DE514807C - Elektrischer Selbstschalter mit einem bimetallischen Ausloeseorgan - Google Patents

Description

^ Ι

AUSGEGEBEN AM
17. DEZEMBER 1939

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE 69

N2SI22 VIlIb-21 C*

Rudolf Naujoks in Berlin-Friedenau

Bei den bisher bekannten Selbstschaltern mit einem bimetallischen Auslöseorgan zur Ausschaltung bei. Überstrom und einem elektromagnetischen Auslöseorgan für Augenblicksauslösungen bei unzulässig hohen Stromstärken und bei Kurzschluß ist der Heizleiter des bimetallischen Auslöseorgans in Serie mit dem Stromverbraucher geschaltet. Der in Serie geschaltete Heizleiter hat den Nachteil, daß er

ίο ständig von dem Gesamtstrom des zu schützenden Stromkreises durchflossen wird. Dadurch erfährt nämlich nicht nur der Heizleiter, sondern auch der ganze Selbstschalter schon während desnormalenBetriebszustandes eine Erwärmung, die mit der Zeitdauer steigt und mit wechselnder Belastung sich ständig ändert. Das verursacht eine Ungleichmäßigkeit des Ansprechens der Sicherungsvorrichtung. Da der Zeitpunkt der Auslösung von der Erreichung eines bestimmten

so Wärmezustandes des bimetallischen Auslöseorgans abhängig ist, wird bei gleicher Überlastung die Sicherungsvorrichtung im erwärmten Zustande früher ansprechen als im kalten. Wenn infolge der Dauererwärmung das bimetallische Auslöseorgan beinahe die Grenzstellung erreicht hat, kann durch kurze, für die Leitungsanlage ungefährliche Stromstöße und auch durch betriebsmäßig vorkommende mechanische Erschütterungen eine unerwünschte vorzeitige Auslösung eintreten. Nach erfolgter Auslösung bei warmem Schalter ist die Wiedereinschaltung erst nach längerer Zeit möglich, da eine schnelle Abkühlung bzw. Rückbewegung des Auslöseorgans durch die miterwärmten Schalterteile behindert wird. Diese Anordnung ist auch nur 3: als Sicherung gegen gefährliche Temperatursteigerungen verwendbar, die infolge zu hoher Stromstärke entstehen. Sie ist nicht verwendbar zum Schutz von Strom Verbrauchern, die einer Überhitzungsgefahr auch bei normaler Strom- 4< stärke ausgesetzt sind, wie z. B. bei elektrisch beheizten Apparaten und sonstigen Stromverbrauchern, an denen gefährliche Wärmestauungen entstehen können, wenn durch irgendeinen Umstand die normale Wärmeabteilung 4! gestört wird.

Die Erfindung macht von den ober, angegebenen, an sich bei der Schaltung von Wärmereglern bekannten Mitteln und Wirkungen in der Weise Gebrauch, daß die Umschaltung in Reihe mit den angeschlossenen Stromverbrauchern erst beim Eintritt des Geiahrenzustandes durch ein elektromagnetisches Auslöseorgan für Augenblicksauslösungen bei unzulässig hohen Stromstärken und bei Kurz- 5; Schluß bewirkt wird. Hierdurch wird ein einfaches schaltungs- und wirkungstechnisches Zusammenarbeiten zweier Organe für eine erhöhte Betriebssicherheit der Anlage auch bei unzulässig hohen Belastungsströmen und bei 6

momentan wirkendem Kurzschluß für Selbstschalter erreicht. Die durch den Fortfall der Dauererwärmung ermöglichte geringere Raumbeanspruchung fällt besonders ins Gewicht bei Ausführung des Selbstschalters in Form eines Sicherungsstöpsels und gestattet auch den Zusammenbau des Selbstschalters mit kleineren Anschluß- und Abzweigorganen. Da bei kleineren Schaltleistungen schon wenige Watt genügen, dem Bimetallkörper die Auslöseenergie zu erteilen, kann in an sich bekannter Weise der BimetaUkörper auch gegebenenfalls sein eigener Heizleiter sein, wenn er zu diesem Zweck aus einem Bimetall von hohem elektrischem Widerstand hergestellt wird, so daß er, an Stelle des Heizleiters geschaltet, vom durchfließenden Strom direkt beheizt wird.

