DE665069C - Thermisch-magnetisch gesteuerter elektrischer Leitungsschutzschalter - Google Patents

Description

• Thermisch-magnetisch gesteuerter elektrischer Leitungsschutzschalter Die Unterbrechung elektrischer Stromkreise insbesondere in Gleichstromnetzen verlangt besondere Maßnahmen zur Vermeidung oder Verminderung schädlicher Wirkungen von Unterbrechungslichtbögen, besonders in solchen Apparaten, in denen Raummangel diesen Lichtbögen nur beschränkte Ausdehnung gestattet. Ganz besonders beengt ist der Raum in Leitungsschutzschaltern zumal dann, wenn . vorkommenden Falles hurzschlußströme von über rooo A Gleichstrom abgeschaltet werden müssen.
• Zur Unterdrückung der Kurzschlußlichtbögen sind folgende Mittel bekanntgeworden: i L?nverzögerte Auslösung des Schalters bei großen @.Tberströmen, 2. Abschalten vor Erreichen des Endwertes großer Überströme, 3. starkes Magnetfeld zum Aus-])lasen des Lichtbogens, 4.. Anwendung mehr als eines Unterbrechungslichtbogens, 5. ausreichendes Auseinanderziehen der Schaltkontakte, 6. Kühlung der Lichtbögen durch eng anliegende genügend lang Löschkammerwände.
• Alle diese Mittel zur Erreichung der oben geforderten Maßnahmen be;stmöglichst anzuwenden, ist Aufgabe der Erfindung.
• Sie bezieht sich auf einen Leitungsschutzschalter, insbesondere in Schraubstöpselform, mit einem Bimetallstreifen und mit einem aus einem Kern, einer Spule, zwei Polschuhen und einem angelenk-ten Anker bestehenden Elektromagnet, dessen Anker sowohl bei der thermischen als auch bei der elektromagnetischen Auslösung das mit Hilfe eines Druckknopfes gesteuerte Auslöseschloß entklinkt, auf das der Reihe nach der zum Schloß gehörige axial liegende Schaltstab, die Unterbrechungsstelle, der Elektromagnet und das Einschraubgewinde des Gehäuses folgen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der Gehäuseinnenraum nahezu in seiner :gesamten Längenausdehnung von zwei übereinanderstehenden Paaren annähernd paralleler Kontaktarme, von denen das eine fest und das andere als Kontaktbrücke verschiebbar ist, so durchzogen ist, daß zwischen dein Elektromagnet und dem. Schaltstab die Schenkelenden des festen, die Magnetspule unter Belassung eines Luftzwischenraumes einschließenden Kontaktarnipaares nach innen gebogen und am freien Ende der Umbiegung mit den Leitungsanschlüssen verbunden sind, während von den so einander örtlich nahegerückten festen Kontaktstellen aus die zur Kontaktbrücke gehörenden Arme so ansetzen, daß diese ihrerseits den Schaltstab und das Auslöseschloß abschirmend zwischen sich nehmen; die beiden Polschuhe des Elektromagnets nehmen je nahezu die lichte Längsweite des Gehäuses so ein, dali ihre Kraftlinienwirkung über die ganze Ausladung der beiden Kontaktarmpaare hinweg zum Einsatz kommt, während im Schenkelzwischenraum der Kontaktbrücke quer durch das Gehäuse ein oder mehrere frei beweglich gelagerte einstellbare Stifte mit ihrem einen Ende gegen den Magnetanker und mit ihrem anderen Ende gegen den an der der Ankerseite entgegengesetzten Spulenstirnseite befestigten Bimetallstreifen stoßen.
• Die Abb. i bis 7 der Zeichnung zeigen den''` Gegenstand der Erfindung.
• Abb. i ist ein Mittellängsschnitt ein c;@: Teiles des Schalters und Abb. ia eine Einzelheit dazu.
• In Abb. 2 ist der Schalter um cgo° gegenüber Abb. i gedreht; sie zeigt nur das Gehäuse und den Bedienungsknopf im Schnitt, die übrigen Teile dagegen in Ansicht.
• Abb.3 veranschaulicht bei Längsschnitt des Gehäuses die Seite des Schalters, welche den Thermostat enthält, in Ansicht.
• Abb. 4 zeit einen Tragbügel.
• Abb.5 ist' eine Ansicht von oben in das Gehäuse und Abb.6 die gleiche Ansicht in das leere Gehäuse: In Abb. 7 ist eine Darstellung des Stromverlaufs wiedergegeben.
• Zwei lange feste Kontaktarme a: werden durch eine bewegliche Kontaktbrücke mit ebenfalls langen Kontaktarmen b geschlossen oder geöffnet. Die Kontaktbrücke b kann entweder einteilig (Abb. ia) oder zweiteilig mit einem Zwischenstück e (Abb. i) ausgeführt werden. Die festen Kontaktarme a umschließen teilweise eine Magnetspule c. Die Stromlaufrichtung in den Afmen a verstärkt die Wirkung der Spule. Die Arme der Brücke b bilden einen spitzen Winkel, können aber auch parallel verlaufen (Ahb.7)ä In beiden Fällen wirken die in den festen Kontakten und der Brücke fließenden Ströme dynamisch abstoßend auf die Lichtbögen, und zwar durch die Art der Schaltung, die zur Folge hat, daß die Ströme in den Schaltteilen und Lichtbögen zueinander in entgegengesetzter Richtung fließen.
• Die Einschaltbewegung der Kontaktbrücke b wird durch Eindrücken eines Druckknopfes f erzielt. Dieser ist über eine Freiauslöseklinke p mit einem Schaltstab i gekuppelt, an dem das Zwischenstück e sitzt. Die Klinke p ist am Ende des Schaltstabes i in einem Rahmen auf einem Bolzen gelagert, der eine zweite der Klinke p völlig gleichartige Klinke trägt, die als Festhalteklinke dient und sich gegen eine Tragplatte t abstützt. Der Schaltstab i steht unter der Wirkung einer Ausschaltfeder g. Die Handauslösung erfolgt durch einen Druckknopf ii.
• Die vorstehend beschriebenen Teile sind zwischen zwei Isolierplatten h gelagert, die ihnen; soweit es erforderlich ist, ,die notwendigen Bewegungen ermöglichen. Die Isolierplatten 1z sind zwischen zwei Polschuhen k und L angeordnet, deren Längen- und Breitena.bmessungen fast völlig denjenigen des Gehäuselängsduerschnittes gleich sind: Die Polschuhe bedecken, abgesehen von den-, -ijeziigen Ausschnitten, die für eine Licht-@-beenbildung,überhaupt nicht in Frage komarten, den gesamten zur Verfügung stehenden .Ausdehnungsraum der Lichtbögen, der von Kraftlinien durchflossen ist. Letztere entstehen im Kern d der Spüle c, deren Mittelachse, senkrecht zu derjenigen des Selbstschaltergehäuses steht. Dem Polschuh k werden die Kraftlinien vom einen Kernende unmittelbar, dein Polschuh l vom anderen Kernende mittelbar über einen aasgelenkten Anker in zugeführt. Die Anordnung des Ankers ysr ist derartig, daß sich -zwischen ihm und dem Polschuh l in der Ein-Stellung des Schalters eine Luftstrecke befindet, die bei großen Überströmen und Kurzschlüssen durch Anziehendes im Punkt iä drehbar gelagerten Ankers überbrückt wird, was eine Verstärkung des -Magnetfeldes zur Folge hat. Während dieser Bewegung löst eine Nase o, die am Anker in befestigt ist, die Freiauslöseklinke p aus, so daß der Schalter anspricht. Bei kleinen Überströmen erfolgt die Auslösung durch den Anker unter Vermittlung eines Thermostats r verzögernd. Zwischen dem Thermostat r und dem Anker m sind ein oder mehrere verschiebbare Stifte q angeordnet, deren Längen gleich oder größer sind als der Abstand zwischen dem Thermostat r und dein Anker m. Längere Stifte q erteilen dem Thermostat r Vorspannungen. Dadurch wird seine Kraft und Ausbiegung zum Zwecke der Verzögerung verstärkt. Mit der Ausbiegung des Thermostats r nähert sieh der Anker m dem Polschuh 1, der dann mittels seiner Nase o das Unterbrechen bewirkt. Der Thermo- j _stat r wird unter Zwischenschaltung einer Isolation s auf dem mit dem Kern d fest verbundenen Polschuh k angebracht. Der Einschaltdruckknopf f und der Handauslösedruckknopf %i sind in der Tragplatte t leicht beweglich gelagert, und zwar der Einschaltdruckknopf f in einer besonderen Manschette, die in einer Bohrung des Gehäusedeckels ä zu liegen kommt. An dieser Tragplatte t sind vier Lappen ö angeordnet, mit denen an den mit z bezeichneten Stellen die Polschuhe z. B. verschraubt, vernietet oder verschweißt sind. Kreissegmentförmige Lappenenden zz dienen zur Zentrierung des fertigen inneren Schalters im Gehäuse v.
