DE465431C - UEberstromschnellschalter - Google Patents

Description

Bei Schaltern, die zum. Schutz von Leitungsanlagen Verwendung finden, ist es unbedingt notwendig, daß bei etwaigen auftretenden Fehlem, wie Kurzschlüssen oder sonstigen starken Überlastungen, der Strom' in der möglichst kürzesten Zeit unterbrochen wird. Ein besonders schnelles Ansprechen derartiger Schalter ist in Gleichstramanlagen sehr erwünscht, um bei auftretenden Überlastungen eine schädigende Lichtbogenwirkung an den Kommutatormaschine!! u.dgl. nach Möglichkeit zu verhindern.

Neuerdings sind Schnellschalter bekannt geworden, mit denen eine sehr kurze Ansprechdauer dadurch erzielt wird, daß die bei Überstrom einsetzende Ausschaltung nicht unter Vermittlung· eines besonderen für die Ausschaltgeschwindigkeit !ungünstigen Klinkwerkes, sondern durch das Elektromagnet-

ao system selbst vorgenommen wird. Hier wird bei normalem Strom der Anker des Magnetsystems, der den beweglichen Kontaktteil trägt, gegen die Zugrichtung einer Feder durch den in dem einen Weg fließenden Kraftfluß in der einen Endlage gehalten, so daß der Schalter geschlossen bleibt. Bei Überstrom dagegen wird der Anker durch den größeren, in dem anderen Weg fließenden Kraftfluß in die andere Endlage gebracht und der Schalter geöffnet.

Durch die Erfindung wird eine Verbesserung der Ausschaltgeschwindigkeit der Ansprechdauer und der Stromschlußsicherhieit dadurch erreicht, daß das den Kontakt steuernde Magnetsystem aus einem dreischenkligen Magnetkern besteht, dessen Außenschenkel verschieden bemessen sind, und daß in dem Magnetsystem durch eine einzige von dem zu unterbrechenden Strom durehftossene Spule zwei Kraftflüsse erregt werden, die außerhalb der erzeugenden Spule vollständig getrennt sind. Diese Flüsse wirken auf denselben Anker derart ein, daß der den größer bemessenen Außenschenkel durchfließende Kraftfluß den Anker in der Stronischlußstellung festhält, während der andere Kraftfluß das Bestreben hat, die Schalterkontakte zu unterbrechen. Bei der Anordnung nach der Erfindung hat man gegenüber ähnlichen Auslösemagneten, bei denen der Anker nur durch einen Nebenschluß zu dem die Auslösung bewirkenden Kraftfluß in der Einschaltstellung festgehalten wird, wo also nur ein einziger Kraftfluß vorhanden ist, den Vorteil, daß man für jeden der beiden Kraftlinienwege die vollen Amperewindungen der Erregerspule zur Verfügung hat. Dadurch kann man die Abmessungen kleiner halten oder bei gleicher Abmessung ein stärkeres Anziehen des Ankers !erreichen. Zweckmäßig

wird eine Zugfeder, die mit einem Kniehebelmechanismus zusammenwirkt, so· angeordnet, daß sie das Ein- und Ausschalten unterstützt. Diese Vorrichtung kann auch gleichzeitig dazu dienen, den Schalter entweder von Hand oder elektrisch aus- und einzuschalten. Bei elektrischer Betätigung ist eine Fernsteuerung möglich.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der ίο Zeichnung ein Ausführungsbeispiel dargestellt.

In Abb. ι bis 3 ist der Schaltex in verschiedenen Schaltstellungen sehematisch dargestellt.
Abb. 4 zeigt eine vollständige Ansicht,

Abb. 5 einen Querschnitt des Selbstschalters.

ι und 2 sind die Anschlüsse des Hauptstromkreises. 3 ist der bewegliche, 4 der feste Kontakt des Schalters. 5 ist eine Löschspule und 6 eine Erregerspule. Zwei Nebenschlußlöschspulen 7 sind mit Abreißhörnern 8 vereinigt. Der obere Schenkel 14 des Magneten 11 ist von größerem Widerstand und mit einer kleineren Querschnittsfläche ausgebildet als der untere Schenkel 15. Der bewegliche Kontakt 3 ist mit einem" Magnetanker 9 verbunden, der um einen an dem mittleren Schenkel 10 des dreischenkligen Magneten 11 befestigten Zapfen 12 schwenkbar angeordnet ist. An dem oberen Ende des Magnetankers 9 ist ein Hebel 16 an dem Zapfen 17 angelenkt, der mit einem aus den beiden Hebeln 18, 19 bestehenden Kniegelenk verbunden ist. Die ganze Einrichtung ist schwenkbar um den festgelagerten Zapfen 20. Ein am Hebel 19 befindlicher Stift 21 o. dgl. legt sich gegen eine Schraube 22, durch welche die Lage des Kniegelenkes einstellbar ist. Eine leder 23 ist einerseits an dem Hebel 16, anderseits an dem Schaltergehäuse verstellbar befestigt. Die Kurzschlußspule 13 dient dazu, bei rasch· ansteigender Stromstärke einen großen Teil des Kraftflusses· nach dem oberen Magnetkreis abzudrossem und in den unteren zu schicken und dadurch bei niedrigerem Stromwert die Kontakte zu öffnen.

Die aus Kupferplatten bestehenden Lichtbogenhörner 8 befinden sich zwischen aus widerstandsfähigem Material hergestellten Platten 26 (Abb. 5). Die Spulen 5 und 7, die um einen geblätterten Blasmagneten 27 angeordnet sind, dienen in. bekannter Weise zur Löschung des Lichtbogens. Der Kontakt 3 ist femer noch mit einem an dem Zapfen 12 angelenkten Schalthebel 28 verbunden, der durch eine Feder 29 gegen den Anker 9 "gedrückt wird (Abb. 4). Eine Schraube 30 ermöglicht eine bestimmte Einstellung des Schalthebels 28 gegenüber -dem Anker 9. Das eine Ende der Feder 23 ist an 'einem schwenkbaren, durch eine Schraube 31 veränderlichen Hebel 32 befestigt. Durch Drehung der Schraube 31 kann die Spannkraft der¹ Feder 23 beliebig verändert werden. Dia Einstellung des maximalen Stromwertes bei langsam und gleichmäßig ansteigender Stromstärke wird durch ein um den Zapfen 33 schwenkbares, durch eine Schraube 34 und eine Mutter 35 verstellbares Nebenschluß eisen 36 aus magnetischem Material ermöglicht. Durch Nähern oder Entfernen dieses NebensehluBeisens 36 gegenüber dem Schenkel 15 wird der Luftzwischenraum 25 mehr oder weniger überbrückt, so daß die Auslösungsstromstärke des Schalters veränderlich wird.

In der Stromschlußstellung des Schalters (Abb. 1) wird der Kniehebel 19 durch die Hebel 16 und 18 gegen die Schraube 22 so gedrückt, daß das Kniegelenk nach rechts etwas ^einknickt. Der Luftzwischenraum 24 des oberen Schenkels 14 "ist hierbei durch den Anker 9 geschlossen. Dagegen ist in dieser Stellung" zwischen dem unteren Schenkel 15 und dem Anker 9 ein Luftspalt 25 vorhanden. Bei normaler Stromstärke in dem Hauptstromkreis und somit auch in der Erreger^L spule 6, des Magnetsystems ist der Magnetwiderstand des oberen, durch den Anker 9 geschlossenen Eisienweges, der aus dem mittleren Schenkel 10, dem oberen Schenkel 14 und -dem oberen Teil des Ankers 9 besteht, kleiner als ■ -der des unteren Eisenweges, der aus dem 'mittleren Schenkel 10, aus dem unteren Schenkel 15, -dem unteren Teil des Ankers 9 und dem Luftspalt 2 5 gebildet wird, trotzdem der Widerstand des Schenkels 14 größer ist als der des Schenkels 15. Unter diesen Umständen wird der Kraftfluß in dem oberen Magnetkreis größer sein als in dem unteren, so daß der Schalter geschlossen bleibt.

