DE452035C - Vorrichtung zum Schutze von elektrischen Stromkreisen gegen UEberlastung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 5. NOVEMBER 1927

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVI 452035 KLASSE 21c GRUPPE 69

C 36907 VIIIl2ic^s Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: 20, Oktober ig2j.

Calor Elektrizitäts-Akt-Ges. in Duisburg und ©tyl.*3ng· Otto Dreyer in Essen, Ruhr.

Vorrichtung zum Schütze von elektrischen Stromkreisen gegen Überlastung. Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Juli 1925 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf eine solche

Vorrichtung zum Schütze von elektrischen Stromkreisen gegen Überlastung, bei welcher ein auf Überstrom oder Wärme ansprechender Auslöser bei seiner Auslösebewegung

mittels eines von ihm gesteuerten Unterbrecherschalters den Hilfsstromkreis eines Schützenschalters ο. dgl. öffnet. Wenn die bekannten Vorrichtungen dieser Art auf einem Fahrzeug, Kran oder anderen beweg-

ten Gegenstand angebracht sind, besteht in hohem Maße die Gefahr, daß der meist durch eine verhältnismäßig schwache Feder in Schlußlage gehaltene Unterbrecherschalter infolge der auf ihn einwirkenden Erschütterungen ständig spielt, d. h. kleine Öffnungsund Schließbewegungen ausführt, wodurch sehr bald ein Verschmoren und Unbrauchbarwerden der Kontakte stattfindet. Bei erhebliehen Erschütterungen und insbesondere dann, wenn der durch Gewicht oder Feder in seiner Ruhelage gehaltene Auslöser durch die Erschütterungen gegen den Schalter bewegt wird, tritt vielfach auch eine unbeabsichtigte Öffnung des Unterbrecherschalters ein, was zur Folge hat, daß der vom Hilfsstrom gesteuerte Schalter den Hauptstromkreis zur Unzeit abschaltet.

Diesen Übelstand zu beseitigen, ist das Ziel der Erfindung, deren Wesen darin besteht, daß der Unterbrecherschalter für den Hilfsstromkreis mindestens einen in senkrechter Ebene schwingbar gelagerten Schalthebel mit nach unten gerichtetem Gegenarm besitzt, und daß dieser Schalter mit Hilfe eines mit einem Anschlag des Gegenarmes und einem diesem gegenüberliegenden Anschlag zusammenwirkenden, auf und ab beweglichen und¹ nach unten keilartig sich verjungenden Klemmstückes dadurch in der Schlußlage gehalten wird, daß das Klemmstück sich bei geschlossenem Schalter zwischen, die Anschläge setzt. Infolge dieser Ausbildung kann die Schutzvorrichtung erheblichen Erschütterungen ausgesetzt werden, ohne daß diese ein unzeitiges vollständiges Öffnen oder überhaupt nur ein kleines Spiel des Unterbrecherschalters hervorrufen. Vielmehr haben die auf die Schutzvorrichtung einwirkenden Erschütterungen jetzt die entgegengesetzte Wirkung wie bei den bekannten Unterbrecherschaltern. Sie treiben nämlich das Klemmstück immer tiefer in den Zwischenraum der Anschläge ein, wodurch die Kontakte des Schalters nur noch fester gegeneinandergedrückt werden, der Kontakt also verbessert wird. Ebensowenig kann der Auslöser, wenn er infolge von Erschütterungen sich auf und ab bewegt, den Schalter öffnen, denn diese mit nur geringer Kraft erfolgende Bewegung des Auslösers reicht nicht aus, den zwischen den Anschlägen eingeklemmten Keil zu lösen, vielmehr ist hierzu ein kräftiger Schlag nötig, der nur dann auftritt, wenn der Auslöser elektromagnetisch oder durch eine starke Feder schlagartig gegen den Schalter bewegt wird. Der Unterbrecherschalter bleibt also, solange der Auslöser nicht wirklich angesprochen hat, mit Sicherheit geschlossen, und seine Kontakte werden in der Schlußlage fest aufeinandergepreßt. Damit ist aber sowohl ein Verschmoren der Kontakte als auch eine unzeitige Schaltung ausgeschlossen.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeisipiel des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt sie den neuen Unterbrecherschalter in Verbindung mit einem Höchststrom- und Wärmeauslöser gemäß Patent 408 439. Dabei ist

Abb. ι ein senkrechter Längsschnitt durch die Schutzvorrichtung bei infolge Ansprechens des Auslösers auf Überstrom geöffnetem Unterbrecherschalter, Abb. 2 eine Draufsicht der Vorrichtung und Abb. 3 ein senkrechter Schnitt durch den geschlossenen Schalter.

ι ist eine von einem isolierenden Mantel 2 umgebene und zwischen zwei Isolierplatten 3, 4 angeordnete Heizspule, die, wie an sich bekannt, gleichzeitig als Magnetspule dient. Die Spule 1 ist um ein vorteilhaft mit in der Längsrichtung verlaufenden Schlitzöffnungen versehenes Messingrohr 5 gewickelt, das den vereinigten Wärme- und Höchst-Stromauslöser enthält. Dieser bestellt im ■wesentlichen aus einem rohrförmigen Magnetanker 6, einem in dessen Innern angeordneten unmagnetischen Gewichtskern 7 und einem Lötstift 8. Letzterer ist mit seinem oberen Ende an der Decke eines mit dem Anker 6 fest verbundenen Messingzylinders 9 befestigt, während sein unteres etwas verdicktes Ende in eine mittlere Bohrung 10 des Gewichtskerns 7 eingreift, die bis etwa zur halben Höhe mit einem Schmelzlot 1 r gefüllt ist. Der Magnetanker 6 mit dem Lötstift 8 und der Gewichtskern 7 befinden sich gewöhnlich in ihrer unteren Endstellung, in welcher sie sich auf den Boden 12 des Mittelrohres 5 der Heizspule 1 stützen. Anker 6 und Gewichtskern 7 sind dabei dadurch miteinander verbunden, daß der Lötstift 8 durch das erhärtete Schmelzlot 11 in der Bohrung 10 des Kerns 7 festgelötet ist. Der Auslöser kann, wie bekannt, entweder unmittelbar auf Überstrom oder auch aui Wärme ansprechen. Im ersteren Falle nimmt der durch die elektromagnetische Wirkung der Spule 1 aufwärts bewegte Anker 6 den unmagnetischen Gewichtskern 7 mit, während im letzteren Falle der Anker 6 nach Auflöten des Schmelzlots 11 unabhängig vom Gewicht 7 nach oben bewegt wird.

Der vereinigte Höchststrom- und Wärmeauslöser dient dazu, einen über ihm angeordneten, gewöhnlich geschlossenen Schalter zu öffnen und dadurch einen Hilfsstromkreis zu unterbrechen, wodurch in an sich bekannter Weise die Abschaltung' des zu schützenden Stromkreises durch einen Schützenhalter o. dgl. herbeigeführt wird.

Der Unterbrecherschalter besteht gemäß der Erfindung aus zwei' in senkrechter Ebene schwingbaren, doppelarmigen Hebeln, die zwischen den, beiden nach oben gerichteten Seitenteilen 14 einer an der Isolierplatte 4 befestigten Blechplatte 15 auf zwei symmetrisch zu einer Mittelebene der Heizspule 1 angeordneten Achsen 13 gelagert sind. Die Hebel bestehen je aus einer .U-förmig gebogenen Blechplatte 16, 17, deren dreieckige Seitenteile 17 nach abwärts gerichtet sind, und zwei mit ihren inneren Schenkeln 18 nach aufwärts gerichteten Blechwinkeln 18, 19, deren äußere Schenkel 19 unter Zwischenlage von Isolierplättchen an den Mittelteilen ιό der Blechplatten 16, 17 befestigt sind. Die Schenkel 18 der Platten 18, 19 bilden die Kontaktarme der Schalthebel, sie besitzen die bekannte Hörnerform und sind durch biegao same Litzchen 20 mit zwei an der Isolierplatte 4 befestigten Anschlußklemmen 21, 2.2 für den Hilfsstromkreis verbunden. Die Litzchen 20 sind dabei in einfachster Weise an den Winkeln 18, 19 dadurch befestigt, daß sie in an den Enden der Schenkel 19 angerollten Augen 23 eingeklemmt sind. Die nach abwärts gerichteten Seitenteile 17 der U-förmigen Platten 16, 17 bilden die Gegenoder Steuerarme der Schalthebel. Sie tragen zwei einander gegenüberliegende Anschlagrollen 24, 24, mit welchen ein Klemmstück 25 zusammenwirkt, das zum Schließen des Schalters und zur Sicherung desselben im geschlossenen Zustand dient. Dieses Klemmstück besteht aus einem kegelstumpfförmigen Metallkörper, der mit seinem den kleineren Durchmesser aufweisenden Ende nach abwärts gerichtet ist. Das Klemmstück 25 ist gleichachsig zum vereinigten Höchststrom- und Wärmeauslöser auf und ab beweglich angeordnet. Es führt sich einerseits zwischen den mit hohl gewölbten Mantelflächen oder am Mantel mit einer Ringnut versehenen Anschlagrollen 24, andererseits ist es mittels eines an seinem oberen Ende vorgesehenen Zapfens 26 in etwa halbkreisförmigen Ausschnitten 27 der Mittelteile 16 der U-förmigen Blechplatten 16, 17 geführt. An seinem unteren Ende besitzt es einen zunächst zapfenförmigen und dann zu einem nach unten sich vergrößernden Kegelstumpf ausgebildeten Fortsatz 28, der teils ebenfalls zur Führung, teils dazu dlient, den Unterbrecherschalter durch Einwirkung auf die Anschlagrollen 24 zu öffnen. Der Fortsatz 28 tritt durch ein Loch des Mittelteils 15 der die Drehachsen 13 für die Schalthebel enthaltenden Blechplatte 14, 15 nach unten in den Hohlraum der Spule ι ein, er ist dabei an seinem unteren Ende noch mit einem kleinen Flansch 29 versehen, der durch Anschlag an den Lochrand der Platte 14, 15 die Aufwärtsbewegung des Klemmstückes 25 begrenzt.

