DE1938929A1 - Stromunterbrecher - Google Patents

Description

Patentanwalt

Dl-Ibjj. Wilhelm !leiche!

FianMuii/Main-l

Paiksliaßel3 5979

FEDERAL PACIFIC ELECTRIC COMPANY, Newark, New Jersey, V.St.A.

Stromunterbrecher

Die Erfindung bezieht sich auf Stromunterbrecher, insbesondere auf Stromunterbrecher mit ausgeformten oder gegossenen Gehäusen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Stromunterbrecher zu schaffen, der unter Störungezustanden eine verringerte Öffnungszeit hat. Der verbesserte Stromunterbrecher soll ferner auf zwei Arten öffnen, die in Abhängigkeit von dem zu unterbrechenden Stromzustand selbsttätig ausgewählt werden. Der verbesserte Stromunterbrecher soll weiter in einer Arbeitsweise, verglichen mit seiner zweiten, normalen Arbeitsweise, eine verstärkte Kontakttrennung aufweisen. Es ist auch beabsichtigt, eine Stromunterbrecher/Vorrichtung zu schaffen, die eine reduzierte träge Masse zwecks schneller Öffnung aufweist und trotzdem für ihren normalen SchließVorgang eine ausreichende Masse hat, um bei Störungen und im normalen Betrieb schnell zu schließen. Der verbesserte Stromunterbrecher soll auch auf hohe Fehlerströme sehr schnell ansprechen. Weiter soll der Stromunterbrecher in einer vorgegebenen räumlichen Abmessung eine verstärkte Unterbrechungsleistung aufweisen, verglichen mit üblichen, bisher erhältlichen Stromunterbrechern. Schließlich soll ein Stromunterbrecher geschaffen werden, der eine verbesserte, schnell wirksame Starkstrom-Auslösung ermöglicht.

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Zur lösung obiger Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Stromunterbrecher mit einem langgestreckten Kontaktarm, der an einem Ende ein bewegbares Kontaktstück trägt, das in Anlage mit einem Gegenkontaktstück kommt, wenn der Stromunterbrecher geschlossen wird, wobei das andere Ende des Kontaktarms eine Schwenklagervorrichtung aufweist, ferner mit einem Kniegelenk, das durch einen Lagerzapfen mit dem langgestreckten Kontaktarm zwischen seinen Enden verbunden ist und den Kontaktarm zwischen Stellungen bewegt, in denen der Stromkreis geschlossen bzw. geöffnet ist und mit einer Vorrichtung, die den Kontaktarm für eine öffnungsbewegung um den Lagerzapfen des Kniegelenks herum vorspannt.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Momentan-Auslösevorrichtung das schwenkbar abgestützte entgegengesetzte Ende des Kontaktar ns in Abhängigkeit von plötzlichen hohen Überstrom-Zuständen auslöst und daß eine zusätzliche Überstrom-Auslösevorrichtung das Kniegelenk zusammenknicken läßt und eine Öffnung der Kontaktstücke unter anderen Überstromzuständen verursacht.

Die Erfindung wird nun an Hand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. Es zeigen:

Pig. 1 eine Seitenansicht eines mehrpoligen Stromunterbrechers mit gewissen Merkmalen der Erfindung und zwar teilweise im Schnitt entlang der Linie 1-1 in Pig. 2;

Pig. 2 eine Draufsicht des Stromunterbrechers der Pig. 1, wobei einige Teile abgebrochen und andere Seile weggelassen sind;

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Pig* 3 eine Seitenansicht einer anderen Ausfuhrungsform tier Erfindung, und zwar als mehrpoliger Stromunterbrecher dargestellt, die bestimmte andere Merkmale der Erfindung veranschaulicht. Bei dieser Ansicht handelt es

sich um eine Teilsehnittansieht entlang der Linie 3-3 ' " in Pig. 4|

Pig. 4 eine Draufsicht des Stromunterbrechers der Fig. 3, in der einige Teile abgebrochen und andere Teile weggelassen sind und '

Pig. 5 eine Teil-Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeiepiels.

