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Selbstschalter mit hoher Schaltleistung, insbesondere Installationsselbstschalter
Bei der Entwicklung von Installationsselbstschaltern gehen die Bestrebungen dahin,
Kleinbauweise bei hoher Schaltleistung zu erreichen. Diese beiden Forderungen lassen
sich nur schwer miteinander vereinbaren, da die bei Kurzschlußabschaltung auftretenden
Ströme in Verbindung mit hoher Lichtbogenspannung erhebliche Wärmemengen erzeugen,
die die Bauteile des Schalters aushalten müssen und die bei einem größeren Schalter
leichter als bei einem kleinen abführbar sind. Ein wesentlicher Teil der bei einer
schweren Kurzschlußabschaltung entstehenden Wärmemenge wird dabei durch die Bauelemente
der Lichtbogenkammer gespeichert und über die umgebenden Kunststoffwände des Schaltergehäuses
erst allmählich an die Umgebung abgeführt. Bei der angestrebten Kleinbauweise stehen
nur verhältnismäßig geringe Wärmekapazitäten und Kühlflächen zur Verfügung, so daß
schon eine einzige schwere Kurzschlußabschaltung zu starker Erwärmung führt. Folgen
eine oder mehrere solcher Abschaltungen in Intervallen, die klein sind gegen die
Zeitkonstante des Abkühlvorganges, so steigt die Temperatur der Lichtbogenkammer
stufenförmig so weit an, daß die in der Kammer enthaltenden Löschbleche oder Keramikteile
sowie auch die sie umgebenden Kunststoffwände gefährdet werden.
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Die Erfindung betrifft einen Selbstschalter für hohe Schaltleistung
mit magnetischer und thermischer Auslösung und einer mit Löschblechen ausgerüsteten
Schaltkammer, insbesondere Installationsselbstschalter, bei dem die erwähnten Schwierigkeiten
vermieden sind. Erfindungsgemäß ist zur Wiedereinschaltverzögerung nach erfolgter
Kurzschlußauslösung ein auf die Auslöseglieder wirkender Bimetallstreifen vorgesehen,
der mit Bauelementen der Schaltkammer in gut wärmeleitender Verbindung steht.
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Es sind zwar thermische Schaltervorrichtungen bekannt, die mit einem
einen Kontaktträger verklinkenden Bimetallstreifen ausgerüstet sind und bei denen
die Wiedereinschaltung erst erfolgen kann, wenn sich der Bimetallstreifen wieder
abgekühlt hat, jedoch ist ein derartiger Schalter nicht mit dem Schalter nach der
Erfindung vergleichbar. Bei dem erfindungsgemäßen Schalter soll die Wiedereinschaltung
nicht von der allgemeinen Schaltertemperatur, sondern von der Temperatur der am
stärksten beanspruchten Teile, nämlich der Lichtbogenlöschkammer, abhängig gemacht
werden.
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Andere bekannte Schalteinrichtungen verhindern die Wiedereinschaltung
mit Hilfe eines Elektromagneten, der nach Kontaktöffnung das eine Kontaktteil festhält.
Eine derartige Anordnung ist aber unvorteilhaft, weil, abgesehen davon, daß ein
besonderer zusätzlicher Magnet erforderlich ist, die Wiedereinschaltung nicht automatisch
in Abhängigkeit von einer bestimmten Temperatur herbeigeführt wird.
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Die Wiedereinschaltverzögerung beim erfindungsgemäßen Schalter kann
entweder durch einen schwach dimensionierten Sonderbimetallstreifen oder durch das
ohnehin vorhandene Bimetall der thermischen überlastschutzeinrichtung des Schalters
bewirkt werden. Zweckmäßigerweise steht das zur Wiedereinschaltverzögerung dienende
Bimetall in wärmeleitender Verbindung mit Löschblechen der Schaltkammer oder stellt
selbst ein Löschblech der Kammer dar. Es kann aber auch mit Keramikteilen der Schaltkammer
oder mit den Kammerwänden in wärmeleitender Verbindung stehen.
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Der allgemein als überlastschutzeinrichtung vorgesehene überstromauslöser
überschreitet zwar ebenfalls bei schweren Kurzschlußabschaltungen durch die in ihm
erzeugte Stromwärme seine Auslösetemperatur und verhindert damit eine unmittelbar
folgende Wiedereinschaltung, jedoch kühlt er sich wesentlich schneller als die Schaltkammer
ab, da die in ihm gespeicherte Wärme sehr schnell über die nahezu kalt gebliebenen
elektrischen Zuleitungen abfließen kann. Außerdem ist im allgemeinen zur Vermeidung
von Wärmeverlusten eine gute Wärmeleitung zwischen dem Bimetall der thermischen
überlastschutzeinrichtung und der Schaltkammer bewußt vermieden.
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An Hand der Zeichnung sei die Erfindung in F i g. 1 und 2 an zwei
nur schematisch dargestellten Schaltern als Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 handelt es sich um einen
Kipphebelschalter, dessen Bedienungsorgan 1 mit einem Schalthebel 2 in Verbindung
steht. Der unter Wirkung einer Ausschaltfeder
3 stehende Schalthebel
ist mit seinem einen Ende in einer Schlitzführung 4 gelagert und wirkt mit
dem anderen Ende mit einem Klinkenhebel 5 zusammen. Der von einer Feder 6 gegen
den Schalthebel in Einschaltstellung gedrückte Klinkenhebel wird einerseits von
dem die thermische überstromauslösung bewirkenden Bimetall ? und andererseits von
der für die Kurzschlußauslösung vorgesehenen magnetischen Auslösespule 8 beeinflußt.
Der Bimetallstreifen 7, der in dem einen Ende fest eingespannt ist, lenkt bei Erwärmung
mit dem freien Ende in Richtung des eingezeichneten Pfeiles aus und nimmt dabei
über ein Kupplungsteil 9 den Klinkenhebel 5 mit. Die magnetische Auslösespule 8
ist als Tauchankerspule ausgebildet, und der unter Wirkung einer Rückführfeder 10
stehende Tauchanker 11 greift mit einem Stößel 12 an dem Klinkenhebel 5 an. Die
Kontakteinrichtung des Schalters ist in einer Schaltkammer 13 untergebracht und
besteht aus einem ortsfesten Kontaktteil 14 und einem beweglichen Kontaktteil
15, das an einem mit dem Schalthebel in Verbindung stehenden Schaltschieber
16 angebracht ist. In der Schaltkammer sind Löschbleche 17 angeordnet, von denen
eines mit einem Bimetallstreifen 18, der ebenfalls auf den Klinkenhebel s einwirkt,
in gut wärmeleitender Verbindung steht.
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In der dargestellten Schaltstellung befindet sich der Schalter in
eingeschaltetem Zustand. Bei einer Kurzschlußauslösung wird der Tauchanker 11 von
der Auslösespule 8 angezogen, und der Stößel 12 schlägt gegen den Klinkenhebel 5,
der dadurch verschwenkt wird und den auf dem Absatz 5 a liegenden Schalthebel
2 freigibt. Der Schalthebel schwenkt im Gegenuhrzeigersinn, und die Kontakte 14,
15 werden dabei geöffnet. Durch den in der Schaltkammer sich entwickelnden Abschaltlichtbogen
wird eine erhebliche Wärmemenge frei, die auch das Bimetall 18
wegen der guten
Wärmeverbindung mit den Löschblechen beeinflußt. Das Bimetall 18 lenkt mit dem freien
Ende in Richtung des eingezeichneten Pfeiles aus und verhindert dadurch eine sofortige
Rückführung des Klinkenhebels 5. Der Klinkenhebel bleibt in der ausgelenkten Stellung,
so daß der Schalthebel an dem Ansatz 5 a des Klinkenhebels nicht verrastet werden
kann. Die Wiedereinschaltung wird somit verhindert. Die Verrastung des Schalthebels
mit dem Klinkenhebel kann erst wieder erfolgen, wenn das Bimetall 18 und damit auch
die Schaltkammer mit den darin enthaltenen Teilen sich genügend abgekühlt hat, so
daß es die Blockierung des Klinkenhebels freigibt. Das Bimetall 18 braucht
nicht so stark dimensioniert zu sein, daß es den verklinkten Schalter auslösen kann.
Es braucht nur die verhältnismäßig geringe Kraft der Feder 6 zu überwinden. Der
Schalter nach F i g. 2 ist nach demselben Prinzip wie der Schalter nach F i g. 1
aufgebaut, es sind aber nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile
dargestellt. Einander entsprechende Teile sind daher mit gleichen Bezugszeichen
versehen. Hierbei ist aber das die Wiedereinschaltung 18 verzögernde Bimetall gleichzeitig
das Bimetall für die überstromauslösung. Das Bimetall 18 ist so im Schalter
angeordnet, daß es eng an der Wand der Schaltkammer 13 anliegt. Es liegt in Reihe
mit der Auslösespule 8 und wird daher auch vom Schalterstrom durchflossen. Mit seinem
freien Ende wirkt es auf den Klinkenhebel s ein. Durch die von der Schaltkammer
bei erfolgter Kurzschlußauslösung ausgehende Wärme wird das Bimetall, das bei Erwärmung
in Richtung des eingezeichneten Pfeiles auslenkt, in der ausgelenkten Stellung gehalten,
bis die Schaltkammer genügend weit abgekühlt ist. Da in dieser Stellung der Klinkenhebel
aus der Normalstellung herausgeschwenkt ist, kann auch keine Wiedereinschaltung
erfolgen.