Wenn der Auslöser 6, 7, 8 sich in der unteren Lage befindet, ist der Unterbrecherschalter geschlossen. Dabei sind die Anschlagrollen 24 so weit voneinander entfernt, daß das kegelige Klemmstück 25 in den Zwischenraum der beiden Rollen eintreten kann. Es drückt dabei mit seinen keilartig wirkenden Kegelflächen die Rollen 24 so weit auseinander, als es die die Auswärtsbewegung der Arme 17 begrenzenden Anschlagstifte 30 gestatten, wodurch die Kontaktarme 18, 18 der Schalthebel gegeneinandergepreßt und der Schalter so in der Schlußlage gesichert wird (Abb. 3). Die bei Anordnung der Schutzvorrichtung an einem Kran, Fahrzeug o. dgl. auf Schalter und Klemmglied einwirkenden Erschütterungen können weder eine völlige noch eine teilweise Öffnung des Schalters hervorrufen, vielmehr arbeitet sich das Klemmstück 25 durch die Erschütterungen immer tiefer in den Zwischenraum zwischen den Rollen 24 ein, preßt also die Kontaktarme nur noch fester gegeneinander. Ebensowenig kann der Schalter durch den Auslöser geöffnet werden, wenn dieser infolge von Erschütterungen oder dadurch, daß die Stromstärke in der Nähe des Wertes schwankt, bei dem das Abschalten erfolgen soll, sich auf und ab bewegt und dabei mit noch verhältnismäßig geringer Kraft an das Klemmstück 25 stößt. Denn zur Lösung des zwischen den Rollen 24 eingekeilten Klemmstücks gehört eine verhältnismäßig große Kraft, die der Auslöser nur dann besitzt, wenn er entweder nach Erweichen des Schmelzlots 11 ohne den Gewichtskern 7 oder bei noch hartem Schmelzlot durch die volle Wirkung der Magnetspule ι schlagartig nach oben bewegt wird. In diesem Falle wird durch den Anschlag des Auslösers an den unteren Fortsatz 28 des Klemmstückes 25 dieses aus den Rollen 24 gelöst und aufwärts bewegt, wodurch die Schalthebel zunächst freigegeben und dann durch Anschlag der Verdickung des Fortsatzes 28 an die Rollen 24 in die Ausschaltstellung gedreht werden (Abb. 1). Das Öffnen des Schalters geschieht dabei wie ersiehtlieh in der Weise, daß die beiden Kontaktarme 18 auseinandergespreizt werden. Der etwa entstehende Öffnungsfunke wird infolge der Ausbildung der Kontaktarme als Hörner sehr schnell gelöscht, welche Wirkung durch die auf die Auseinanderbewegung beider Hörner beruhende große Öffnungsweite des Schalters wesentlich unterstützt wird.

In der Offenstellung des Schalters ruht das Klemmstück 25 mit seinem unteren Ende auf den Rollen 24. Sobald infolge der durch Unterbrechung des Hilfsstromkreises hervor-

gerufenen Abschaltung des Hauptstromkreises die Heiz- und Magnetspule ι stromlos wird, fällt der Auslöser wieder herab, worauf das unter Wirkung seines Eigengewichts ebenfalls abwärts sich bewegende Klemmstück 25 durch seinen Druck auf die Rollen 24 die Schalthebel wieder in die Einschaltstellung dreht und dann durch Eintritt in den Zwischenraum der Rollen 24 erneut in to dieser Stellung sichert.

