DE1802115A1 - Fernbedienbarer elektrischer Schutzschalter - Google Patents

Description

• Fernbedienb@rer elektrischer Schutzschalter Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Schutzschalter mit einem Ein- und Ausschalt- sowie einem Rückstellkreis, die mittels zweier Schalter von entfernt liegenden Stellen aus betätigbar sind.
• Aufgabe der Erfindung ist in erster Linie die Schaffung eines elektrischen Schutzschalters mit einem Schaltschütz, das in einem luftdicht gekapselten Gehäuse mit einem Drehsolenoid gekoppelt ist und durch entfernt gelegene Schalter zum Anziehen oder Abfallen gebracht werden kann. Die@es Schaltschütz @oll zu seiner Betätigung nur kurzzeitige, d.h. weniger als 0,03 s lang anhaltende Schaltströme b@@ötigen, während nach einmal erfolgter Umschaltung vom angezogenen in den abgefallenen Zustand oder umgekchrt jeweils kein Strom mehr zur Aufrechterhaltung dieses Zustands erforderlich ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch galöst, daß ein Fernschalter zur Betätigung eines siliziumgesteuerten Gleichvorgeschen ist richters, der in Reihe mit einer Rückstellspule des Schaltschützes und einem @@chanisch mit dem Schaltschütz ge@@ppelten Hilfskentakt liegt, welcher bei angezogen@@ Schaltschütz offen und bei abgefallenem Schaltschütz geschlossen ist. Bei abgefallenem Schaltschütz kann durch Betätigung des Fernschalters der siliziumgesteuerte Gleichrichter gezündet werden, welcher daraufhin die Rückstellspule zum Anziehen des Schaltschützes erregt. Wenn das Schaltschütz angezogen hat, unterhricht der nunmehr offene Hilfskontakt den Speisestrom für die Rückstellspule und bewirkt ein Sperren des Gleichrichters. Bei einem folgenden Abfallen des Schaltschützes infolge einer Überlastung muß der Fernschalter erneut betätigt werden, um den siliziumgesteuerten Gleichrichter an Spannung zu legen.
• Der erfindungsgemäße fernrückstellbere Schutzschalter vermag Mehrfachlasten von bis zn 20 A/240 V Wechsel- oder Gleichstrom abzusichern und dennoch bei Gewährleistung langer Betriebslebensdaner starken Schwingungen und Stößen zu widerstehen.
• Besondore Merkmale des erfindungsgemäßon Schutzschalters bestehen darin, daß or bef Bestahen eines Überlastzustands nicht eingeschaltet oder räckgest@llt werden kann, daß die volle Rückstelleistung nicht über den außenliegenden Rückstell-Steuerschalter geleitet wird und somit elektrische Übertragungsverluste auf ein Mindestuaß herabgesetzt werden, wenn sich der Schutzschulter in einer großen Entfernung vom Rückstell-Steuerschalter befindet, und daß ein Schuts gegen ein Versagen des Schutzschalters vorgesech@n ist, wann eine Rückstellung unter Überlastbedingungen versucht wird.
• Im folgenden ist eine bovorzugte Ausfährungsforn der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seit@@@@sicht eines ferhrückstellbaren Schutzschalters mit den Merk@alen der Erfindung, in welcher das Gehäuse zur D@rstellung der Innenteile teilweise weggeschnitten ist, Fig. 2 eine Aufsicht auf den Schutzschalter gemäß Fig. 1 mit zur Darstellung der Innenteile teilweise weggeschnitten@@ Gehänse, Fig. 3 einen waagerechten Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2 und Fig. 4 ein Schnitbild des erfindungsgemäßen fernbedienb@-ren Schuts@chalters, in welchen sowohl die elektrisehen als @uch die mechanischen Verbindungen dargestellt sind.
• Die in den Figuren dargestallte Ausführungsform eines fernbedienbaren Schutzschalters ist vorzugsweise in einem luftdicht gekapselten Gehäuse 1 untergebracht, das mit Hilfe von Schrauben 3 und Absta@@stücken 4 an einer Anbauplatte 2 montierbar ist. Für die elektrischen Anschlüses sind vorzugsweise herkö@@liche Stifte 5 vorgesahen. Im Gehäuse 1 sind ein drsipoliges Schalt@chütz 6 sowie ein Dr@h@olenoid 7 vorgeschen, welches in einem mittels Schrauben 9 a@ Gehäuse des Schaltschützes 6 befestigten Untergehäuse 8 angeordnet ist. D@s Schaltschütz 6 kann von beli@biger Konstruktion und beispielsweise g@@äß der USA-Patentschrift 3 251 232 oder der USA-Patentan@eldung 618 001 vom 23.2.1967 aufgebant sein. Ein Beispiel für ein branchbares Drehsolenoid 7 ist in der USA-Patent@chrift 2 496 880 beschrieben.
• Die Schaltorgane 16 des Schaltschützes 6 sind durch eine Stange 15 mechanisch gekoppelt, die aus den Fig. 2 und 3 besser ersichtlich ist, in welchen das Schaltschütz 6 in abgefallenem Zustand veranschaulicht ist. Der Rotor des Drehsolenoids 7 ist federbelastet, so daß ein daran befestigter, abwärts abstehender Stift 14 bei nicht betätigtem Drehsolenoid 7 die in den Figuren ausgezogen eingezeichnete Stellung einnimmt. Wenn das Drehsolenoid 7 auf noch zu beschreibende Weise gegen seine mechanische Vorbelastung betätigt wird, bewegt sich der Stift 14 in die in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnete Stellung, wobei er die Stange 15 mitnimmt. Ein mit Hilfe von Schrauben 11, 13 und eines Flansches 12 am Untergehäuse 8 befestigter Hilfskontakt 10 weist eine Betätigungsstange 17 auf, die abwärts in die Bewegungsbahn der Stange 15 hineinragt. Wie aus Fig. 1 deutlicher hervorgeht, berührt die Stange 15 die Betätigungsstange 17 nahe dem Ende ihres Bewegungswegs und gewährleistet hierdurch, daß die Schaltorgane 16 über den Totpunkt hin@usgelangt sind und in der Schließstellung verbleiben, wenn die Stange 15 mit der Betätigungsstange 17 in Berührung kommt. In den Figuren ist die Betätigungsstange 17 in ihrer dem geschlossenen Zustand des Hilfskontakts 10 entsprechenden Ruhestellung dargestellt, während sie den Hilfskontakt 10 öffnet, wenn sie durch die Stange 15 verlagert wird.
• Das Drehsolenoid ist über Anschlüsse A, B an eine Gleichstromquelle anschlisßbar. Zum Einschalten des Schutzschalters oder zum Rückstellen des Schaltschützes nach dem Ansprechen auf eine Überlastung wird ein außenliegander Schalter 18 betätigt, der mechanisch so vorbelastet ist, daß er den Minuspol der Stromquelle mit einem weiteren Anschluß D verbindet, welcher über einen Kondensator 21 an die Steuerelektrode eines siliziumgesteuerten Gleichrichters 22 angeschlossen ist. Bei Betätigung des Schalters 18 wird die Steuerelektrode des Gleichrichters 22 über den Widerstand 19 eines die Stromquelle überbrückenden Spannungsteilers 19, 20, dessen Mittelanzapfung 0 zum Gegenpol des Schalters 18 führt, und den Kondensator 21 positiv beaufschlagt, so daß bei sich in seiner Ruhelage befindlichem, d.h. geschlossenem Hilfskontakt 10 das Drehsolenoid 7 betätigt wird, wodurch, wie erwähnt, der Stift 14 gemäß Fig. 3 über einen Kreisbogen bewegt und hierbei die Stange 15 und die Schaltorgane 16 des Schaltschützes 6 aus der AUS- in die EIN-Stellung verlagert werden. Wenn sich die Schaltorgane 16 so weit verlagert haben, daß ihre Arretierung in der EIN-Stellung gesichert ist, wird der Hilfskontakt 10 dadurch geöffnet, daß sich die Stange 15 gegen die Betätigungsstange 17 legt, wodurch das Drehsolenoid 7 stromlos gemacht wird und der siliziumgesteuerte Gleichrichter 22 sperrt. Die Parallelanordnung einer Diode 23 und eines Kondensators 24 dient zur Unterdrückung der durch das Drehsolenoid 7 verursachten Spannungsspitzen beim Öffnen des Hilfskontakts 10.
• Wenn das Drehsolenoid 7 stromlos gemacht worden ist, kehrt der Stift 14 unter der erwähnten mechanischen Vorbelastung in seine Ausgangsstellung zurück. Wenn der Schalter 18 betätigt bleibt, hat dies keinen Einfluß auf die Schaltung, da der Kondensator 21 zu diesem Zeitpunkt voll aufgeladen ist und außerdem der Hilfskontakt 10 durch den Stift 14 in Offenstellung gehalten wird. Beim Loslassen des Schalters 18 entlädt sich der Kondensator 21 zur negativen Seite der Stromquelle.
• Zum Ausschalten des Schaltschützes von einer entfernt gelegenen Stelle aus ist ein außenliegender Schalter 25 vorgese@ hen, der eine Abschaltspule 26 betätigt, die ihrerseits den Abschaltmechanismus des in der USA-Patentschrift 3 251 232 beschriebenen Schaltschützes betätigt. Im ausgeschalteten Zustand verlagern sich die Stange 15 und die Schaltorgane 16 in die Stellungen gemäß Fig. 3, wobei der Schutzschalter für das auf vorher beschriebene Weise erfolgende Einschalten bzw. Rückstellen bereitsteht.
• Wenn bef eingeschaltetem Schutzschalter in dem zu schützenden bzw. abzusicherndan Stromkreis eine Überlastung oder ein sonstiger Fehler auftritt, fällt das Schaltschütz auf die in den genannten USA-Patentschriften beschriebene Weise ab, und zwar unabhängig davon, ob der Schalter 18 gedrückt worden ist oder nicht.
• Selbstverständlich ist die vorstehend dargestellte und beschriebene Ausführungsform der Erfindung zahlreichen Änderungen und Abwandlungen zugänglich, ohne daß der Rahmen undder Grundgedanke der Erfindung verlassen werden.

Claims (8)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Fernbedienbarer elektrischer Schutzschalter mit Schaltorganen zum Öffnen bzw. Schließen eines zu schützenden Stromkreises und einer Magnetspule zum Verlagern der Schaltorgane aus der Offen- in die Schließstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (7) über einen normalerweise geschlossenen Ausschaltmechanismus (10) an eine Stromquelle angeschlossen ist, daß der Ausschaltmechanismus derart mechanisch mit den Schaltorganen (16) gekoppelt ist, daß er durch letztere geöffnet wird, kurz bevor sie sich in ihre Schließstellung bewegt haben, und daß eine Rückstellschaltung mit einer Stromquelle und einem Rückstellkreis vorgesehen ist, über welchen die Magnetspule durch Betätigung eines vom Schutzschalter entfernt angeordneten Rückstellschalters (18) bei geschlossenem Ausschaltmechanismus (10) erregt werden kann, während die Magnetspule bei offenem Ausschaltmechanismus stromlos bleibt, und daß der Rückstellkreis eine Einrichtung (21, 22) aufweist, welche nach einmal erfolgter Betätigung des Rückstellschalters den Rückstellkreis daran hindert, die Magnetspule erneut zu erregen, bis der Rückstellschalter wieder freigegeben und erneut gedrückt worden ist.
2. 2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle eine Gleichstromquelle ist, daß der Rückstellkreis einen siliziumgesteuerten Gleichrichter (22) aufweist, dessen Anode und Kathode in Reihe mit dem Ausschaltmechanismus (10) und der Magnetspule (7) geschaltet sind, so daß der Gleichrichter durch Öffnen des Ausschaltmechanismus gelöscht wird, und daß der Rückstellschalter (18) zwischen die Stromquelle und die Steuerelektrode des Gleichrichters eingeschaltet ist und den Gleichrichter durch kurzzeitiges Drücken zum Zünden zu bringen vermag, wenn der Ausschaltmechanismus geschlossen ist.
3. 3. Schutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rückstellschalter (18) und die Steuerelektrode des Gleichrichters (22) ein Kondensator (21) eingeschaltet ist, daß der Rückstellschalter mechanisch derart vorbelastet ist, daß er normalerweise mit dem Pol der Stremquelle in Kontakt steht, der eine zum Zünden des siliziumgesteuerten Gleichrichters (22) unzureichende Spannung führt, und in geschlossenem Zustand mit einer Einrichtung (19, 20) in Kontakt steht, welche mindestens einen Teil der vollen Spannung der Gleichstromquelle führt, so daß der siliziumgesteuerte Gleichrichter gezündet und der Kondensator aufgeladen wird, und daß der Kondensator aufgeladen bleibt, bis der Rückstellschalter freigegeben wird, so daß er wiederum mit dem erstgenannten Pol der Stromquelle in Kontakt kommt.
4. 4. Schutzschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Magnetspule (7) eine Einrichtung (23, 24) zur Unterdrückung von normalerweise beim Stromlosmachen der Magnetspule auftretenden Spannungsspitzen gekoppelt ist.
5. 5. Schutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (23, 24) aus einer Diode (23) und einem Kondensator (24) besteht, die parallel zur Magnetspule (7) geschaltet sind, und daß die Diode so gepolt ist, daß sie beim Erregen der Magnetspule von einer Sperrspannung beaufschlagt wird.
6. 6. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Schaltschütz aufweist, dessen Magnetspule in erregtem Zustand die Schaltorgane öffnet, daß zwischen die Stromquelle und die Magnetspule ein Ausschalter eingeschaltet ist, der im Betriebszustand die Magnetspule mit Erregerstrom speist, und daß der Ausschalter so angeordnet ist, daß er von einer vom Schutzschalter entfernten Stelle aus betätigbar ist.
7. 7. Schutzschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (7) ein Drehsolenoid mit einem mechanisch in eine stromlose Stellung vorbelasteten Rotor ist, von welchem ein Stift (14) absteht, und daß die Schaltorgane (16) mit einer senkrecht zu diesam Stift angeordneten Stange (15) gekoppelt sind, welche die kreisbogenförmige Bewegungsbahn des Stifts kreuzt, so daß letzterer die Stange nebst den Schaltorganen bei erregtem Drehsolenoid in die Schließstellung der Schaltglieder drängt.
8. 8. Schutzschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschaltmechanismus (10) eine gekrümmte Betätigungsstange (17) aufweist, welche die Bewegungsbahn der Stange (15) nahe ihrer der Schließstellung der Schaltglieder entsprechenden Endstellung kreuzt, so daß die Stange die Betätigungsstange berührt und sie zum Öffnen des Ausschaltmechanismus verlagert, wenn sich die Stange in ihre Schließstellung verlagert, und daß der Rotor des Drehsolenoids (7) nach dem Öffnen des Ausschaltmechanismus unter seiner mechanischen Vorbelastung in seine stromlose Stellung zurückkehrt.