DE1638157B1 - Selbstschalter - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf einen strombegren- stehenden elektrodynamischen Kräfte der eine Konzenden ein- oder mehrpoligen Selbstschalter mit taktarm in seiner offenen Position mit Hilfe einer elektromagnetischer und thermischer Auslösung, mit Zugfeder gehalten wird, wodurch gewährleistet ist, zwei parallel zueinander angeordneten, schwenkbaren daß der Öffnungsvorgang zur Unterbrechung des Kontaktarmen, auf deren freien Enden in eine Licht- 5 Stromkreises ordnungsgemäß ausgeführt wird. Nach bogenlöschkammer ragende Kontaktstücke angeord- einer kurzen Zeit nach dieser Unterbrechung wird net sind, von welchen beweglichen Kontaktarmen der der auf Überstrom ansprechende elektromagnetische eine beim Auftreten von hohen Kurzschlußströmen Auslöser den Auslösemechanismus betätigen, so daß entgegen der Kraft einer Zugfeder unter der Wirkung der andere Kontaktarm in seine offene Position geelektrodynamischer Kräfte von dem anderen abstoß- io bracht wird. Auf Grund der Schwenkbewegung des bar ist. - anderen Kontaktarmes wird der zuvor in seine offene

Es ist bereits ein Selbstschalter der obengenannten Position gelegte und mit der unteren Kante des Art bekannt (USA.-Patentschrift 3 277 407), bei dem Längsschlitzes der Kupplungsplatte in Berührung der andere der .beiden beweglichen Kontaktarme mit stehende eine Kontaktarm zurück in seine Ausgangseinem Schaltmechanismus verbunden ist, durch wel- 15 position gebracht, um für den folgenden Schließchen dieser von einer geschlossenen in eine offene Vorgang wieder bereit zu sein. Hierdurch wird ins-Stellung und umgekehrt gebracht werden kann. Der besondere eine Verriegelung für den einen Kontakteine Kontaktarm ist derart angeordnet, daß er bei arm in seiner offenen Position eingespart.
Auftreten eines hohen Kurzschlußstromes von dem Dadurch, daß die Kupplungsplatte in der Nähe anderen Kontaktarm unter der Wirkung der zwi- 20 der Kontaktstücke angeordnet ist, wird ein großer sehen den beiden Kontaktarmen erzeugten elektro- Teil der kinetischen Energie des anderen Kontaktdynamischen Kräfte abgehoben wird, während der armes während der Öffnungsbewegung für das Anzuerst genannte andere Kontaktarm zunächst in sei- heben des einen Kontaktarmes aus seiner offenen ner geschlossenen Stellung verbleibt. Eine kurze Zeit Stellung heraus verbraucht. Dadurch wird vermienach dieser Unterbrechung wird der thermische 25 den, daß der andere Kontaktarm beim Erreichen des und/oder elektromagnetische Auslöser betätigt, der Anschlages vibriert, wodurch eventuell ein neuer den anderen Kontaktarm in seine offene Stellung Lichtbogen gezündet werden und/oder der andere bringt, in welcher er dufch eine Verriegelung arretiert Kontaktarm erneut in seine Schließlage gelangen wird. Durch das Öffnen der die Kontaktstücke tra- könnte.

genden Kontaktarme tritt eine Verminderung der 30 Vorteilhaft ist, daß die Kupplungsplatte in einelektrodynamischen Kräfte zwischen diesen ein, so fächer Weise zur Begrenzung der Lichtbogenlöschdaß der unter Federwirkung stehende eine Kontakt- kammer benutzt werden kann. Dadurcrrwird auf einarm in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Es hat fache Weise der Betätigungsmechanismus gegen thersich aber gezeigt, daß der andere Kontaktarm beim mische Zerstörung durch die während eines Unter-Auftreten sehr hoher Kurzschlußströme durch har- 35 brechungsvorganges mit sehr hohen Kurzschlußtes Anschlagen an seinem Anschlag leicht zurück- strömen auftretenden heißen Lichtbogengase gefedern kann, so daß eine Rückzündung des Licht- schützt,
bogens möglich ist. In einer vorteilhaften- Ausgestaltung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ist die Kupplungsplatte in Führungsrinnen an gegen-

Selbstschalter der eingangs genannten Art zu schaf- 40 überliegenden Seitenwänden jedes Poles des. Selbst-

fen, der durch einfache konstruktive Maßnahmen schalters geführt.

einen Schutz des Betätigungsmechanismus gegen die Des weiteren berührt vorzugsweise der andere bei der Unterbrechung des Schalters bei hohen Kurz- Kontaktarm bei seiner Öffnungsbewegung erst nach schlußströmen entstehenden heißen Lichtbogengase einer gewissen Verschwenkung eine obere Abschlußgewährleistet, bei dem der eine Kontaktarm zur 45 kante des Längsschlitzes der Kupplungsplatte. Hier-Wiedereinschaltbereitschaft des Schalters zuverlässig durch ist gewährleistet, daß durch die Vergrößerung in seine Ausgangsposition zurückführbar ist und bei des Trennabstandes zwischen den Kontaktstücken dem vermieden ist, daß der andere Kontaktarm bei der Lichtbogen unterbrochen wird.
Auftreten eines.hohep Kurzschlußstromes von seiner Die Erfindung wird nachstehend an Hand-eines in offenen Stellung iir seine geschlossene Stellung zu- 50 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels rückschwingt. näher beschrieben. Es zeigt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem F i g. 1 einen Längsschnitt einer Ausführungsform

Selbstschalter der eingangs genannten Art dadurch des erfindungsgemäßen-Selbstschalter

gelöst, daß die die Kontaktstücke aufweisenden freien F i g. 2 eine perspektivische Teilansicht des Selbst-Enden der KohtaktäTme^: durch einen-Längsschlitz 5s schalters mit entfernter Abdeckkappe,
einer verschiebbaren, eine Abschlußwand der Licht- F i g. 3 eine Draufsicht; auf eine in F i g. 2 dargebogenlöschkammer eines Poles bildenden Kupplungs- stellte Kupplungsplatte, und

platte ragen, daß die Länge des Längsschlitzes der F i g. 4 bis 7 Teilansichten von Kontaktarmen und

Kupplungsplatte derart gewählt ist, daß der eine be- der Kupplungsplatte des Selbstschalters in verschie-

wegliche Kontaktarm durch die beim Öffnen dieses 60 denen Positionen.

Kontaktarmes ihre Kraftrichtung umkehrende Zug- Die Erfindung wird an Hand des mittleren Pols

feder in seiner geöffneten Stellung gehalten ist und eines dreipoligen Selbstschalters beschrieben. Der

beim Öffnen des anderen beweglichen Kontaktarmes Selbstschalter weist einen Grundkörper 1 und eine

mittels der Kupplungsplatte in seine geschlossene abnehmbare Abdeckkappe 2 auf. Der Grundkörper 1

Ausgangsstellung mitnehmbar ist. 65 und die Abdeckkappe 2 stellen ein geschlossenes Ge-

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile beste- häuse dar. Innerhalb dieses Gehäuses ist ein Paar

hen darin, daß beim Unterbrechen eines Kurzschluß- beweglicher Kontaktarme 3 und 4 derart angeordnet,

stromes durch die zwischen den Kontaktarmen ent- daß sie in geschlossener Stellung des Selbstschalters