Da der Heizleiter für diese Selbstschalterauslösung im normalen Betrieb entweder gar nicht stromführend ist oder nur einen winzigen Bruchteil des Gesamtstromes aufnimmt, der zu einer bemerkbaren Erwärmung nicht führt, so kann die Zuverlässigkeit der Sicherheitsvorrichtung durch eine vorzeitige Erwärmung des Auslöseorgans nicht beeinträchtigt werden. Auch die Wiedereinschaltung der Sicherheitsvorrichtung von Hand kann schnell erfolgen, da die Abkühlung des Auslöseorgans nach dem Ausschalten durch erwärmte Schalterteile nicht mehr verlängert wird. Da die Spannung zwischen den Enden des Heizleiters nur ganz gering ist, kann bei seiner Einschaltung keine schädliche Funkenbildung an den Kontakten der Steuerschaltvorrichtung auftreten. Die Schutz wirkung eines solchen Selbstschalters läßt sich ferner noch dadurch erweitern, daß das bimetallische Auslöseorgan noch mit einem zweiten Heizleiter versehen wird für Auslösung auch bei Überhitzung durch Wärmestauung, so daß mit einem derartig kombinierten Selbstschalter ein vollkommener Schutz gegen Beschädigung, die durch Kurzschluß, durch Überlastung und durch Überhitzung infolge Wärmestauung entstehen kann, zu erreichen ist. In der Zeichnung ist die Erfindung an einem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel für die erwähnten drei Gefahrfälle veranschaulicht.

Das Schaltwerk α wird durch das dreischenklige Sperrorgan b in der Einschaltestellung gehalten. Das Sperrorgan kann sowohl durch den bimetallischen Auslöser c wie auch durch die elektromagnetische Auslösevorrichtung d und e aus der Sperrstellung gedrückt werden. Das bimetallische Auslöseorgan besitzt zwei Heizleiter/" und g. Die beiden Heizleiter stehen mit je einem Ende mit einem Kontakt h in Verbindung, der zu einer Steuerschaltvorrichtung gehört, die durch die elektromagnetische Auslösevorrichtung d und e betätigt wird. Der Heizleiter f ist mit seinem anderen Ende durch eine Verbindungsleitung i an einem Thermostatschalter k angeschlossen, der. sich in dem Wärmebereich eines Stromverbrauchers /, z. B. eines elektrisch beheizten Gerätes, befindet. Mit dem Kontakt nt der Steuerschaltvorrichtung steht das andere Ende des Heizleiters g in Verbindung. Steigt in dem Stromkreis η bei Überlastung die Stromstärke bis an die zulässige Höchstgrenze, dann ist der Eisenkern e so weit in die Spule d hineingezogen, daß er die Verbindung zwischen den Kontakten h und m unterbricht. Dann kann der Strom, vom Schaltwerk kommend, nicht mehr über die beiden Kontakte Jt und m zu den Stromverbrauchern gelangen, sondern er muß jetzt seinen Weg über den Heizleiter g nehmen. Dieser "erwärmt jetzt den BimetaUkörper c, der dann das Sperrorgan so weit verdreht, bis das Schaltwerk« in die Ausschaltestellung kommt. Tritt an dem Stromverbraucher I ein Gefahrzustand durch Wärmestauung ein, dann kommt der Thermostatschalter/o in Wirkung, so daß der Strom jetzt vom Schaltwerk über den Heizleiter f zum Stromverbraucher / gelangt. Dadurch erfährt der Bimetallstreifen c nun wieder eine Erwärmung, die die Auslösung des Schaltwerkes a zur Folge hat. Bei Kurzschluß wird der Eisenkern e sofort in die Magnetspule d mit solcher Kraft hineingezogen, daß er gegen den winklig abstehenden Schenkel des Sperrorgans b stößt und dieses so verdreht, daß die Sperrung des Schaltwerkes aufgehoben wird. Der Elektromagnet wird zweckdienlich so ausgebildet, daß er auch eine funkenlöschende Blaswirkung auf die Schaltkontakte ausübt. Ein solcher Selbstschalter kann in an sich bekannter Weise die Form eines Sicherungsstöpsels erhalten oder mit einem Kupplungs- oder Anschlußorgan kombiniert werden.

Für den Umfang des Erfindungsbereiches ist die Art und Ausführung des Schaltwerkes und der Steuerschaltvorrichtungen sowie auch die Form und Art der Auslöseorgane unwesentlich.

Claims (1)

105 Patentansprüche:

i. Elektrischer Selbstschalter mit einem bimetallischen Auslöseorgan zur Ausschaltung bei Überstrom und zur Temperaturbegrenzung imd einem elektromagnetischen no Auslöseorgan für Augenblicksauslösungen bei unzulässig hohen Stromstößen und bei Kurzschluß, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung der Dauererwärmung des bimetallischen Auslöseorgans der Heizleiter desselben im normalen Betriebszustande parallel zu einem Leitungsteil des zu schützenden Stromkreises liegt, bei Eintritt des Gefahrzustandes jedoch durch das elektromagnetische Auslöseorgan in Serie mit den 120-angeschlossenen Stromverbrauchern geschaltet wird, so daß dann erst eine wirksame Er-

wärmung des bimetallischen Auslöseorgans erfolgt.

-z. Elektrischer Selbstschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das bimetallische Aiislöseorgannocheinen zweiten Heizleiter besitzt, der durch eine Schaltvorrichtung beeinflußt wird, die sich im Wärmebereich eines Stromverbrauchers befindet, der gegen Überhitzung durch Wärme-■ Stauung besonders geschützt werden soll.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen