunkt, Anzeigen oder Alarme und die aktuellen Einstellungen.
2. Schalten Sie frei und sichern Sie bewegliche Teile. Suchen Sie dann nach Fremdkörpern und Problemen im Antriebsstrang.
3. Beseitigen Sie die Ursache und vergleichen Sie dann mit den Aufzeichnungen aus dem Normalbetrieb, ob eine Änderung der Einstellung überhaupt nötig ist.
4. Bestätigen Sie die Wiederanlaufbedingungen, sichern Sie den Bereich und führen Sie einen Funktionstest durch.

Verdrahtung und Prüfung gehören in die Hand einer Elektrofachkraft, die nach dem Handbuch des jeweiligen Modells arbeitet. Arbeiten im Inneren einer Maschine erfordern mehr als das Freischalten: Verhindern Sie auch Bewegungen durch herabfallende Teile oder gespeicherte Energie, gemäß den Regeln Ihres Standorts (Freischalten, gegen Wiedereinschalten sichern, Spannungsfreiheit feststellen).

Hat sich der Relaisausgang geändert, die Maschine aber nicht gestoppt, verfolgen Sie den Stoppkreis hinter dem Relais. Bei einer Maschine mit SPS-Steuerung vergleichen Sie den Eingangszustand mit dem Freigabesignal für den Betrieb, um die Unterbrechung des Pfads zu finden. Ein Kontakt lässt sich im spannungsfreien Kreis per Durchgangsprüfung testen. Messen Sie keinen Widerstand an einem Stromkreis unter Spannung.

Halten Sie nach der Instandsetzung die Einstellungen vor und nach der Änderung sowie die Prüfergebnisse unter der Anlagennummer fest. Nehmen Sie Funktionsprüfung und Aktualisierung der Aufzeichnung in den Instandhaltungsplan auf, damit Sie bei jeder Änderung der Lastbedingungen erneut vergleichen können.

Ein Test mit der eingebauten Testfunktion des Relais und ein Test des gesamten Stoppwegs prüfen unterschiedliche Dinge. Hören Sie nicht auf, wenn eine Anzeige umgeschaltet hat. Prüfen Sie, ob der Kreis, der das Ausgangssignal erhält, den vorgesehenen Zustand erreicht.

Die Prüfverfahren sind modellspezifisch vorgegeben. Bei der Serie SB ist die TEST-Taste zum Beispiel für den Gebrauch bei stehendem Motor vorgesehen. Lassen Sie die reale Maschine nicht absichtlich verklemmen, um den Schutz zu testen. Wählen Sie das vom Hersteller festgelegte Verfahren, das die Bedingung sicher nachbildet.

Checkliste und Fragen an den japanischen Lieferanten

Nutzen Sie diese Liste, wenn eine japanische Maschine mit Shock Relay eintrifft, wenn Sie einen Austausch planen oder bevor jemand eine Einstellung ändert.

Checkliste vor Ort

• Hersteller und vollständige Typenbezeichnung des Relais, vom Typenschild und aus der Stückliste
• Vorgefundene Einstellungen von Strom, Startzeit und Shock-Zeit (Einstellräder fotografieren)
• CT-Typ, durchgeführte Phasen, Anzahl der Durchführungen und Richtung
• Ausgangsbetrieb: Selbsthaltung (bei der Serie SB Rückstellung mit der RESET-Taste) oder automatische Rückstellung
• Ziel des Ausgangs: Spulenkreis des Schützes, SPS-Eingang (über ein Koppelrelais?), Alarm
• Steuerspannung (Versorgungsspannung) des Relais
• Antriebsart: Direktstart oder Frequenzumrichter, und der verwendete Frequenzbereich des FU
• Thermisches Überlastrelais (oder Motorschutzschalter) und Kurzschlussschutz sind weiterhin vorhanden und richtig eingestellt
• CE-Kennzeichnung und Konformitätserklärung des Geräts, falls es in der EU neu in Betrieb genommen oder nachgerüstet wird
• Aufzeichnungen des Stroms im Normalbetrieb: Anlauf, leer, maximale Normallast
• Protokoll des Stopptests: Zeit und Weg von der Erkennung bis zum Stillstand

Fragen an die japanische Seite

• Welchen Maschinenfehler soll das Shock Relay erkennen (Verklemmen, Kettenüberlast, Getriebeschutz)?
• Wie wurden Strom, Startzeit und Shock-Zeit festgelegt? Liegen die gemessenen Stromdaten vor?
• Wie hoch ist die zulässige Last oder das zulässige Moment der geschützten Teile, und wie schnell muss die Maschine stehen?
• Hat das Relais Selbsthaltung oder automatische Rückstellung? Kann die Maschine nach der Rückstellung von selbst wieder anlaufen?
• Ist das Relais für den Betrieb am Frequenzumrichter in unserem Frequenzbereich freigegeben?
• Welche Funktionen und Einstellungen muss ein lokal erhältliches Stromüberwachungsrelais oder elektronisches Überlastrelais haben, wenn wir das Relais ersetzen?
• Gibt es an dieser Maschine Funktionen für Personenschutz oder Absturzsicherung, die nicht vom Shock Relay abhängen?

Japanische Lieferanten korrespondieren meist auf Englisch. Hier ein kurzer Anfragetext, den Sie anpassen können:

Subject: Shock relay settings for [machine name / serial no.]

We are maintaining the [conveyor] you supplied. The shock relay [maker, model] in the control panel is set to current [__ A], start time [__ s], and shock time [__ s], and it has tripped [__ times] since [date]. Please tell us how these values were determined, the measured normal current, and the load limit of the protected parts. Please also confirm whether the output is self-holding or automatic reset, and which functions a substitute relay would need if we replace it locally.

Grenzen dieses Leitfadens

• Die genannten Bereiche und Verhaltensweisen stammen aus den Unterlagen der Serien SB und ED von Tsubaki. Andere Modelle und Produkte anderer Hersteller unterscheiden sich.
• Dieser Leitfaden erklärt Prinzipien und Prüfpunkte. Er ist keine Einstellanleitung. Einstellungen müssen sich nach dem Handbuch des eingebauten Modells und der Beurteilung des Maschinenkonstrukteurs richten.
• Ein Shock Relay ist Maschinenschutz. Ob eine Maschine für Personen sicher ist, ist eine eigene Frage der Sicherheitskonstruktion und der geltenden Vorschriften (Maschinenrecht, Betriebssicherheitsverordnung, DGUV).
• Die Rechenbeispiele verwenden fiktive Werte. Reale Stoppzeit und reale Stoppwege müssen an der Maschine gemessen werden.
• Die Bezeichnungen in Tabelle 1 überschneiden sich. Ob ein lokal erhältliches Produkt ein Shock Relay ersetzen kann, hängt von Erfassungsprinzip, Zeitbereichen und Ausgang ab und ist mit dem Lieferanten zu klären.
• Die Hinweise zu EN 60947-4-1 sind ein Orientierungsrahmen. Maßgeblich sind die Normfassung und die Unterlagen des Herstellers.

FAQ

Was erfasst ein Shock Relay?

Ein stromüberwachendes Shock Relay erfasst, ob der Motorstrom über der Einstellung liegt und wie lange. Es schließt aus dem Strom auf die Last der Maschine und unterscheidet sich damit von einem Sensor, der das Wellenmoment direkt misst.

Kann ein Shock Relay ein thermisches Überlastrelais ersetzen?

Nein. Das Shock Relay schützt die angetriebene Maschine vor Verklemmen, das thermische Überlastrelais schützt den Motor vor Überhitzung. Ein eingebautes Shock Relay ist kein Grund, den thermischen Motorschutz zu entfernen, und der Kurzschlussschutz durch Sicherungen oder Leistungsschalter ist wiederum eine eigene Aufgabe.

Sollte die Shock-Zeit möglichst kurz eingestellt werden?

Nicht als Selbstzweck, denn dann können normale kurzzeitige Spitzen die Maschine stoppen. Vergleichen Sie die Dauer normaler Spitzen mit der Zeit, die die Maschine einen Fehler verträgt, und berücksichtigen Sie die Verzögerung bis zum Stillstand nach der Erkennung.

Läuft die Maschine bei automatischer Rückstellung von selbst wieder an?

Dass der Relaiskontakt in den Normalzustand zurückkehrt und dass die Maschine wieder anläuft, sind getrennte Ereignisse. In einem Kreis, in dem der Startbefehl anliegen bleibt, kann eine automatische Rückstellung zum Wiederanlauf führen. Prüfen Sie deshalb Rückstellart und Freigabebedingungen gemeinsam. Ein gespeichertes Störsignal verhält sich anders als ein Signal, das nur während des Tastendrucks ansteht.

Kann ein Shock Relay an einem Motor mit Frequenzumrichter verwendet werden?

Ja, wenn Modell und Frequenzbereich passen, doch die Bedingungen unterscheiden sich zwischen den Tsubaki-Serien. Die Serie ED nennt 20–200 Hz für den Betrieb am Frequenzumrichter. Das Handbuch der Serie SB warnt, dass Verzerrungen der Stromkurve am Frequenzumrichter zu Fehlfunktionen führen können, und nennt 30–60 Hz als Bereich, in dem der Einfluss gering ist. Übertragen Sie den Bereich eines Modells nicht auf ein anderes.

Quellen

• Definitionen von Shock Relay und Shock Monitor; elektrischer und mechanischer Überlastschutz: Tsubakimoto Chain, Produktinformation Elektrische Steuergeräte (japanisch)
• Erfassung, Verdrahtung, Einstellung, Testtaste und Wartung: Tsubakimoto Chain, Betriebsanleitung Shock Relay Serie SB (japanisch, 21. Februar 2024); U.S. Tsubaki, Betriebsanleitung TSBSB Shock Relay (englisch)
• Rückstellarten und Anwendungshinweise (Trägheit, Personenbeförderung und Hebeeinrichtungen): Tsubakimoto Chain, Hinweise zur Verwendung von Shock Relays (japanisch)
• Beispiel für ein umrichtertaugliches Modell: Tsubakimoto Chain, Shock Relay Serie ED (japanisch)
• Tsubaki Shock Relays außerhalb Japans: Tsubaki of Canada, Electronic Shock Relays (englisch)
• Aufbau, Auslösezeit und Kurzschlussschutz beim thermischen Überlastrelais: OMRON, Technischer Leitfaden Niederspannungsschaltgeräte (japanisch)
• Auslöseklasse nach IEC 60947-4-1: ABB, Technische Daten Thermische Überlastrelais (englisch)
• Stromüberwachungsrelais (Überstrom- und Unterstromanwendungen, Ausgang unterbricht den Laststrom nicht): VIOX, „Current Monitoring Relay Explained“ (englisch)
• Blockiererkennung bei elektronischen Überlastrelais: Rockwell Automation, „New Electronic Overload Relay Helps Prevent Motor Damage, Downtime“ (Allen-Bradley E100, englisch)
• Produktlinie EOCR (aufgeführte Funktionen): Bao An, Listung Schneider EOCRSS (englisch)