• Die Polschuhe k und Z sind mit vier unteren Stützverlängerungen w, die im Gehäuseinnern in vier Nuten x (Abb. 6) einklemmbar sind, ausgerüstet, wodurch der Schalter im unteren Teil des Gehäuses v festgehalten wird. Durch verschieden hohe Unterlagscheiben v kann eine Längenabweichung des Gehäuses ausgeglichen werden. Den Abschluß des Gehäuses bildet der Deckel ä.
• Die Schaltung der stromführenden Teile ist in Abb.7 angegeben, in der auch die., Stromrichtungen eingezeichnet sind. ZüW_ Unterstützung der Wirkung der Magnetspule c wird der Thermostat r derartig geschaltet, daß seine außerhalb des Polschuhes den Polkern umfassenden Teile den Kraftfluß der Magnetspule verstärken, weshalb-der Strom durch den Thermostat in umgekehrter Richtung wie durch die Spule geleitet wird.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Thermisch-magnetisch gesteuerter elektrischer Leitungsschutzschalter, insbesondere in Schraubstöpselform, mit einem Birnetallstreifen und mit einem aus einem Kern, einer Spule, zwei Polschuhen und einem angelenkten Anker bestehenden Elektromagnet, dessen Anker sowohl bei der thermischen als auch bei der elektromagnetischen Auslösung das mit Hilfe eines Druckknopfes gesteuerte Auslöseschloß entklinkt, auf das der Reihe nach der zum Schloß gehörige axial liegende Schaltstab, die Unterbrechungsstelle, der Elektromagnet und das Einschraubgewinde des Gehäuses folgen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseinnenraum nahezu in seiner gesamten Längenausdehnung von zwei übereinanderstehenden Paaren annähernd paralleler Kontaktarme, von denen das eine (a, a) fest und das andere (b, b) als Kontaktbrüche verschiebbar ist, so durchzogen ist, daß zwischen dem Elektromagnet (c, d) und dem Schaltstab (i) die Schenkelenden des festen, die Magnetspule (c) unter Belassung eines Luftzwischenraumes einschließenden Kontaktarmpaares (a, a) nach innen gebogen und am freien Ende der Umbiegung mit den Leitungsanschlüssen verbunden sind, während von den so einander örtlich nahegerückten festen Kontaktstellen aus die zur Kontaktbrücke gehörenden Arme (b, b) so ansetzen, daß diese ihrerseits den Schaltstab (i) und das Auslöseschloß (p) abschirmend zwischen sich nehmen; die beiden Polschuhe (k, l) des Elektromagnets (c, d) nehmen je nahezu die lichte Längsweite des Gehäuses so ein, daß ihre Kraftlinienwirkung über die gesamte Ausladung der beiden Kontaktarmpaare (a, a; b, b) hinweg zum Einsatz kommt, während im Schenkelzwischenraum der Kontaktbrücke (b, e, b) quer durch das Gehäuse ein oder mehrere frei beweglich gelagerte einstellbare Stifte (q) mit ihrem einen Ende gegen den Magnetanker (m) und mit ihrem anderen Ende gegen den an der der Ankerseite entgegengesetzten Spulenstirnseite befestigten Bimetallstreifen (r) stoßen.
2. 2. Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (b, b) der Kontaktbrücke nach der Kontaktstelle hin eine Keilstellung einnehmen und gegebenenfalls aus einem einzigen Winkelstück bestehen.
3. 3. Schalter nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb eines der Polbleche ein den Polkern (d) umfassender 1J-förmi.ger Bimetallstreifen (r) vorgesehen ist, dessen Stromfluß demjenigen in der Magnetspule (c) entgegengesetzt gerichtet ist, so daß der im Bimetallstreifen fließende Strom zur Verstärkung des Magnetfeldes beiträgt.
4. 4. Schalter nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einer den Einschalt- und den Ausschaltdruckknopf führenden Tragplatte (t) oben eine den Einschaltdruckknopf (f) umschließende Führungsmanschette angesetzt ist und zum Anschluß der Polschuhe (k, L) am Umfang der Platte je zwei hintereinanderliegende abwärts gerichtete- Abstandshaltelappen (ö) mit unten rechtwinkelig abgebogenen, die Gehäuseirinenwand berührenden Kreissegmenten (u) vorgesehen sind.
5. 5. Schalter nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (k, L) mit Stützverlängerungen (w) versehen sind, die im unteren Teil des Gehäuses unter Klemmwirkung in Nuten (x) liegen (Abb.6).
6. 6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützverlängerungen (w) zur Ausgleichung von Längenabweichungen des Gehäuses auf Unterlegscheiben (y) ruhen, die gegen andere kleinerer oder größerer Stärke auswechselbar sind (Abb. 2 und 3).