horizontal und parallel zueinander liegen. Die Kontaktarme 3 und 4 besitzen Kontaktstücke 3 a bzw. Aa, die an den freien Enden der Kontaktarme 3,4 befestigt sind. Der untere Kontaktarm 4 ist mit seinem anderen Ende innerhalb eines U-förmigen Befestigungsteiles 8 drehbar auf einer Welle 7 gelagert. Das Befestigungsteil 8 ist fest an der unteren Wandfläche des Grundkörpers 1 befestigt. Auf jeder Seite des unteren Kontaktarmes 4 und des U-förmigen Befestigungsteiles 8 ist eine Zugfeder 9 befestigt, welche an einem durch den Kontaktarm 4 hindurchragenden Stift 10 und einem an dem U-förmigen Befestigungsteil 8 angeordneten Stift 11 eingehängt ist. Die Zugfeder 9 dient dazu, das untere am unteren Kontaktarm 4 angeordnete Kontaktstück 4 α unter Druck gegen das am oberen Kontaktarm 3 angeordnete Kontaktstück 3a im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 1 zu drücken.

Der untere Kontaktarm 4 spricht auf sehr hohe, durch den Selbstschalter fließende Kurzschlußströme an, wodurch er gemäß F i g. 1 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird. Um zu verhindern, daß der untere Kontaktarm 4 im Uhrzeigersinn aus der geschlossenen Position heraus sich dreht, ist ein Anschlag 12 an dem Befestigungsteil 8 angeordnet. Der untere Kontaktarm 4 ist an seinem Lagerende abgeknickt und mit Hilfe eines flexiblen Leiters 13 über einen Leiter 13 a mit einer Anschlußklemme 14 verbunden.

Der obere Kontaktarm 3 ist mit Hilfe von Verbindungswellen 5 und 6 mit einer Halterung 15 verbunden, die schwenkbar auf einer Halterungswelle 16 gelagert ist. Die Halterungswelle 16 ist wiederum mit Hilfe gegenüberliegender nicht gezeigter Tragelemente schwenkbar innerhalb des Grundkörpers 1 befestigt. Die Tragelemente sind an gegenüberliegenden Wänden des Grundkörpers 1 befestigt. Der obere Kontaktarm 3, der über einen flexiblen Leiter 18 mit einem Leiter 17 verbunden ist, kann aus der geschlossenen Stellung in eine Offenstellung um die Halterungswelle 16 mittels eines Betätigungsmechanismus 20 geschwenkt werden. Der Betätigungsmechanismus 20 besteht aus einem schwenkbaren Schaltglied 21, dessen Ende durch die Abdeckkappe 2 hindurchragt, einem mit dem einen Ende des Schaltgliedes21 verbundenen Schalthebel 22, welcher schwenkbar mit seinem anderen Ende auf einem an einem Befestigungsansatz 23 befestigten, unbeweglichen Stift 19 gelagert ist, und einem Paar Kippgliedern 24 und 25, die mit Hilfe eines Kippstiftes 26 betätigbar sind. Der Mechanismus besteht ferner aus einem Paar Zugfedern 27, die an einem Ende an einem an dem Schaltglied 21 angeordneten Federbefestigungselement 22a und an dem anderen Ende in einem lose auf dem Kippstift 26 angesetzten Federbefestigungselement 26a eingehängt sind.

Der Betätigungsmechanismus 20 ist mechanisch mit einem Auslösemechanismus 28 verbunden. Das Kippglied 25 ist an einer Stelle 29 mit einem Auslösehebel verbunden, der schwenkbar an einem Ende auf einem feststehenden Stift 31 gelagert ist. Dieser Stift 31 ist an dem Befestigungsansatz 23 befestigt, und der Auslösehebel ist an seinem anderen Ende mit einem auslösbaren Haken 32 verhakt.

Der Selbstschalter besitzt einen thermischen Auslöser 35, mit welchem die Auslösung des Selbstschalters beim Auftreten eines Überstromes erwirkt wird. Dieser thermische Auslöser 35 besteht aus einem Bimetallstreifen 36, der elektrisch über einen Leiter 37 mit dem Leiter 17 verbunden ist, aus einem U-förmigen, elektrischen Widerstand 38, der neben dem Bimetallstreifen 36 angeordnet ist. Der Widerstand 38 ist mit seinen beiden Enden mit dem Leiter 37 und einem Leiter 39 verbunden, welch letzterer Leiter 39 zu einer Anschlußklemme 40 führt. Eine Verstellschraube41 (Fig. 1) ist an dem freien Ende des Bimetallstreifens 36 angeordnet. Beim Auftreten eines Überstromes wird der Widerstand 38 und damit der Bimetallstreifen 36 erwärmt, wodurch letzterer sich nach links durchbiegt und gegen ein in dessen Nähe angeordnetes Auslöseelement 42 drückt. Dadurch wird eine mit dem Auslöseelement 42 eine Einheit bildende Auslösewelle 43 verschwenkt, wodurch eine mit der Auslösewelle 43 verbundene Auslösehemmung 44 von dem Haken 32 gelöst wird, wodurch der Schalter ausschaltet.

Bei Auftreten von höheren Überströmen in der Größe des 8- bis lOfachen Nennstromes wird ein elektromagnetischer, aus einem feststehenden Eisenkern 45 und einem beweglichen Eisenjoch 46 bestehender Auslöser erregt, wodurch ein sofortiger Auslösevorgang eingeleitet wird. Dabei wird der Eisenkern 45 durch den durch den Leiter 37 fließenden Überstrom magnetisiert, wodurch das Eisenjoch 46 angezogen wird. Dadurch wird die Auslösewelle 42 gedreht, so daß-die Auslösehemmung 44 von dem Haken 32 getrennt wird, was zu einem sofortigen Ausschaltvorgang führt.

Bei dreipoligen Selbstschaltern besteht der Grundkörper aus einem Paar von elektrisch isolierenden Seitenwänden 1', wodurch das Innere mit Hilfe der beiden Seitenwände in drei Abteilungen unterteilt wird, welche je Pol je ein Kontaktarmpaar 3, 4, einen thermischen und magnetischen Uberstromauslöser und eine Lichtbogenlöschkammer47 gemäß Fig. 1 aufweisen.

Für jeden der Pole ist eine mit einem Schlitz versehene Kupplungsplatte 50 aus einem geeigneten elektrisch isolierenden Material vorgesehen, um den unteren Kontaktarm 4 nach erfolgter Bewegung desselben mit Hilfe der Bewegung des oberen Kontaktarmes 3 zurück in seine Normalposition zu bringen. Die Kupplungsplatte 50 ist mit einem mittleren Längsschlitz 52 (F i g. 3) versehen. Sie ist innerhalb eines Paares von länglichen Führungsrinnen 54, 54' an gegenüberliegenden Seiten der einzelnen Seitenwände 1 verschiebbar gelagert. Die mit den Kontaktstücken 3 a, 4 a versehenen beweglichen Kontaktarme 3 und 4 erstrecken sich (F i g. 2) durch den Längsschlitz 52 der Kupplungsplatte 50 hindurch. Die Kupplungsplatte 50 dient auch dazu, eine Seite der Lichtbogenlöschkammer 47 zu bilden.

Der Längsschlitz 52 der Kupplungsplatte 50 besitzt ein breiteres Mittelstück 52 a, durch welches die freien Enden der Kontaktarme in den Schlitz eingeführt werden. Der Längsschlitz 52 ist in Längsrichtung durch die Abschlußkanten 52 b und 52 c begrenzt und weist eine Breite auf, die es den Enden der Schaltarme 3 und 4 ermöglicht, sich frei innerhalb des Längsschlitzes zu bewegen.

Wenn ein hoher Kurzschlußstrom durch den in Schließstellung befindlichen Selbstschalter fließt, entsteht zwischen den parallel zueinander liegenden Kontaktarmen 3,4 eine elektrodynamische Kraft, welche den unteren Kontaktarm 4 gegen die Kraft der Zugfeder 9 innerhalb des Längsschlitzes 52 der

Kupplungsplatte 50 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Wenn der Stift 10 des Kontaktarmes 4 die Verbindungslinie der Welle 7 mit dem Stift 11 durchläuft, dann ändert die Zugfeder 9 ihre Richtung derart, daß der Kontaktarm 4 gegen die untere Kante 52 c des Längsschlitzes 52 gezogen wird. Dabei wird die Kupplungsplatte 50 nach unten gedrückt. Durch die gemäß F i g. 1 erfolgte Schwenkbewegung des Kontaktarmes 4 drückt diese gegen einen aus vulkanisiertem Material bestehenden Anschlag 48. In dieser offenen Stellung wird der Kontaktarm 4 auch nach Beendigung des Kurzschlußstromes gehalten (F ig. 5).

Die Schwenkbewegung des unteren Kontaktarmes 4 bewirkt eine Begrenzung bzw. eine Unterbrechung des Kurzschlußstromes.

Nach einer kurzen Zeit wird der auf Überströme ansprechende magnetische Auslöser den unter Federkraft stehenden Betätigungsmechanismus freigeben, wodurch der obere Kontaktarm 3 gemäß F i g. 6 im ao Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Sobald der obere Kontaktarm 3 sich um einen bestimmten Winkel verschwenkt hat, drückt derselbe gegen die in F i g. 3 dargestellte obere Abschlußkante 52 b des Längsschlitzes 52, wodurch gemäß F i g. 6 die Kupplungs- »5 platte 50 nach oben gezogen wird. Dadurch wird der an der unteren Abschlußkante 52 c des Längsschlitzes 52 anliegende untere Kontaktarm 4 in die durch die ausgezogene Linie in F i g. 7 gezeigte Position gebracht, in welcher die Zugfeder 9 ihre Totpunktlage überschritten hat. Der Kontaktarm 4 kehrt dabei auf Grund der Umkehr der Richtung der Kraft der Zugfeder 9 in seine ursprüngliche, in F i g. 7 durch eine gestrichelte Linie angedeutete, geschlossene Position zurück. Bei Erreichen dieser Position hindert der Anschlag 12 den Kontaktarm 4 daran, sich weiter in derselben Richtung zu bewegen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Strombegrenzender ein- oder mehrpoliger Selbstschalter mit elektromagnetischer und thermischer Auslösung, mit zwei parallel zueinander angeordneten, schwenkbaren Kontaktarmen, auf deren freien Enden in eine Lichtbogenlöschkammer ragende Kontaktstücke angeordnet sind, von welchen beweglichen Kontaktarmen der eine beim Auftreten von hohen Kurzschlußströmen entgegen der Kraft der Zugfeder unter der Wirkung elektrodynamischer Kräfte von dem anderen abstoßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kontaktstücke (3 a, 4 a) aufweisenden freien Enden der Kontaktarme (3,4) durch einen Längsschlitz (52) einer verschiebbaren, eine Abschlußwand der Lichtbogenlöschkammer (47) eines Poles bildenden Kupplungsplatte (50) ragen, daß die Länge des Längsschlitzes (52) der Kupplungsplatte (50) derart gewählt ist, daß der eine bewegliche Kontaktarm (4) durch die beim Öffnen dieses Kontaktarmes (4) ihre Kraftrichtung umkehrende Zugfeder (9) in seiner geöffneten j Stellung gehalten ist und beim Öffnen des ande- " ren beweglichen Kontaktarmes (3) mittels der Kupplungsplatte (50) in seine geschlossene Ausgangsstellung mitnehmbar ist.

2. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsplatte (50) in Führungsrinnen (54, 54') an gegenüberliegenden Seitenwänden (1') jedes Poles des Selbstschalters geführt ist.

3. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Kontaktarm (3) bei seiner Öffnungsbewegung erst nach einer gewissen Verschwenkung eine obere Abschlußkante (52 b) des Längsschlitzes (52) der Kupplungsplatte (50) berührt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen