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Schnellschalter.
Bei Schnellsehaltern kommt es darauf an, mit grossen Kräften die Sehalterkontakte so schnell zu trennen, dass der Strom abgeschaltet ist, bevor er einen zu grossen Wert angenommen hat. Die bisher gebräuchlichen Klinkenkonstruktionen für die Sperrung des Schalters in der Schliessstellung und die Freigabe der Auslösekraft haben den Nachteil, dass die Reibung in den Klinken zu gross ist, so dass sehr grosse Kräfte oder grosse Wege erforderlich sind, um die Verklinkung zu betätigen.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, dass zur Verriegelung des Schalters und der Auslösekraft für denselben eine Bandbremse dient, die beim Ansprechen des Schalters gelüftet und so die für die Öffnung des Schalters dienende Auslösekraft freigibt.
Der neue, mit einer Bandbremse versehene Schnellschalter hat gegenüber den bekannten, mit einer Reibungs-oder Lamellenkupplung ausgerüsteten Sehnellschaltern vor allem den Vorzug, dass eine viel geringere Kraft genügt, um den Schalter in der Einschaltstellung festzuhalten. Folglich ist auch die Auslösekraft und damit auch die Auslösezeitdauer wesentlich geringer, was bei Schnellschaltern besonders wertvoll ist. Gegenüber den mit Lamellenkupplung versehenen Schaltern hat der neue Schnellschalter ausserdem den Vorzug der einfacheren Bauweise und geringeren Empfindlichkeit im Betrieb.
In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele der Erfindung in Fig. 1 und 2 schematisch Schnellsehalter mit einer Zugfeder als Auslösekraft dargestellt. Der Schnellschalter besteht aus den beiden Kontaktarmen a, a mit den Kontaktstellen b, b, welche in den Punkten c, c drehbar gelagert sind.
Die Kontaktarme sind durch die Schubstangen e, e mit einer Scheibe dz verbunden, die in i drehbar ist.
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Scheibe drehbar gelagert ist. Auf dem Hebel h ist ein zweiter Hebel ut den Bolzen k drehbar gelagert. Der Bolzen k und ein auf dem Hebel sitzender Bolzen n bilden die Befestigungspunkte für das Brems band m, welches um die Scheibe geschlungen ist. Das freie Ende des Hebels 1 ist durch eine Stange p und einen in o drehbaren Winkelhebel q mit dem Kern r einer Spule s verbunden. Der Kern r steht unter der Wirkung der Rückführungsfeder t.
Bei geschlossenem Schalter liegen der Gelenkpunkt z der Stange p am Hebel ! und der Drehpunkt der Bremsscheibe i annähernd gleiehachsig. Der Strom fliesst beispielsweise von dem linken Kontaktarm über die Kontaktstelle nach dem rechten Kontaktarm und dann über die Spule s.
Bei dem Beispiel nach Fig. 1 ist der Schalter im Beginn des Auslösens dargestellt. Der durch den Elektromagneten s angezogene Kern r hat die Stange p durch den Winkelhebel nach links verschoben, wobei der Hebel ! um den Bolzen k eine kleine Drehung entgegen dem Uhrzeiger ausführt. Durch die Verschiebung des Punktes n gegenüber dem Punkt k wird das Bremsband gelockert, so dass die Scheibe d durch die Feder g und die Stange f dem Uhrzeiger entgegen um einen bestimmten Winkel gedreht wird. Dabei werden die Kontaktarme a, a durch die Schubstangen e, e rasch auseinandergezogen, so dass der Stromkreis bei b, b unterbrochen wird.
Für das Wiedereinschalten nach abgeklungenem Kurzschlussstrom wird der Hebel h um den Drehpunkt i von Hand nach rechts bewegt und dann in die ursprüngliche Lage zurückgeholt, wobei die Bandbremse angezogen und unter Anspannung der Feder g der Schalter geschlossen und verriegelt wird.
Würde man dieses Wiedereinschalten vornehmen, solange der Kurzschlussstrom noch fliesst, solange
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also beim Einsohalten -der Kern l'des Elektromagneten angezogen wird und damit die Stange P und der Gelenkpunkt z etwa die gezeichnete Endlage einnehmen, so würde das Bremsband m auf der Scheibe lose aufliegen, und es würde nicht gelingen, bei Bewegung des Hebels h die Scheibe d unter Anspannung der Feder g in die ursprüngliche Lage zurückzudrehen, sondern die Kontakte b, b würden bei Berührung wieder öffnen.
Die Gesamtverschiebung der Stange p und damit des Punktes c ist in der praktischen Ausführung sehr klein, so dass die Mittellinie des Bolzens i und des Bolzens o in allen Lagen nur ganz wenig gegeneinander verschoben sind. Der Deutlichkeit halber ist in der Figur die Verschiebung übertrieben gross gezeichnet. An Stelle der Zugfeder als Auslösekraft für den Schalter kann auch ein Gewicht od. dgl. treten. Der Auslösemagnet für den Schalter kann sowohl eine Spannungswicklung,, eine Stromwicklung
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gesteuert sein.
Es hat sich nun gezeigt, dass die Zeit zwischen dem Auftreten des Überstromes und dem Lockerwerden des Bandes auf der Bandbremse verhältnismässig gross ist. Dies ist zu einem grossen Teil darauf zurückzuführen, dass der Anker der vom Hauptstrom durchflossenen Auslösespule bei seiner Bewegung die mit zunehmendem Hub verhältnismässig wachsende Gegenkraft der Rückführfeder überwinden muss, so dass die von dem Elektromagneten ausgeübte Kraft nicht ausschliesslich zur Beschleunigung der Massen des Übertragungsgestänges zur Verfügung steht.
Dieser Nachteil wird dadurch beseitigt, dass zur Verriegelung des Bremsbandluftgestänges in der Ruhelage ein fremderregter Elektromagnet verwendet wird, wie in Fig. 2 dargestellt.
Die mit gleichen Buchstaben bezeichneten Konstruktionsteile haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1. u ist der dauernd mit konstantem Strom erregte Verriegelungsmagnet. Er ist in der Zeichnung als Topfmagnet angenommen ; es können indessen auch beliebig andere Ausführungsformen gewählt werden, bei welchen bei angezogenem Anker ein möglichst vollkommener Eisenschluss für den Induktionsfluss vorhanden ist. w ist seine Erregerwicklung.
In der Einschaltstellung des Schalters liegt der mit dem Kern r der Hauptstromspule und dem zur Bandbremse führenden Gestänge verbundene Anker v an dem fremderregten Magneten u an und wird mit grosser Kraft festgehalten. Beim Auftreten eines plötzlichen Überstromes wird jedoch durch
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rissen, wobei die Anziehungskraft des Haltemagneten rasch auf einen sehr kleinen Wert abfällt. Nach dem schlagartigen Abreissen des Ankers v ist deshalb die von der Spule s auf den Kern r wirkende Kraft vollständig zur Beschleunigung der Gestängemassen verfügbar, wodurch die Auslösezeit des Schalters wesentlich verkleinert wird. Es ist ohne weiteres möglich, die beiden Elektromagnete sund u konstruktiv zu vereinigen.
Der Erregerstrom für den Verriegelungsmagneten kann beispielsweise einer in der Schaltstation vorhandenen Hilfsstromquelle entnommen werden, wesentlich ist, dass der Erregerstrom nicht wie der der Auslösespule dem durch den Schalter fliessenden Strom proportional sich ändert. Es kann aber unter Umständen vorteilhaft sein, den Haltemagneten an die Spannung einer der beiden Netzteile zu legen, welche der Schnellschalter miteinander kuppelt. Bei starken Kurzschlüssen wird in diesem Falle mit der Netzspannung auch der Strom des Verriegelungsmagneten zurückgehen und damit das Losreissen des Ankers begünstigen. Man kann dann ferner mit einfachen Mitteln bei Vorhandensein mehrerer Schnellschalter im Netz selektive Wirkungen bezüglich des Abschaltens erreichen, indem man die Erregerströme der Haltemagnet etwa mit Hilfe von Widerständen passend abstimmt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schnellschalter mit in der Ruhestellung verriegelter Auslösekraft, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verriegelung des Schalters und der Auslösekraft für denselben eine Bandbremse dient, die beim Ansprechen des Schalters gelüftet und so die für die Öffnung des Schalters dienende Auslösekraft freigibt.