Der rohrf örmige Magnetanker 6 kann, wie an sich bekannt, vorteilhaft an seinem oberen Ende mit solchen Ausschnitten versehen sein, daß dadurch nach unten sich verbreiternde Spitzen gebildet sind. Ferner können die Hörner 18 zur Erzielung dauernd blanker Kontaktflächen mit Silber 0. dgl. belegt sein. Der neue Unterbrecherschalter ist außer bei Schutzvorrichtungen mit einem vereinigten Wärme- und Höchststromauslöser auch bei solchen Vorrichtungen anwendbar, deren Auslöser entweder' nur auf Wärmesteigerung oder nur unmittelbar auf Höchststrom anspricht. Im ersteren Falle könnte die Bewegung des Auslösers statt durch die elektromagnetische Wirkung der Heizspule gegebenenfalls auch durch eine genügend kräftige Feder erfolgen. Das Schließen des neuen Unterbrecherschalters könnte statt durch das Klemmstück 25 auch durch an den Gegenarmen 17 angreifende kleine Federn erfolgen, in welchem Falle das Klemmstück 25 lediglich die Sicherung des Schalters in der Einschaltstellung zu bewirken braucht. Ferner könnte der untere, zum öffnen des Unterbrecherschalters dienende Fortsatz 28 auch entbehrt werden, und das Öffnen des Schalters könnte in der Weise geschehen, daß der Auslöser nach Anheben des Klemmstückes 25 unmittelbar gegen die Rollen 24 stößt. Endlich könnte auch nur einer der beiden Schalthebel 18, 18 schwingbar, der andere dagegen fest angeordnet bzw. durch einen ortsfesten Kontakt und eine ortsfest gelagerte Anschlagrolle ersetzt sein. In diesem Falle wird das Klemmstück 25 nur einseitig keilförmig gestaltet und der untere Fortsatz 28 desselben nur mit einer einseitigen Verdickung versehen.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum Schütze von elektrischen Stromkreisen gegen Überlastung, bei welcher ein auf Überstrom oder Wärme ansprechender Auslöser bei seiner Auslösebewegung mittels eines von ihm gesteuerten Unterbrecherschalters den Hilfsstromkreis eines Schützenschalters 0. dgl. öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecherschalter für den Hilfsstromkreis mindestens einen in senkrechter Ebene schwingbar gelagerten Schalthebel (18) mit nach unten gerichtetem Gegenarm (17) besitzt, und daß dieser Unterbrecherschalter mit Hilfe eines mit einem Anschlag (24) des Gegenarmes und einem diesem gegenüberliegenden Anschlag zusammenwirkenden, senkrecht auf und ab beweglichen und nach unten sich verjüngenden Klemmstückes (25) dadurch in der Schlußlage gehalten wird, daß das Klemmstück sich bei geschlossenem Schalter zwischen die Anschläge (24) setzt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (25) gleichzeitig das Wiederschließen des geöffneten Schalters bewirkt, indem es in dessen Offenstellung auf dem Anschlag (24) des Gegenarms (17) ruht und diesen dadurch im Schließungssinne belastet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (25) einen unteren Fortsatz (28) besitzt, der so gestaltet ist, daß er bei Aufwärtsbewegung des Klemmstückes mittels des Auslösers durch seine Einwirkung auf den Anschlag (24) des Gegenarmes (17) den Schalter öffnet.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecherschalter zwei schwingbar gelagerte, je mit einem Gegenarm (17) und einem Anschlag (24) für das hierbei doppelkeilf örmige Klemmstück (25) versehene Schalthebel besitzt, wobei die nach oben gerichteten Kontaktarme (18) der Schalthebel die bekannte Hörnerf orm haben.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück aus einem abgestumpften Kegel (25) besteht, der oben einen in Ausschnitten (27) der Schalthebel geführten Zapfen (26) und unten einen zunächst zapfenförmigen, dann aber zu einem vorteilhaft kegelförmigen Kopf verdickten Führungsfortsatz (28) besitzt, während die Anschläge der Gegenarme (17) der Schalthebel aus Rollen (24) mit zweckmäßig hohl gewölbtem oder mit einer Ringnut versehenem Mantel bestehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.