DE460942C - UEberstrom-Schnellausschalter mit einem durch einen Abreissmagneten in die Ausschaltstellung ueberfuehrbaren Schalthebel - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
9. JUNI 1928

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Januar 1927 ab.

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein unter der Wirkung eines Abreißmagneten ^: stehender Überstrom-Schnellausschalter, der im Falle eines Kurzschlusses den zu schützenden Stromkreis besonders schnell unterbricht, während er bei weniger rasch ansteigender Stromstärke und kurz dauernder Überlastung langsamer ausschaltet. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Drehpunkt des durch den Abreißmagneten in die Ausschaltstellung überführbaren Schalthebels quer zu dessen Längserstreckung in der , Schwingungsebene des Schalthebels verschiebbar ist. Durch diese Anordnung wird nämlich eine Ausschaltbewegung unter der Einwirkung des Abreißmagneten auch dann ermöglicht, wenn der Schalthebel an einer von seinem Drehpunkte entfernten Stelle durch eine mechanische oder magnetische Vorrichtung festgehalten wird.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an mehreren Ausführungsbeispielen schematisch erläutert:

Bei der Anordnung gemäß Abb. 1, die den Schalter in geöffnetem Zustande zeigt, greift am oberen Ende des Schalthebels 1 eine Ausschaltfeder 2 und an einem etwas tiefer gelegenen Punkte des Schalthebels mit einem Langloch 4 ein Abreißmagnet 3 an, dessen Spule 5 mit der durch Hörnerkontakte 6, 7 gebildeten Unterbrechungsstelle des Hauptstromkreises in Reihe geschaltet ist. Der Schalthebel 1 ist an seinem unteren Ende mit einer mechanischen Festhaltvorrichtung versehen, die durch eine unter der Wirkung einer Feder 8 stehende Klinke 9 und einen der Feder 8 entgegenwirkenden, durch eine Hauptstromspule 10 erregbaren Auslösemagneten 11 gebildet wird. Der zwischen dem Angriffspunkt des Abreißmagneten 3 und dem unteren Schalthebelende liegende Drehpunkt 12 des Schalthebels ist nicht starr gelagert, sondern so ausgebildet, daß er durch eine an ihm angreifende, im Sinne des Pfeiles 13 wirkende Kraft entgegen der Wirkung einer Feder 14 im üffnungssinne quer zur Längserstreckung des Schalthebels in dessen Schwingungsebene verschoben werden kann. Die Feder 14 ist so bemessen, daß sie bei unerregtem Abreißmagneten 3 die Kraft der Ausschaltfeder 2 zu überwinden und den Schalthebel 1 in die Schließstellung des Schalters zu bringen vermag. Zwischen der Ausschaltfeder 2 und dem Abreißmagneten 3 einerseits sowie dem unteren Ende des Schalthebels 1 und der Feder 14 andererseits ist noch je ein fester, die Bewegung des Schalthebels 1 begrenzender Anschlag 15 bzw. 16 angebracht.

Der beschriebene Schalter wirkt wie folgt: Soll der Schalthebel 1 aus der gezeichneten

*) Von dem Patentsucher ist als der^Erfinder',angegeben worden:

Frit\ Rampacher in Berlin-Charloltenburg.

Öffnungsstellung in die der Schließstellung des Schalters entsprechende Lage überführt werden, so bewirkt man zunächst durch die Kraft 13 eine solche Spannung der Feder 14, daß die Klinke 9 unter der Wirkung der Feder 8 sich mit dem unteren Ende des Schalthebels 1 verklinkt und dadurch diesen festhält. Verkleinert man nun die Kraft 13, so verkürzt sich die vorher genannte Feder 14 und zieht den Schalthebel 1 entgegen der Wirkung der Ausschaltfeder 2 in seine Einschaltstellung, wobei sich der Drehpunkt 12 des Schalthebels entgegen der Pfeilrichtung 13 verschiebt. Ein Anliegen des Schalthebels 1 an einem der beiden Anschläge 15, 16 findet im geschlossenen Zustande des Schalters nicht statt.

Durchfließt ein Strom normaler Stärke den Schalter, so werden durch die Spulen 5 und 10 der Abreißmagnet 3 und der Auslösemagnet 11 erregt, ohne jedoch eine Bewegung des Schalthebels 1 herbeiführen zu können. Erst wenn die Stromstärke in dem zu unterbrechenden Stromkreise den zulässigen Wert überschreitet, wird die Erregung der Auslösespule 10 so stark, daß — gegebenenfalls mit einer durch eine beliebige nicht dargestellte Vorrichtung bekannter Art herbeigeführten, einstellbaren Verzögerung — die Verklinkung gelöst wird, worauf der Schalter sich unter der Wirkung der Ausschaltfeder 2 öffnet. Der Abreißmagnet 3 ändert dabei im allgemeinen seine Lage nicht. Erst wenn ein Strom von kurzschlußartiger Stärke auftritt, wird er durch seine Spule 5 so stark erregt, daß er den Schalter sofort und mit größter Geschwindigkeit öffnet. Diese Schnellausschaltungswirkung ist unabhängig davon, ob die Auslösespule 10 bereits gewirkt hat und dadurch die Verklinkung aufgehoben ist oder nicht. Wird der Schalthebel 1 im Augenblick des Auftretens eines Kurzschlußstromes noch durch die Festhaltevorrichtung 8, 9, 10, 11 gehalten, so hat die vereinigte Wirkung des Abreiß magneten 3 und der Ausschaltfeder 2 eine die öffnung des Schalters bewirkende Verschiebung des Drehpunktes 12 im Sinne des Pfeiles 13 und der Spannung der Feder 14 zur Folge, die im anderen Falle unterbleibt.

Solange der Kurzschluß besteht, bleibt der Schalter unter der Wirkung der Spule 5 des Abreißmagneten 3 geöffnet. Inzwischen hat sich unter dem Einfluß der Auslösespule 10 auch die Verklinkung gelöst, und dex Sehalthebel 1 kehrt nun in die aus Abb. 1 ersichtliche Öffnungsstellung zurück, in der er durch die Federn 2 und 14 gegen die Anschläge 15 und 16 angedrückt wird.

In Abb. 2 ist eine etwas andere Art der magnetischen Auslösung der Festhaltevorrichtung veranschaulicht, bei im übrigen gleicher Ausbildung des Schalters, Hier wirkt der an der Klinke 17 angreifenden Feder 18 eine Haltespule 19 entgegen, deren Stromkreis durch einen Hüpfer 20 unterbrochen wird, sobald dessen Magnetwicklung 21 von einem Überstrom durchflossen wird.

In Abb. 3 ist im Gegensatz zu den bisher beschriebenen eine rein magnetische Festhaltevorrichtung dargestellt. Bei dieser ist der mit einer Haltespule 22 versehene Magnet 23 so ausgebildet, daß er einen am Ende des Schalthebels 24 angelenkten Anker 25 festzuhalten vermag, bis beim Auftreten von Überstrom. in der Auslösespule 27 der Stromkreis der Haltespule 22 durch den Hüpf er 26 unterbrochen wird.

Ein etwas abweichendes, ebenfalls mit einer rein magnetischen Festhaltevorrichtung versehenes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist durch die Abb. 4 und 5 veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. 4 den Schalter in geschlossener, Abb. 5 in geöffneter Stellung, wobei angenommen ist, daß die Ausschaltung nicht durch einen kurzschlußartigen, sondern durch einen gewöhnlichen, d. h. langsam ansteigenden Überstrom herbeigeführt worden ist. In den Abb. 4 und 5 bedeutet 31 den beweglichen Schalthebel, 32 die Ausschaltfeder, 33 den Kern, 34 den Anker und 35 die vom Hauptstrom durchflossene Auslösespule des Abreißmagneten, ferner 36 den Kern, 37 den Anker und 38 die aus einer Batterie 39 gespeiste Spule des Haltemagneten sowie 40 einen in dessen Erregerkreis liegenden, von einer Hauptstromauslösespule 41 beeinflußten Hüpfer, 42 die im verschiebbaren Drehpunkt des Schalthebels 31 angreifende Feder und 43, 44 die beiden die Schalthebelbewegung begrenzenden Anschläge. Von diesen ist der Ansehlag 44 beweglich ausgebildet und mit einem in einem Zylinder 45 verschiebbaren Kolben 46 starr verbunden, der gegen den Druck einer Feder 47 mittels durch eine öffnung 48 im Deckel des Zylinders 45 eintretender Druckluft gesteuert werden kann. Der Anker 34 des Abreißmagneten ist mit einer Verlängerung 49 versehen, die sich bei geöffnetem Schalter unter Wirkung einer Feder 50 gegen einen Anschlag 51 stützt und dabei zwei im Erregerstromkreise der Haltespule 38 liegende Kontakte 52, 53 überbrückt. In entsprechender Weise werden durch eine Verlängerung 54 des Haltemagnetankers 37 zwei mit dem Kontaktpaar 52, 53 in Reihe liegende Kontakte 55, 56 überbrückt, wenn der Anker 37 angezogen ist. Eine weitere, parallel zu den beiden in Reihe liegenden Kontaktpaaren 52, 53 und 55, 56 geschaltete Unterbrechungsstelle 57, 58 kann durch einen Kontakt 59 überbrückt werden, der an dem als Kolbenstange ausgebildeten beweglichen An-

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schlage 44 befestigt ist"."""Es sei'noch bemerkt, daß der Angriffspunkt der Feder 42 am Schalthebel 31 und der bei geöffnetem Schalter (Abb. 5) sich gegen den beweglichen Anschlag anlegende Drehpunkt des Schalters 31 in Wirklichkeit nicht, wie in Abb. 4 und 5 dargestellt, übereinander-, sondern in einer Horizontalebene nebeneinanderliegen bzw. zusammenfallen. Die abweichende Darstellung ist nur der größeren Deutlichkeit wegen gewählt worden.

Befinden sich alle Teile des beschriebenen Sehnellschalters in der aus Abb. 4 ersichtlichen Stellung, bei der sich die Hörnerkontakte 60 und 61 berühren, so fließt im Hauptstromkreise ein Strom im Sinne der Pfeile, der, solange er die normale Stärke nicht überschreitet, die Spulen 35 und 41 nur so schwach erregt, daß der Anker 34 und der Hüpfer 40 ihre Lage nicht ändern. Ein zweiter Strom fließt von der Batterie 39 über die Haltespule 38,. die Kontaktpaare 55, 56 und 52, 53 sowie über die durch den Hüpfer 40 überbrückbare Unterbrechungsstelle und hält den Anker 37 der Festhaltevorrichtung 36 in der gezeichneten Lage fest. Tritt nun im Hauptstromkreise ein übermäßig starker, aber nicht kurzschlußartiger Strom auf, so wird der Hüpfer 40 angehoben, der Stromkreis der Haltespule 38 also stromlos gemacht. Unter der Wirkung der Feder 32 und 42 geht daher der Schalthebel 31 in die gezeichnete Öffnungsstelle über, wobei der Stromkreis der Haltespule 38 in den Kontakten 55, 56 unterbrochen wird. Gleichzeitig kehrt der Hüpfer 40, da seine Auslösespule 41 stromlos geworden ist, in seine Ruhelage zurück. Um den Schalter 60 zu schließen, wird durch Druckluft, die durch die Öffnung 48 des Zylinders 45 hinter den Kolben 46 tritt, der Anschlag 44 so bewegt, daß der Schalthebel 31 nebst dem Anker 37 des Haltemagneten und seiner Verlängerung 54 wieder in die aus Abb. 4 ersichtliche Lage gelangt. Dabei findet eine entsprechende Spannung der Federn 32 und 47 statt. Tritt ein kurzschlußartiger Überstrom auf, so wird die Auslösespule 35 des Abreißmagneten so stark erregt, daß dieser seinen Anker 34 mit großer Geschwindigkeit anzieht und dadurch den Schalter öffnet, noch ehe die Festhaltevorrichtung Zeit hat, das untere Ende des Schalthebels 31 freizugeben. Dies geschieht erst infolge Ansprechens des Hüpfers 40 oder infolge der durch die Bewegung des Ankers 34 an den Kontakten 52, 53 bewirkten Stromuntersuchung im Haltekreis. Der Schalter bleibt nun unter der Wirkung der Federn 32 und 42 geöffnet, auch wenn inzwischen der Kurzschluß zu bestehen aufgehört hat. Der Haltestromkreis bleibt auch nach dem Wiederanlegen des Haltemagnetatiliers 37 so lange unterbrochen, bis beim Schließen des Schalters durch Anwendung von Druckluft der an dem beweglichen Anschlage 44 angebrachte Kontakt 59 die Unterbfechungsstelle 57, 58 überbrückt. Diese Überbrückung wird erst wieder aufgehoben, wenn der Schalthebel 31 in die aus Abb. 4 abgebildete Schließstellung gelangt.

Es ist natürlich nicht notwendig, den Drehpunkt des Schalthebels 31 zwischen den Angriffspunkt des Ankers 34 des Abreißmagneten und den des Ankers 37 der Festhaltevorrichtung zu legen. Er könnte z. B. auch oberhalb des Angriffspunktes des Ankers 34-liegen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die in Abb. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform mit in der Mitte liegendem Drehpunkt eine besonders vorteilhafte Gesamtanordnung¹ ergibt.

Bei der Bemessung der Zugkraft der Feder hat man es in der Hand, diese in ein solches Verhältnis zur Anziehungskraft des Haltemagneten zu bringen, daß die Feder den Haltemagnetanker entweder bei erregter oder nur bei stromloser Haltespule 38 abzureißen vermag. Als besonders zweckmäßig und zuverlässig hat sich die zuletzt genannte Ausführungsweise erwiesen.

Claims (11)

90 Patentansprüche:

1. Überstrom - Schnellausschalter mit einem durch einen Abreißmagneten in die "Ausschaltstellung überführbaren Schalthebel, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebeldrehpunkt (12) in der Schwingungsebene des Schalthebels (1) quer zu dessen Längserstreckung verschiebbar ist.

2. Überstrom-Schnellausschalter nach Anspruch r, gekennzeichnet durch eine am Schalthebel (1) an dessen Drehpunkt (12) angreifende Feder (14), die bei einer gleichsinnig mit der Wirkung des Abreißmagneten (3) erfolgenden Verschiebung des Schalthebeldrehpunktes gespannt wird.

3. Überstrom-Schnellausschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Schalthebels (1) in der Einschaltstellung durch eine mechanische (8, 9) oder magnetische (17, 19 bzw. 23, 25) Vorrichtung festgehalten wird, die nur unter Spannung der auf den Schalthebeldrehpunkt (12) wirkenden Feder (14) in ihre der Schließstellung des Schalters entsprechende Lage zu bringen ist.

4. Überstrom-Schnellausschalter nach Anspruch 3 mit magnetischer Festhaltevorrichtung, gekennzeichnet durch ein derartiges Verhältnis der Anziehungskraft

' des Haltemagneten (23) zur Zugkraft der im Schalthebeldrehpunkt (12) angreifenden Feder (14), daß diese Feder auch bei starker Spannung den Anker des Haltemagneten nicht abzureißen vermag, solange die Haltemagnetspule Strom führt.

5. Überstrom-Schnellausschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhaltevorrichtung durch eine unter

ίο dem Einfluß eines Auslösemagneten (11) stehende, federnde Klinke (9) gebildet ist, die bei einer vorausbestimmten Stärke des zu unterbrechenden Stromes den Schalthebel (1) freigibt.

6. Überstrom-Schnellausschalter nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Festhaltevorrichtung eine Spannungsspule enthält, deren Strpmkreis beim Auftreten von Überstrom im Hauptstromkreis — z. B. durch einen Hüpfer (40) — selbsttätig unterbrochen wird.

7. Überstrom-Schnellausschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis der Spannungsspule über ein durch den Anker des Abreißmagneten überbrückbares Hilfskontaktpaar (52, 53) geführt ist.

8. Überstrom-Schnellausschalter nach

Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem durch den Anker des Abreißmagneten überbrückbaren Hilfskontaktpaar (52j 53) eine Unterbrechungsstelle (57, 58) liegt, die durch einen beim Überführen des Schalthebels in die der Schließstellung der Festhaltevorrichtung entsprechenden Lage mitbewegten Kontakt (59) überbrückbar ist.

9. Überstrom-Schnellausschalter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem den Anker des Abreißmagneten zugeordneten Hilfskontaktpaar (52, 53) ein weiteres dem Anker der Festhaltevorrichtung zugeordnetes Hilfskontaktpaar (55, 56) in Reihe geschaltet ist.

10. Überstrom-Schnellausschalter nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Drehpunkt des Schalthebels zwischen den Angriffspunkten des Abreißmagnetankers und der Festhaltevorrichtung liegt.'

11. Überstrom-Schnellausschalter nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine am Schalthebel angreifende, gleichsinnig mit dem Abreißmagneten wirkende Ausschaltfeder (2 bzw. 32).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.