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Kleinselbstschalter Die Erfindung betrifft Kleinselb tschalter, also
Schalter, die an Stelle von Sicherungselementen mit Schmelzpatronen den Überstromschutz
von elektrischen Anlagen übernehmen, und zwar insbesondere in Form von Schraubstöpseln.
Da sie in ihren Außenabmessungen sich möglichst den. Patronensicherungselementen
angleichen sollen, ist derRaum für die einzelnen Konstruktionselemente außerordentlich
beschränkt. Andererseits ist aber die Kurzschlußabschaltleistung, die ein solcher
Schalter möglichst oft bewältigen soll, sehr groß. Bei der Beherrschung des Lichtbogens
ist nun ,die Ausführung der Funkenkammer von ausschlaggebender Bedeutung. Die wesentlichen
Forderungen, die hierbei auftreten, liegen einerseits darin, den Löschraum möglichst
groß auszuführen, um den Lichtbogen durch die Wirkung des magnetischen Blasfeldes
auf seine Abreißlänge ziehen zu können, andererseits darin, daß der Lichtbogen bei
seiner Ausbreitung nicht aus dem Löschraum heraus zu metallischen Teilen :der Mechanik
oder zu empfindlichen Zuleitungen bzw. Federn der Kontaktteile gelangen kann. Trotzdem
darf nicht zu komplizierten Lösungen gegriffen werden, da derartige Selbstschalter
nm Wettbewerb mit Patronensicherungen sehr billig in ihren Herstellungskosten sein
müssen.
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Bei bekannten Selbstschaltern .ist nun entweder kein genügender Schutz
gegen den Lichtbogen vorhanden, oder aber die aufgewendeten Mittel sind für diese
Art von Selbstschaltern aus konstruktiven und preislichen Gründen nicht anwendbar.
Eine sehr
gebräuchlicle Bauart legt die Funkenkammer parallel zur
Grundfläche bei Sockelform bzw. senkrecht zur Hauptmittellinie bei. Sch.raübstöpselform.
Die Stromunterbrechung ist hierbei .auf zwei Unterbrechungsstelleni mit verbindender
Kontaktbrücke verteilt, um die Abs chaltenergie für den einzelnen Kontakt auf die
-Hälfte herabzusetzen. Die räumliche Unterbringung dieser Kontaktanordnung bei obengenannter
waagerechter Funkenkammer bereitet große Schwierigkeiten i, und eine befriedigende
Lösung wurde bisher nicht gefunden:. Bei der einfachsten Ausführung dieser Art ist
@die notwendige Federung der Kontakte zwischen die, Schaltstange und die Kontaktbrücke
gelegt. Bei den auftretenden hohen Temperaturen glühen aber diese Federn bald aus
und verlieren ihre Federkraft. Man ist daher bei einer anderen Ausführung -dazu
übergegangen, Kontaktstange und Kontaktbrücke fest miteinander zu verbinden und.
:die notwendige Federung an den Einzelkontakten anzubringen. Man hat dabei auch
-versucht, diese Kontaktfedern durch besondere Wände vor dem Lichtbogen: zu schützen..
Aber auch dieser Vorschlag ist unvollkommen und; mit verschiedenen Nachteilen verbunden.
Vor allem wird hier der wirksame Funkenraum ,durch den Platzbedarf für die Kontaktfedern
und Kontaktanschlüsse stark verkleinert. Da aber trotzdem der verfügbare Raum für
die Kontaktfedern ,immer noch sehr klein gehalten werden muß, so können nur sehr
kurze Federn untergebracht werden, die leicht erlahmen. Unsicher ,ist auch der Lichtbogenschutz
der Fe@de-rn, da die Anordnung immer so ist, :daß dein oberen Abschluß der Funkenkammer
ein weiteres aufgeschraubtes Gehäuseteil bildet, das aber nur bei genauester Aufpassung
jeden Spalt zwischen Lichtbogenkamrner und, Raum für die Kontaktfedern vermeidet,
wobei noch zu beachtemi ist"daß dde Kontakte an der Stelle der .größten Wirkung
des Blasmagneten liegen und so der Lichtbogen mit besonderer Heftigkeit gegen eine
etwaige Stoßfuge geschleudert wird. Allgemein verbunden mit dieser Anordnung der
quer liegenden Funkenkammer ist die Notwendigkeit, für .die entsprechende Kontaktstangenbewe,gung
in. der oberen Abdeckung der Kammer einen Ausschnitt vorzusehen. Dieser hat aber
den großen Nachteil, ,daß durch ihn sehr leicht der Lichtbogen auf den Schaltmechanismus
überschlägt.
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Diese Schwierigkeiten in der Beherrschung des Lichtbogens beschränkten
diese Art von Selbstschaltern auf einen gewissen Kurzsch:lußstrom. Bei einer möglichen
Überschreitung muß@te auf deren Anwendung verzichtet und- zu Schaltern mit ,größerer
Abschaltleistung .gegriffen werden. Es sind nun hier Schalteranordnungen als Sockelautomaten
ausgeführt worden, die eine vorzügliche Abschirmung empfindlicher Schalterteile
gegen den Lichtbogen. dadurch erreichen, daß sie die Funkenkammer senkrecht zu der
Grundplatte legen und: in der gleichen, Richtung die Kontaktstangenbewegung ausführen
lassen. An der oberen Seite der Funken-Immmer ist dann lediglich ein leicht dichtbares
Durchführungsloch für die Kontaktstange vorzusehen, während die Kontaktfedern überhaupt
aus der Funkenkammer heraus in die Grundplatte verlegt werden. Bei den bekannten
Schaltern dieser Bauart mußten aber bei der konstruktiven Durchführung hierfür besonders
einzusetzende; mehrteilige Funkenkammern vorgesehen werden.
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Bei dem Erfindungsgegenstand- werden nun alle diese Nachteile vermieden
und, eine Schalteranordnung angegeben; die sowohl einen vollkommenen Schutz :der
empfindlichen Schalterteile gewährleistet als auch herstellungstechnisch einen einfachen
und billigen Aufbau ermöglicht. Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht,
daß bei einer Bewegung der Kontakte in Richtung der Hauptmittellinie :des Schalters
das Gehäuseunterteil mit Hilfe von Trennwänden., die aus einem Stück mit ihm bestehen,
drei gegeneinander abgeschlossene Räume bildet, nämlich die Kontaktkammer, einen
Spulenraum und einen Raum zur Aufnahme der Kontaktanschlüsse, der in -dem vom Gewindering
umfäßten Gehäusefußteil ;angeordnet ist. Diese Ausführung hat gegenüber :den- bekannten
geschilderten Schalteranordnungen: erhebliche Vorteile. Gegenüber oben geschilderter
Ausführung mit parallel zur Grundplatte bei Sockelform angeordneter Funkenkammer
ergibt die Anordnung entsprechend der Erfindung einen: größeren Löschraum. Indem
:die Kontakte aus dem Funke:nraum heraus in den bisher urausgenutzten Raum innerhalb
des von dem Einschraub:gewind-e umfaßten Gehäuseunterteils geführt werden, können
dtie Kontaktfedern bzw. diie Kontaktanschlüsse in besonderen; von der Funkenkammer
abgetrennten Räumen des Schaltergehäuses untergebracht werden. Da die Verbindung
zwischen der Funkenkammer und diesen abgetrennten Anschlußräumen aus engen Schlitzen
besteht, die vollständig von den durchgehenden Kontaktstücken ausgefüllt werden,
ist ein Überschlag des Lichtbogens vollständig ausgeschlossen. Neben diesem vollkommenen
Abschluß gegen den Lichtbogen bietet der für die Kontaktfederung gewonnene Raum
größere Möglichkeiten für die Abfederung der Kontakte. So können z. B. :die für
diesen Zweck sehr günstigen Spiralfedern Anwendung finden, also Federanordnungen,
bei denen eine Erlahmung nicht zu befürchten ist. Beachtenswert isst hierbei besonders,
daß der große für die Kontaktabfederung zur Verfügung stehende Raum nicht auf Kosten
des Funkenraumes gewonnen wurde: Ferner ist auch der vollkommene Schutz des Schaltmechanismus
dadurch gewährleistet, daß die Schaltstange durch ein Führungsloch mit geringem
Spiel in den Funkenraum ragt und auch hier ein Durchschlägen des Lichtbogens nicht
möglich ist.
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Die erfindungsgemäße Ausführung mit einer Funkenkammer, die einen
unmittelbaren Teil des Gehäuses bildet, vermeidet den Nachteil der bekannten Anordnungen
mit besonderen mehrteiligen Funkenkammern, bei denen Trennfugen zwischen Löschraum
und dem Schaltmechanismus sich nicht vermeiden lassen und so bei nicht guter Passung
der Fugen ein Lichtboge:nüberschlag stattfinden kann.
Vor allem
liegen aber,die Vorteile auf herstellungstechnischem Gebiet, da die erfindungsgemäße
Anordnung, bei der -das Gehäuse, der Sockel und die Funkenkammer aus einem Stück
bestehen, einen billigen und einfachen Aufbau ermöglicht. Ebenso können mit Erfolg
zur Anwendung kommende, parallel zur Funkenstrecke verlaufende Rippen, die den Lichtbogen.
zerschneiden und dann, abkühlen, in einfacher Weise in der Funkenkammer angebracht
werden,, während beiden geteilten Kammern hierfür nochmals besondere Einsätze notwendig
sind.
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Die Erfindung soll an Hand der Schnittzeichnungen eines Selbstschalters
in Schraubstöpselform mit einer Kontaktbrücke und zwei Gegenkontakten näher erläutert
werden.
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Abb. i zeigt einen Schnitt längs, Abb. 2 einen solchen quer durch
den Schalter. Der ganze mittlere Längsraum des Gehäuseunterte,ils i wird als Funkenkammer
2 verwendet und durch die Wände 3; die mit der äußeren Gehäusewand i aus einem Stück
bestehen, begrenzt. Nach oben sind das Gehäuseunterteil und die Funkenkammer durch
die Isolierplatte q. abgeschlossen, die beim Aufschraubendes Gehäuseoberteils 5
fest auf das Unterteil gepreßt wird. Zu beiden Seiten der Funkenkammerwände 3 liegen
die Spulen 6, die einerseits die Überstromauslösung bewerkstelligen, andererseits
das. Blasfeld erzeugen. Zum Gehäuse gehören fernernoch die W ände 7, welche die
Löschung des Lichtbogens begünstigen. Den unterenAbschluß des Funk enraumes 2 und
der Spulenkammern gegen das mit dem Gewinde22 versehene Gehäuseunterteil bildet
die Zwischenwand g. In diesem Gehäuseteil sind die Kammern io ausgespart. Ein Zwischenstück
i i zwischen beiden Kammern führt bis in die Funkenkammer 2 und bildet die Isolation
zwischen den beiden Kontakten 12. Diese Kontaktstücke werden durch die Schlitzre
13 aus der Funkenkammer 2 in die ausgesparten Kammern io geführt. Da der O.uerschnitt
der Schlitze dem der Kontaktstücke genau entspricht, kann .der Lichtbogen nicht
in die Kammern io gelangen. An den unteren Enden der Kontaktstücke 12 sind die Anschlußstücke
1q. für die Herstellung der elektrischen Verbindungen angeschraubt. Die Anschlußstücke
1q. dienen zweckmäßig gleichzeitig als Führung für die Kontaktfedern 15 und bilden
ferner mit ihren Abbiegungen 16 Anschläge nach oben. Durch Löcher 17 im unteren
Gehäuseteil ist mittels der Schrauben 18 der leichte Zusammenbau der Kontaktstücke
i2 mit den Anschlußstücken 1q. ermöglicht. Den unteren Abschluß der Kammern io bildet
der mit einem Bund i9 versehene Is olationskörper 2o, in welchem auch der Fußkontakt
2,i befestigt ist. Das metallische Gewinde 22, das in Form einer Überwurfmutter
ausgebildet ist, umfaßt den Bund ig und preßt ihn beim Festschrauben gegen den unteren
Rand des Gehäuses i.
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In -der Funkenkammer 2 liegen also lediglich die kräftigen Hörner
der Kontakte 12 und die Kontaktbrücke 23. Die Bewegung dieser Brücke geschieht mittels
der Schaltstanbge 2q., die durch den Abdichtungsring 25 in der Isolationszwischenwand
geführt ist. Also,auch nach oben, ist ein Durchschlagen des Lichtbogens unmöglich
gemacht. Dieser wird vielmehr durch die Richtungswirkung des, Blasfeldes gegen die
Rippen 7 und 8 geschleudert, wo dann die Metalldümpfe niedergeschlagen werden bzw.
durch die öffnungen 26 nach außen abziehen können.