Es wird nun auf Pig. 1 Bezug genommen. Die Stromunterbrechereinrichtung ist in einem Gehäuse aus gegossenem Isoliermaterial eingeschlossen) das einen Deckel 10 und ein Unterteil 12 enthält. Der Stromkreis verläuft durch einen der Erläuterung dienenden Pol des Stromunterbrechers (wenn er geschlossen ist) von einer Klemme 14 über einen Rückstrompfad-Leiter 15 zu dem ortsfesten Kontaktstück 16, dann zum bewegbaren Kontaktstück 18, Über den Kontaktarm 20, entlang der leitfähigen, biegsamen Litze 22, über das Bimetall 24 zur leitfähigen Schiene 26 und schließlich zur gegenüberliegenden Klemme 28, Der Kontaktarm 20, der das Kontaktstück 18 trägt, wird durch einen Lagerbolzen 30 im Kontaktarmträger 32 abgestützt und durch Druckfedern 34 in eine Richtung vorgespannt, daß er einen Kontaktdruck erzeugt, wenn die Kontaktstücke geschlossen sind. Wenn die Kontaktstücke geöffnet sind, wird der Ausschlag des Kontaktarms 20, der durch die Feder 34 erzeugt wird, durch Anlage eines Teils des Kontaktarms am unteren Rand des U-förmigen Kontaktarmträgers 32 begrenzt. Der Kontaktarmträger 32 ist auf einer isolierten Welle oder Verbindungsstange 36 befestigt, deren Enden als Lagerzapfen 38 ausgebildet sind, die durch entgegengesetzt angeordnete Verriegelungsvorrichtungen 40 abgestützt werden. Die Verriegelungsvorrichtungen 40 sind auf Führungsteile 42 gelagert, die an dem gegossenen Unter-

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teil 12 an beiden Enden der Verbindungsstange 36 festgemacht sind. Die Lagerzapfen 38 bewegen sich in Schlitzen 44 und sind durch diese geführt. Die Schlitze 44 sind in den Führungsteilen 42 für Zwecke ausgebildet, die noch ausführlich erläutert' werden. Mehrere Kontaktarmträger 32 mit entsprechenden Kont taktarmen 20 sind auf der oben erwähnten Welle für eine koordinierte Zusammenarbeit der Kontaktstücke in einem mehrpoligen Stromunterbrecher befestigt.

Eine über den Totpunkt hinaus verstellbare Federvorrichtung, die allgemein bei 46 angedeutet ist, ist zur Betätigung der Kontaktstücke zwischen der geschlossenen und der ersten von

W zwei alternativen offenen Stellungen vorgesehen, und bei einigen Ausführungsbeispielen ferner zur Herbeiführung einer automatischen Auslösung und öffnung der Kontaktstücke in Abhängigkeit von Überbelastungen. Die Betätigungsvorrichtung enthält einen manuell betätigbaren Hebel 48 und Handgriff 50. Der Hebel 48 ist an seinem unteren Ende in einem fixierten Rahmen 52 schwenkbar gelagert, der am Unterbrecher-Unterteil 12 befestigt ist. Der Rahmen umfaßt zwei voneinander beabstandete Metallteile oder Platten, die sich von einem Punkt neben dem Mittelpunkt des Unterbrechergehäuses gegen das eine Ende des Gehäuses erstrecken. Ein Überlast-Auslöseteil oder eine "Gabel" 54 weist einen Lagerzapfen 56 auf, der im Rahmen 52 festgelegt ist. Ein Kniegelenk 57 enthält zwei Kniegelenkglie-

' der 58 und 60, die an einem Knie oder einer Gelenkstelle 62 schwenkbar miteinander verbunden sind. Diese Kniegelenkglieder weisen einen oberen Lagerzapfen 64 und einen unteren Lagerzapfen 66 in den Teilen 54 und 32 am Mittelpol dee beispielsweisen Stromunterbrechers der Figuren 1 und 2 auf. Zwei Paare von Federn 68 erstrecken sich zwischen dem Handhebel und der Gelenkstelle 62 des Kniegelenks, wenngleich nur ein Paar in Fig. 1 zu sehen ist. Die Stellung des Kontaktarms, in der der Stromkreis geöffnet ist, ist durch die Berührung des !Trägers 32 mit dem Lagerbolzen 56 festgelegt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den Figuren 1 und 2 ist nur

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eine einzige Betätigungsvorrichtung 46 für alle Kontaktarmträger vorhanden, die durch die Verbindungsstange 36 betätigt werden, während in der Ausführungsform der Figuren 3, und 4 mehrere Betätigungsvorrichtungen verwendet werden.

Die Unterbrecher-Betätigungsvorrichturig 46 und eine mit ihr zusammenwirkende Nebenverriegelungsvorrichtung 70 sind beide in der Mittelpolstellung des Ausführungsbeispiels der Piguren 1 und 2 angeordnet. Das Ende der Gabel 54* das von seinem lagerzapfen 56 abgelegen ist, wird normalerweise durch die Nebenverriegelungsvorrichtung .70, die._;an dem Seitenrahmen 52 schwenkbar gelagert ist, gegen eine Bewegung in die Richtung zurückgehalten, in der das Kniegelenk zusammenknickt. Einzelheiten dieser Nebenverriegelungsvorrichtung und der Betätigungsvorrichtung finden sich in der USA-Patentschrift Nr. 3 209 098, die die Bezeichnung "Circuit Breakers Having Improved Tripping Mechanisms" trägt und der Anmelderin gehört. Zum Verständnis der vorliegenden Erfindung dürfte es überflüssig sein auf weitere Einzelheiten einzugehen, und sie werden daher aus der folgenden Erläuterung herausgelassen.

Es wird nun auf Pig. 2 Bezug genommen. Eine Schaltstange 72 aus Isoliermaterial erstreckt sich quer über alle Polstellungert und ist im Rahmen 52 schwenkbar gelagert. Eine Feder ist zwischen der Schaltstange 72 und der Verriegelungsvorrichtung 70 eingespannt und zieht diese in Eingriff miteinander. Die Nebenverriegerungsvorrichtung 70 greift in eine Eauptverriegelungsvorrichtung 75 ein, die von der Schaltstange getragen wird.

Alle dargestellten Stromkreisunterbrecherpole sind im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 mit zwei Überstrom-Abfühlvorrichtungen versehen. Da die Pole identisch sind, wird nur ein Pol im einzelnen beschrieben. Die zwei vorgesehenen Überstrom-Abfühlvorrichtungen sprechen auf unterschiedliche Überstrcmwerte an» Vo ein Schutz gegen andauernde Überlastun-r

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, 1 V

gen erwünscht ist, enthält die Überstrom-Abfühlvorrichtung gewöhnlich eine umgekehrte Zeitcharakteristik, damit, wenn der Überstrom ansteigt, die Ansprechzeit abnimmt. Diese Arbeitsweise erreicht man durch Anwendung der bekannten Eigenschaften des Bimetallglieds 24, über das der Strom fließt. wenn der Unterbrecher geschlossen ist. !Das .Bimetall 24 biegt sich aufgrund des durchfließenden Uberstromes aus und kommt in Eingriff mit einer Einstellschraube 76, die von der Schaltstange 72 getragen wird. Eine weitere oder fortgesetzte Ausbiegung des Bimetalls.bewegt die.Sehaltstange 72 entgegen dem Uhrzeigersinn, um die Nebenverriegelungsvorrichtung 70 von der Hauptverriegelungsvorrichtung 75 zu trennen und den Stromun- W terbrecher zu öffnen, wie nachstehend erläutert wird.

TJm eine "schlagartige" oder, "augenblickliche" Schaltung des Stromunterbrechers beim Auftreten schädlicher Überlastungen zu erzielen, ist eine Anordnung vorgesehen, die elektromagnetisch auf den Stromdurchfluß durch das Bimetall 24 anspricht. Es wird nun auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen. Ein kanalförmiges oder U-förmiges Polstück oder Joch 78 ist um das Bimetall 24 herum und dicht neben diesem befestigt, und zwar an der Stelle, an der das Bimetall an der leitfähigen Schiene 26 festgemacht ist. Ein Anker 80, der mit dem Joch zusammenarbeitet und von diesem magnetisch angezogen wird, ist . an einer Schaltstange 82 aus Isoliermaterial befestigt, die sich quer über alle Pole erstreckt. Aus Gründen der Klarheit und Zweckmäßigkeit wird die zuerst erwähnte Schaltstange 72 anschließend als Zeitverzögerungs-Schaltstange bezeichnet, während die Schaltetange 82 im folgenden als Momentan-Schaltstange geführt wird. Die Momentan-Schaltstange 82 wird an jedem Ende durch Verriegelungsvorrichtungen 40 getragen, die wiederum auf den Führungsteilen 42 schwenkbar gelagert sind. Die Verriegelungsvorrichtung 40 enthält einen Hebelarmteil 84, der eine Vorderseite 84a aufweist, die in Eingriff mit dem Kontaktarm-Pührungszapfen 38 kommt und diesen in Zusammenarbeit mit den Führungsschlitzen 44 lösbar abstützt. Eine To-r- ·,

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sionsfeder 86 wirkt zwischen dem Verriegelungsteil 84 und dem Führungsteil, um für die Verriegelungsvorrichtung 40 eine BUckführkraft zu erzeugen.

Es wird, nun auf Pig. 1 Bezug genommen. Der Rückstrompfadleiter 15 enthält ein leitfähiges Teil 88, das gegen sich selbst zurückgebogen ist. Ein Abstandsstück aus Isoliermaterial 90 ist zwischen den Schenkeln des Teils 88 eingelegt, die durch passende Mittel (nicht gezeigt) aneinander befestigt sind. Eine Isolierlage 92 ist an dem Teil des Leiters 15 angebracht, der sich außerhalb der Lichtbogenschute 94 befindet, um eine Lichtbogenunterbrechung innerhalb der Lichtbogenschute (oder Funkenkammer) zu gewährleisten.

Die Kontaktöffnungsvorspannung wird zum Teil durch eine Haarnadelfeder 96 erzeugt, die zwischen dem Unterteil 12 und dem Kontaktarm 20 wirkt· Die Feder 96 unterstützt die Bewegung des Kontaktarmes in beide alternative Stellungen, in denen der Stromkreis geöffnet ist, wie nachfolgend noch ausführlich erläutert wird.

Der Stromunterbrecher ist in Figuren 1 und 2 in seiner "normalen" offenen Stellung gezeigt, wobei die Gabel 54 so verriegelt ist, daß die Betätigungsvorrichtung sich in einem Zustand befindet, in dem sie die Kontaktstücke schließt, wenn sie betätigt wird. Die Führungszapfen 38 sind in einer Lage abgestützt, in der der Unterbrecher durch die Verriegelungsvorrichtung 40 den normalen Schließvorgang ausführt. Die Schließung des Unterbrechers wird dadurch erzielt, daß der Handhebel 48 gemäß der Zeichnung nach rechts bewegt wird. Die oberen Enden der Zugfedern 68 werden entsprechend nach. rechts verlagert, und wenn die Federspannung über das Knie bzw. Die Gelenkstelle 62 so verlagert wird, daß sie entlang der Linie rechts vom oberen Lagerzapfen 64 in der Gabel 54 wirksam ist, wird das Knie oder die Gelenkstelle nach, rechts vorgespannt, und sie hat das Bestreben, das Kniegelenk zu

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strecken. Dies findet in einem SchnappVorgang statt, wobei der Kontaktträger 32 plötzlich in Schließrichtung,angetrieben wird, wodurch wiederum das bewegbare Kontaktstück 18 gegen das ortsfeste Kontaktstück 16 getrieben wird, wie dies durch die gestrichelten Linien in Pig. 1 gezeigt ist. Eine Überbewegung des Trägers 32 über den Eingriffspunkt der zugeordneten Kontaktstücke hinaus, spannt die "Überhol"-Feder 34 in jedem Kontaktarm, wodurch der Kontaktdruck erzeugt wird.

Wenn die Kontaktstücke geschlossen sind, nimmt der untere Kniegelenklagerbolzen 66 die,bei 66a angedeutete Stellung ein» Zu diesem Zeitpunkt verläuft die Linie des aufwärtigen Drucks durch die Gelenkstelle des Kniegelnks rechts vom oberen Kniegelenk-Lagerbolzen 64 in der Gabel 54 vorbei. In dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel gibt es zwei mögliche Öffnungsarten für den Stromunterbrecher, um die Trennung der Kontaktstücke zu bewirken. In der ersten oder üblichen Arbeitsweise im Falle eines Überstroms, wird.die Gabel 54 durch die Zeitverzögerungsschaltstange 72 für eine Drehung im Uhrzeigersinn um ihren Lagerbolzen 56 freigegeben, und der obere Kniegelenklagerbolzen 64 verlagert sich nach rechts und quer über die resultierende Wirklinie der Federn 68. Wenn dies stattfindet, werden die gespannten Über-Totpunkt-Federn 68 frei und bewirken ein plötzliches Zusammenknicken des Kniegelenks und in entsprechender Weise eine Schwenkbewegung der verschiedenen Kontaktträger 32 um die Lagerzapfen 38 und zwar als eine Einheit aus ihrer geschlossenen Stellung heraus. Die Freigabe der Gabel- 54 wird.dadurch erzielt, daß sich das Bimetall 24 unter dem Einfluß eines andauernden Überstromes auslenkt. Wenn sich das Bimetall gemäß Fig. 1 nach links ausbiegt, drückt es schließlich gegen die Einstellschraube 76, was zur Folge hat, daß sich die Zeitverzögerungsschaltstange 72 verschwenkt, wobei die Hauptver- ■ riegelungsvorrichtung 75 aus ihren Eingriff mit der Nebenverriegelungsvorrichtung 70 verstellt wird, die dann frei wird, um sich zu drehen und die Gabel 54, wie oben erwähnt, freizu-

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geben. Wenn der Unterbrecher auf diese Art und Weise öffnet, kehrt er in die in vollen linien in Pig. 1 gezeigte Stellung zurück, welche Stellung als die "normale" offene Stellung betrachtet werden kann. Die Öffnung des Unterbrechers von Hand durch umgekehrte Verstellung des Betätigungsbaldgriffes 48 bewirkt ebenfalls das Zusammenknicken des Kniegelenks, was zur Folge hat, daß der Unterbrecher öffnet, und zwar in die normale Stellung, in der der Stromkreis geöffnet ist.

Sehr wesentlich ist, daß der beispielsweise Stromunterbrecher eine neue Einrichtung enthält, deren Punktion,nun erläutert wird. Beim Auftreten einer schädlichen Überlastung oder eines Kurzschlusses im überwachten Stromkreis, steigt der Strom an dem beeinflußten Pol oder Polen plötzlich an. Dieser Strom verläuft über das Bimetall 24 und bewirkt, daß das .Joch 78 den Anker 80 kräftig anzieht, der an der Momentan-SchaItstange 82 befestigt ist, und zwar bevor das Bimetall sich weit genug auslenken kann, um die Zeitverzögerungs-Schaltstange 72 zu betätigen. Die Schwenkbewegung der Moinentan-Schaltstange bewirkt, daß die Verriegelungsvorrichtung 40 den Arm 84 verschwenkt, wobei die Fläche 84a so verstellt wird, daß die Kontaktarm-Führungszapfen 38 freigegeben werden, die am Ende der Verbindungsstange 36 ausgebildet sind, so daß sie sich unter dem Einfluß bzw. Antrieb der Feder 96 entlang den Führung sschlitzen 44 bewegen. Der Kontaktarm verschwenkt sich zunächst um seinen Lagerzapfen 66 gegen das Kniegelenk hin, ohne das Zusammenknicken des Kniegelenks abzuwarten. Zu Beginn dieser Bewegung befindet sich der Lagerzapfen 66 in der Stellung 66a, in der der Stromkreis geschlossen ist. Das Kniegelenk bleibt während der augenblicklichen Öffnung des Unterbrechers erhalten. Vorher war, während des normalen Betriebs des Unterbrechers, der Kontaktarm an einer Schwenkbewegung um die Zapfen 38 durch das Zusammenwirken der Führüngszapfen 38, der Schlitze 44 und der Verriegelungsvorrichtung 40 gehindert. Die Aufrichtungsbewegung des Kniegelenks, welche über den Lagerzapfen 66 übertragen wurde, bewirkte, daß

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der Kontaktarm in einem Bogen in die geschlossene Stellung schwenkte. Die Betätigung, der Verriegelungsvorrichtung 40 durch den überstrom gibt das zurückgehaltene Ende des Kontaktarmes frei und ermöglicht eine Drehung des Armes um den lagerzapf en 66. Der Lagerzapfen wandert in die Stellung 66b, wenn der Kontaktarm sich in seine obere in gestrichelten Linien gezeigte Stellung (Pig. 1) bewegt. Die Drehung des Kontaktarmes wird fortgesetzt, bis der Arm in Anlage mit den Lagerbolzen 56 kommt. Es wird bemerkt, daß diese zweite Stellung, in der der Stromkreis geöffnet ist, eine "weite". Offnungsstellung ist, die einen größeren Zwischenraum zwischen dem sich bewegenden Kontaktstück 18 und dem ortsfesten Kontaktstück 16 aufweist, als in der Normalstellung des Armes. Diese erweiterte oder verstärkte Trennung bewirkt eine Erhöhung der Unterbrechungsleistung des Stromunterbrechers.

Der Rückstrompfad-Leiter 50 bewirkt eine Beschleunigung des Kontaktarmes in die weit geöffnete Stellung aufgrund der Einwirkung des Stromes, der im Leiter 15 und im Kontaktarm 20 fließt. Der einschlägige Fachmann wird erkennen, daß die Verlagerung der wirksamen Lagersteile des Kontaktarmes vom verriegelten luhrungszapfen 38 zur Schwenklagerstelle 66 den Drehpunkt des Kontaktarmes von einem Punkt neben einem Ende desselben zu einem Punkt bewegt hat, der sich näer am Mittelpunkt der Masse des Kontaktarmes befindet. Diese Verlagerung der Schwenklagersteile bewirkt eine sehr große Veränderung des Trägheitsmomentes des Kontaktarmes und ermöglicht daher eine schnellere Bewegung in die Stellung, in der der Stromkreis geöffnet ist. Die Veränderung bezüglich der Bewegung der tragen Masse bewirkt, daß der Kontaktarm besser auf die verhältnismäßig schwachen Kontaktöffnungsfedern 96 eines jeden Kontaktarmes und außerdem bedeutend besser auf den elektrodynamischen Abstoßeffekt zwischen dem Kontaktarm und der Rückstrombahn im oberen Teil des Leiters 15 anspricht.

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Die Rückstellung des Stromunterbrechers in einen Zustand zum erneuten Schließen nach der Auslösung durch eine andauernde mäßige Überlastung wird dadurch bewirkt, daß der Betätigungshandgriff 48 etwas über die offene oder Aus-Stellung hinausbewegt wird. Der Handgriff treibt die Gabel 54 an, um die Neben- und Haupt verriege lunge vorrichtung in bekannter V/eise wieder in Eingriff zu bringen. Die Rückstellung des Stromunterbrechers beim Auftreten eines "momentanen" Überstrom-Zustandes, in dem die Kontaktarme sich in die zweite Offen-Stellung bewegt haben, ohne das Kniegelenk zusammenzuknicken, wird einfach dadurch bewirkt, daß der Stromunterbrecher in die Aus-Stellung geschaltet wird. Wenn die Federn 68 in die Aus-Stellung bewegt werden, wird die Gelenkstelle des Kniegelenks verlagert, was zur Folge hat, daß das Kniegelenk zusammenknickt, und die Kraft der Federn 68, die am Knie bzw. der Gelenkstelle des Kniegelenks 62 angreifen, ist so groß, daß die Kontaktarme in ihre normale Offen-Stellung angehoben werden. Jeder Führungszapfen 38 drückt seinen Verriegelungsarm 84 aus der Bahn, wenn er in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurückkehrt, während die Verriegelungsvorrichtung in eine Stellung unterhalb des Führungszapfens einschnappt, und zwar unter dem Einfluß der Verriegelungs-Rückstellfeder 86, die schon beschrieben wurde.

In gewissen Anwendungsfällen, wo nur die momentane Kurzschluß-Ansprecheigenschaft erwünscht ist, z.B.wenn der Stromunterbrecher mit einem Motoranlasser benutzt wird, der einen eingebauten Überlast-Schutz aufweist, kann die über st rom-Abführvorrichtung 24 weggelassen werden. Die Zeitverzögerungs-Schaltstange 72 und die zugeordnete liebenverriegelungsvorrlchtung 70 fallen ebenfalls weg.Bei dieser Konstruktion ist das Magnet joch 78 um einen Fortsatz des Leiters 26 herum angeordnet, um den über den Pol fließenden Strom zu überwachen. Die Gabel 54 wird in der in Fig. 1 gezeigten Stellung fixiert gehalten,und das Kniegelenk 57 dient dazu, den Stromunterbrecher normalerweise zu öffnen und zu schließen und den Stromunter-

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brecher nach der Betätigung der Verriegelungsvorrichtung in Abhängigkeit von der momentanen Schaltung zurückzustellen. Die Kontaktarme 20 verbleiben in der weit geöffneten Stellung, bis der Handgriff 50 in die Aus-Stellung bewegt wird, wobei das Kniegelenk 57 zusammenknickt. Wenn das Kniegelenk zusammengeknickt ist, heben die Uber-Totpunktj-Pedern die Kontaktarme in ihre Ausgangs- oder Rückstellage»

Es wird nun auf die Piguren 3 und 4 Bezug genommen, in denen - ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist und Teile, die ähnlichen Teilen in Pig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen, jedoch mit einem Strich, gekennzeichnet sind. Aus Gründen der Klarheit und Einfachheit sind nur diejenigen Teile speziell gekennzeichnet, die zum Verstehen des Ausführungsbeispiels notwendig sind. In dem mehrpoligen Stromunterbrecher der Piguren 3 und 4 ist eine Anzahl von Betätigungsvorrichtungen 46' vorgesehen und zwar eine für jeden Pol des Stromunterbrechers. Die Betätigungshebel 48¹ der entsprechenden Pole sind durch einen Handgriff 98 für eine gemeinsame Betätigung miteinander verbunden, der in Eingriff mit den Betätigungshebeln zur gemeinsamen gleichzeitigen Öffnung und Schließung aller Pole steht. Jeder Pol enthält einen Bahmen 52', der zwei beabstandete Metallteile oder Platten enthält, die sich von einem Punkt neben dem Mittelpunkt des Unterbrechergehäuses gegen das eine Ende des Gehäuses erstrecken, ferner ein Überlast-Auslöseteil oder eine Gabel 54V, die einen imUlahmen^!52* fixierten Lagerbolzen 56' aufweist. Das Kniegelenk 57* enthält zwei Kniegelenkglieder 58* und 60·, die an einer Gelenkstelle 62* drehbeweglich* miteinander verbunden sind. Diese Kniegelenkglieder weisen einen oberen Iagerzapfen 64' und einen unteren Lagerzapfen 66» in den Teilen 54' und 32' auf. Zwei· Pedern 100 erstrecken sich zwischen dem Handhebel und der Gelenkstelle 62» des Kniegelenks. Der Kontaktarm 20' eines jeden Pols enthält PUhrungszapfen 38·, die in Pührungsschlitzen 44' gleiten, welche in den Eahmen- teiXen 52' ausgearbeitet sind.

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Jeder Pol hat eine Nebenverriegelungsvorrichtung 70', die mit dem Ende der entsprechenden Gabel 54' zusammenarbeitet und die Gabel vor einer Bewegung in die Richtung zurückhält, in der das Kniegelenk zusammenknickt. Eine gemeinsame Schaltstange 72' aus Isolierstoff erstreckt sich quer.über alle Polstellungen und ist in den äußeren Rahmenteilen 52' der äußeren Pole (vgl. Pig. 4) drehbeweglich gelagert. Eine Feder 74' erstreckt sich zwischen der Schaltstange 72· und jeder einzelnen Nebenverriegelungsvorrichtung 70* und zieht diese in Eingriff mit der Schaltstange. Die Nebenverriegelungsvorrichtung 70' steht in Eingriff mit einer entsprechenden Hauptverriegelungsvorrichtung 75', die in jeder Polstellung von der Schaltstange 72' getragen wird.

Wie im Ausführungsbeispiel nach Figuren 1 und 2 ist jeder Pol mit zwei Überstrora-Abfühlvorrichtungen versehen, die auf unterschiedliche Überstromwerte ansprechen. Wie zuvor spricht das Bimetall 24' in einer umgekehrten Zeitcharakteristik an, während die elektromagnetische "momentane" Überstrom-Charakteristik durch das Joch 78· geschaffen wird, das um das Bimetall 24' herum angeordnet ist, sowie durch einen Anker 80', der durch eine eigene Momentan-Schaltstange 82' an jedem Pol getragen wird. Die gemeinsame Zeitverzögerungs-Schaltstange 72' ermöglicht die öffnung aller Pole in Abhängigkeit von einer Überlastung irgendeines Pols. Die Bewegung der Schaltstange 72' durch das Bimetall 24' des überlasteten Pols, löst jede der einzelnen Gabeln 54' aus, um das Kniegelenk 57' zusammenzuknicken und öffnet den Stromkreis über die entsprechenden Pole.

Wenn einer der%Pole durch einen schädlichen Kurzschluß geschaltet wird, der bewirkt, daß die Verriegelung 40' dieses Pols den Kontaktarm für eine sehr schnelle Bewegung bei niedrigem Trägheitsmoment in die "weite" Offenstellung freigibt; werden die anderen Pole in ähnlicher Weise geöffnet. Wenn die Lagerzapfen 38· des freigegebenen Kontaktarms nach der Freigabe

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entlang den Schlitzen 44' laufen, treffen sie auf das eine Ende 102a des Winkelhebels 102, der im Rahmen 52' drehbeweglich gelagert ist. Die Bewegung des Zapfens 38' bewirkt eine Schwenkbewegung des Winkelhebels 102 entgegen dem Uhrzeigersinn, wobei das Ende 102b gegen die Zeitverzögerungs-Schaltstange 72' getrieben wird, um die Gabeln 54' aller Pole auszulösen. Die Auslösung der Gabeln 54' hat zur Folge, daß die entsprechenden Kniegelenke 57' zusammenknicken und alle Pole geöffnet werden. Es wird bemerkt, daß der Kontaktarm des überlasteten Pols sich zunächst in die weit geöffnete Stellung öffnet und dann, beim Zusammenknicken seines Kniegelenks, in die normale offene Stellung zurückkehrt. Die Zeitspanne, in der sich der Pol in der "weit" geöffneten Stellung befindet, kann zum Teil durch die Einstellung des Endes 102a des Winkelhebels bestimmt werden. Das Zusammenknicken des Kniegelenks 57' des überlasteten Pols bringt den Pol selbsttätig in einen Zustand, in dem er normal schließt, indem die Betätigungsfedern 100 den Lagerzapfen 38' wie im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 über die Verriegelungsflächen 84a anheben. Wenn der Winkelhebel 102 weggelassen wird, reicht der "Durchlaßstrom", der über das Bimetall 24' des überlasteten Pols während des Unterbrechungsvorganges fließt, normalerweise aus, um das Bimetall 24' zum Schaltpunkt hin auszulenken, wobei die Kniegelenke 57* zusammengeknickt und alle Pole geöffnet werden.

Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, in der eine Verriegelungskonstruktion dargestellt ist, die in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4 anwendbar ist und auf elektrodynamische Kräfte anspricht, welche zwischen dem Kontaktarm 20 und dem Rückstromleiter 15 erzeugt werden. Wenn große Überlastungsströme durch den Kontaktarm und Leiter fließen, wird eine große Kraft erzeugt, die das Bestreben hat, den Arm vom Leiter abzuheben. Der Arm ist mit dem Kniegelenk schwenkbar verbunden und über die Kontaktdruck-Federn mit dem Kontaktarm-

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träger. Wenn der Arm hochsteigt, erreicht er eine Grenzstellung im Träger 32 aufgrund eines Anschlags oder wenn die Windüngen der Feder 34 so in Berührung kämmen, daß die Feder steif oder "massiv" wird. Hierauf wird die im Arm 20 erzeugte elektrodynamische Kraft in einen nach unten gerichteten Druck der Zapfen 38^rt gegen die Verriegelungsfläche 84a" umgewandelt. Diese Verriegelungsfläche tangiert nicht mit einem Bogen um ihre Lagestelle 40", sondern hat einen Abstoßwinkel. Eine Kraftkomponente der Zapfen 38" sucht die Verriegelung 40" aus der Freigabebahn des Zapfens herauszudrehen. \'Ienn diese Kraftkomponente die Kräfte überschreitet, die auf die Reibung und auf die Rückstellfeder 86" zurückgehen, werden die Zapfen freigegeben, so daß sich der Arm in die "weite" geöffnete Stellung bewegen kann. Wenn die Verriegelung der Fig. 5 beim Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 angewendet wird, können die Verriegelungsarme 84 für eine gemeinsame Bewegung passend miteinander verbunden werden oder es kann vorzugsweise die gemeinsame Freigabe aller Pole von den Winkelhebeln 102 abhängig gemacht werden. Diese Verriegelungskonstruktion kann auch bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 angewendet werden. Das magnetische Joch und die zugeordneten Anker der Figuren 1 bis 4 können weggelassen werden, wenn die Verriegelung mit einem.Abstoßwinkel versehen wird, oder es können Verriegelungen mit Abstoßwinkel zusammen mit den Ankern benutzt werden. Der Abstoßwinkel versetzt die Verriegelung in die lage, auf die elektrodynamische Kraft des Kontaktarmes anzusprechen, die unter schädlichen Überstromzuständen erzeugt wird, und er begünstigt eine schnellere Auslösung unter solchen Zuständen.

Wenngleich die Ausführungsbeispiele der Erfindung sich auf mehr polige Stromunterbrecher beziehen, so ist es doch für den einschlägigen Fachmann erkennbar, daß die Erfindung auch auf einpolige Stromunterbrecher anwendbar ist.

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   \j Stromunterbrecher mit einem langgestreckten Kontaktarm, der an einem Ende ein bewegbares Kontaktstück trägt» das in Anlage mit einem Gegenkontaktstück kommt, wenn der Stromunterbrecher geschlossen wird, wobei das andere Ende des Kontaktarms eine-Schwenklagervorrichtung aufweist, ferner mit einem Kniegelenk, das durch einen Lagerzapfen mit dem langgestreckten Kontaktarm zwischen seinen Enden verbunden ist und den Kontaktarm zwischen Stellungen bewegt, in denen der Stromkreis geschlossen bzw. geöffnetrist und mit-einer Vorrichtung, die den Kontaktarm für■eine.öffnungsbewegung um den Iagerzapfen des Kniegelenks herum vorspannt, da .d,:h r.c h -. ■ " gekennzeichnet, daß eine Momentan-Auslösevorrichtung (40,82, 84, 78, 8o) das schwenkbar abgestützte entgegengesetzte Ende (38) des Kontaktarms (20) in Abhängigkeit von plötzlichen hohen Überstrom-Zuständen auslöst und daß eine zusätzliche Überstrom-Auslösevorrichtung (24, 76, 72) das Kniegelenk (57) zusammenknicken läßt und eine öffnung der Kontaktstücke (16, 18) unter anderen Überstromzuständen verursacht.
2. 2. Stromunterbrecher nach Anspruch 1, d ad u r c h gekennzeichnet , daß ein Rückstrompfäd (15) neben dem Kontaktarm (20) vorgesehen ist, der eine elektrodynamische Reaktion zwischen den in dem Kontaktarm (20) fließenden Strom und dem Strom in dem Rückstrompfad (15) erzeugt, um eine ergänzende Kontaktöffnungskraft zum öffnen des Kontaktarmes zu erzeugen, nachdem der Kontaktarm .durch plötzliche hohe Überstromzustände ausgelöst worden ist·

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3. 3. Stromunterbrecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Momentan-Auslösevorrichtung (40, 82 , 84, 78, 80) ausschließlich auf hohe Werte elektrodynamischer Reaktionskräfte infolge des Stromes anspricht, der in dem Kontaktarm (20) und in dem Rückstrompfad (15) fließt, so daß die Momentan-Auslösevorrichtung das andere Ende (38) des Konxaktarms (20) in seiner abgestützten Stellung bei allen niedrigeren Stromwerten hält.

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4. 4. Stromunterbrecher nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3,
   dadurch 'gekennzeichnet, daß das bewegbare Kontaktstück (18) eine viel größere Öffnungsbewegung ausführt, wenn die Momentan-Auslösevorrichtung (40, 82, 84, 78,^.80) arbeitet ,als in anderen Öffnungs vorgängen. .
5. 5. Stromunterbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
   dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Überstrom-Auslösevorrichtung (24, 76, 72) eine umgekehrte Zeit-Strom-Charakteristik aufweist.
6. 6. Stromunterbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ,"
   dadurch gekennzeichnet, daß er eine Vielzahl von Kontaktarmen (2O0 enthält, die eine Vielzahl von Polen bilden, daß jeder Kontaktarm (20') ein entsprechendes Kniegelenk (57') aufweist, und daß ein gemeinsamer.Handgriff (98) die Kniegelenke für eine gemeinsame manuelle Betätigung verbindet und jeder Kontaktarm getrennte Momentan-Überlast-Auslösevorrichtungen enthält.
7. 7. Stromunterbrecher nach Anspruch 6,

   gekennzeichnet durch eine Vorrichtung mit einer Schaltstange (72')> die das Zusammenknicken der
   Kniegelenke (57*) steuert, um die Kontaktarme (20·) normalerweise in ihrer geschlossenen Lage zu halten, und durch eine Kupplungsvorrichtung (102) zwischen der Schaltstange (72·) und jedem Kontaktarm (20'), die auf die Auslösung einer der Kontaktarme durch 'die Momentan-Auslösevorrichtung anspricht, um die Schaltstange in eine Kniegelenk-Knickst ellung zu bewegen, wodurch alle anderen Pole des Stromunterbrechers geöffnet werden.

   Pu/Gu·

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