Wenn der Hauptstrom sich seinem zulässigen Höchstwert nähert, wird der obere, geschlossene Eisenkreis stark gesättigt. Wenn dann die Stromstärke in der Erregerspule weiter anwächst, so· wird in dem oberen Eisenkreis die Kraftliniendichte nicht in demselben Maße zunehmen. Der durch die Vergrößerung der Stromstärke erhöhte Kraftfluß wird vielmehr jetzt im wesentlichen in dem unteren Eiaenkreis fließen; dadurch wird die Anziehungskraft des unteren Schenkels 15 allmählich so' groß, daß sie die des oberen Schenkels 14 übersteigt, so daß der Anker 9 an den Schenkel 15 herangezogen wird (Abb. 2), Sobald durch diese schwach überwiegende Anziehungskraft des unteren Schenkels 15 zwischen dem oberen Schenkel 14 und Anker 9 ein kleiner Luftspalt entsteht, überwiegt der untere Kraftfluß den oberen plötz-

Claims (4)

1. lieh noch mehr. Der Anker 9 wird daher von dem Schenkel 15 kräftig angezogen. "Der Schenkel 16 bewegt hierbei den Gelenkhebel 18 so weit nach außen, daß die Feder 23 jetzt die Ausschaltbewegung "des Schalters unterstützen kann, wobei der Kniehebehnechanismus nach vorn fällt.

   Durch geringes Überschreiten der normalen Stromstärke wird also jetzt 'eine schnelle und kräftige Unterbrechung der beiden Schalterkontakte 3 und 4 'erreicht.

   In der Zeichnung ist das Schließen des geöffneten Schalters wie auch das Wiedereinsetzen des Kniegelenkmechanismus für die nächste AusschaltsteHung nicht ersichtlich. Dies kann in bekannter Weise durch besondere Hebelorgane ermöglicht werden, die an dem oberen Schenkel 14 des Magnetsystems oder an anderer geeigneter Stelle angeordnet

   so sind, durch Sperrklinken o. dgl. mit dem Hebel 16 oder dem Kniegelenk in Eingriff stehen und bei Überstrom durch Entklinkung eine Ausschaltung zulassen.

   _a5 Patentansprüche:'

   i. Überstromschnellschalter, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schalterkontakte steuernde Magnetsystem aus einem dreischenkligen Magnetkern besteht, dessen Außenschenkel verschieden bemessen sind, und daß in dem Magnetsystem durch eine einzige von dem zu überwachenden Strom durchflossene Spule zwei Kraftflüsse erzeugt werden, die außerhalb der erzeugenden Spule vollständig getrennt sind und auf den Anker derart einwirken, daß der den größer bemessenen Außenschenkel durchfließende Kraftfluß den Anker in der Schlußstellung hält, während der andere Kraftfluß das Bestreben hat, die Schalterkontakte zu unterbrechen.
2. 2. Überstromschnellschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem beweglichen Anker ein Kniehebelmechanisnnis und eine an demselben befestigte Zugfeder derart verbunden ist, daß die Feder die Wirkung der Magnetfelder sowohl in der Einschaltstellung als auch während der Ausschaltbewegung unterstützt.
3. 3. Überstromschnellschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kurzschlußvorrichtung bei SichneU ansteigender Stromstärke die Ausschaltbewegung schon vor Erreichung des höchstzulässigen Stromwertes einleitet.
4. 4. Überstromschnellschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Auslösung maßgebende Luftspalt veränderlich ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen