AT132330B

AT132330B - Selbstschalter mit Freiauslösung.

Info

Publication number: AT132330B
Authority: AT
Inventors: Wilhelm Klement
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1930-09-29
Filing date: 1931-09-26
Publication date: 1933-03-10

Description

Selbstschalter mit Freiauslösung.
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einer Führung 9 gehalten und wird von einer zwischen ihm und einem Kontaktstück 10 angeordneten Druekfeder 11 aus der Führung 9 heraus gegen den Schaltkörper 6 gedrückt.

In der Bohrung des Schaltkörpers 6 ist der stabförmige Abstandhalter 12 aus Isolierstoff verschiebbar gelagert. Seine Länge ist so bemessen, dass er den Druckknopf 3 mit dem Gegenkörper 8 kuppelt.

An der Vorderseite der Spule sitzt eine Regelfeder 13, die dazu dient, den Schaltkörper 6 im eingeschalteten Zustand festzuhalten. An der gleichen Spulenseite befindet sich ausserdem ein (nicht dargestellter) Magnetanker, der bei seinem Ansprechen die Verriegelung zwischen dem Schaltkörper 6 und der Riegelfeder 13 aufhebt.

Die Riegelfeder kann aus einem Heizband bestehen, das in den Stromkreis geschaltet ist. In diesem Fall wird die Anordnung so getroffen, dass bei lang andauernden Überströmen, die das Zwei-bis Dreifache des Nennstromes nicht übersehreiten, das Heizband 1. 3 sich durchbiegt und dadurch die Ver-
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Die beiden Schaltkörper 6 und 8 sind gleichzeitig als Stromsehlussorgan ausgebildet. Der Strom verläuft vom Kontaktstück 10 über eine Verbindungslitze od. dgl. zum Gegenkörper 8, von dort im eingeschalteten Zustand des Sehalters zum Schaltkörper 6, dann durch die Magnetspule und gegebenenfalls durch das Heizband zum andern Kontaktstüek des Schalters.

Der Schalter hat folgende Wirkungsweise :
Im ausgeschalteten Zustand nehmen die Teile des Mechanismus die durch Fig. 1 wiedergegebene Lage ein. Der Sehaltkörper 6 liegt gegen den Druckknopf 3 und der aus seiner Führung 9 herausgedrückte Gegenkörper 8 gegen den Abstandshalter 12, dessen anderes Ende den Druckknopf. 3 berührt.

Zum Einschalten wird der Druckknopf J in den Schalter gedrückt, luis er in die durch Fig. 2 wiedergegebene Lage kommt. Beim Eindrücken des Knopfes werden die Sehaltkörper 6 und 8 mitbewegt. Durch den Abstandhalter 12 wird jedoch der zwischen beiden Körpern befindliche Abstand aufrechterhalten. Kurz bevor der Druckknopf 3 und mit ihm die Teile 6, 12 und 8 ihre tiefste Stellung erreichen, springt der Riegel 13 Über den Schaltkörper 6 ein.

Wird nunmehr der Druckknopf freigegeben, so wird der Schaltkörper 6 entgegen dem Druck seiner Feder 7 durch den Riegel 13 festgehalten, während die Feder 11 den Gegenkörper 8 sowie den Abstandhalter 12 und den Druckknopf. in die Ruhestellung zurückbewegt, bis der Gegenkörper 8 den Schaltkörper 6 berührt und der Stromschluss zwischen beiden Schalt- und Stromschlusskörpern hergestellt ist. Dieser Zustand ist durch Fig. 3 wiedergegeben. Der
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die zwischen ihm und dem Gegenkörper 8 bestehende Verbindung aufgehoben. Der Schaltlichtbogen entsteht in unmittelbarer Nähe der Magnetspule 4, u. zw. dicht an deren Achse, wo das magnetische Blasfeld verhältnismässig stark ist.
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'eines U-förmigen Eisenkernes anbringen.

Die beiden Schaltkörper können sich dann zwischen den Spulen und den Schenkeln des U-förmigen Kernes bewegen und die Kontaktgabe kann zwischen den Enden der Schenkel erfolgen, wo sich ein verhältnismässig starkes magnetisches Blasfeld ausbildet.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1-3 findet die Kontaktgabe und das Unterbrechen des Stromes in einem abgeschlossenen Raum unterhalb der Schaltspule 4 statt. Infolgedessen tritt beim Ausschalten ein verhältnismässig kräftiger Gasdruck auf, der das Auftreten des Lichtbogens erschwert.

Dieser Gasdruck hat bei Schaltern gemäss der Erfindung noch die Wirkung, dass er die Ausschaltbewegung des Schaltkörpers 6 unterstützt. Schalter nach der Erfindung unterscheiden sich von der Mehrzahl der bekannten Schalter bereits dadurch, dass beim Ausschalten nur eine verhältnismässig geringe Masse zu beschleunigen ist. Infolgedessen erfolgt das Ausschalten vom Augenblick des Auslösens an mit einer verhältnismässig grossen Geschwindigkeit. Diese Eigenschaft ergibt eine geringe Kurzschlussträgheit, wodurch die sogenannte Selektivität des Selbstschalter verbessert und die Verwendung des Schalters in Verbindung mit Schmelzsicherungen begünstigt wird. Diese Kurzschlussträgheit wird dadurch, dass der beim Aussehalten entstehende Gasdruck den Ausschaltvorgang unterstützt, noch weiter verringert.

Wenn man die Stromschlussorganr so anordnet, dass die Kontaktgabe im Innern der engen Spulenbohrung stattfindet, so wird naturgemäss der Gasdruck und damit die lichtbogenlöschende Wirkung noch erhöht und ausserdem auch die Kurzschlussträgheit der Anordnung weiter verringert.

Den günstigen Einfluss der Anordnung in bezug auf das Verlöschen von Lichtbögen kann man noch dadurch steigern, dass man gemäss dem Beispiel der Fig. 4 dafür sorgt, dass das kurz nach dem Abschalten stark komprimierte Gas unmittelbar darauf expandieren kann. Bei dem Ausführungsbeispiel Fig. 4 ist das dadurch bewirkt, dass sich zwischen den beiden Spulen 18 und 19 ein grösserer Raum befindet, in den das komprimierte Gas expandieren kann. Man kann die Wirkung noch erhöhen, wenn man diesen Raum mit einem weiteren, gegebenenfalls ausserhalb des Selbstsehalters liegenden grösseren Expansionsraum verbindet.

Bei den bisher beschriebenen Beispielen erfolgt die Bewegung der beiden Schaltkörper 6 und 8 während des Bedienens des Druckknopfes stets gleichzeitig. Die Bewegung beider Körper setzt zu derselben Zeit ein und findet zu derselben Zeit ihr Ende.

Es ist jedoch auch möglich, die Bewegungen folgezeitig verlaufen zu lassen bzw. die Bewegung des einen Schaltkörpers zu einem andern Zeitpunkt beginnen oder enden zu lassen als diejenige des andern Körpers, wobei sich die Zeiten überdecken können. Wesentlich für die Anordnungen ist nur, dass durch das Bewegen der Körper zunächst ein Abstand zwischen ihnen aufrechterhalten wird, der sich nach dem Loslassen des Druckknopfes so verkleinert, dass dadurch die Kontaktgabe bewirkt wird.

Eine Ausführungsform mit folgezeitiger Bewegung der beiden Schaltkörper ist in den Fig. 5-8 in vier verschiedenen Schaltzuständen dargestellt. Die Fig. 9 und 10 zeigen Querschnitte, welche die Anordnung der Auslösevorriehtung und der Kontaktorgane erkennen lassen. Die Anordnung unterscheidet sich von den vorhergehend beschriebenen durch folgendes :
Zwischen dem Abstandhalter 12 undl dem Druckknopf. 3 ist eine Ausgleichfeder 40 angeordnet.

Diese Feder bewirkt zunächst, dass der Hub des Druckknopfes von dem beim Ausschalten entstehenden Abstand der beiden Schaltkörper 6 und 8 verschieden sein kann. Die Feder ist ferner notwendig, um die folgezeitige Bewegung der beiden Schaltkörper zu ermöglichen.

Der Gegenkörper 8 ist von einer Stange 41 gehalten, die im Passzapfen 17 des Schraubstöpsels verschiebbar ist. Die durch die Feder 11 erzeugte Bewegung des Gegenkörpers wird durch eine Mutter 42 begrenzt, die sich in einer Bohrung des Passzapfens 17 befindet und sieh beim Niederdrücken des Gegenkörpers 8 in dieser Bohrung verschiebt. Der Weg des Gegenkörpers ist ferner durch einen vom Isoliergehäuse gebildeten Anschlag begrenzt, auf den sich der Gegenkörper beim Niederdrücken des Knopfes aufsetzt (Fig. 6 und 7).

Zwischen dem Abstandhalter 12 und dem Gegenkörper 8 ist ein Isolierstück 22 aus lichtbogenbeständigem Isoliermaterial angeordnet.

Gegenkörper 8 und Sehaltkörper 6 sind unmittelbar zu Stromsehlussorganen ausgebildet. Sie sind zu diesem Zweck mit seitlich abstehenden Kontaktlappen (4. 3 in Fig. 10) versehen. Um ein Drehen der Kontaktlappen 43 zu verhindern, kann man das Isoliergehäuse zu Führungen, z. B. einer Führuns's- wand, ausbilden, welche nur eine Versehiebebewegung der Kontaktlappen z zulassen.

Der Schaltkörper 6 ist in einem rohrähnlichen Fortsatz verlängert, der an seinem Ende einen Anschlag 44 trägt. Er ist ferner mit einem Nocken 4J versehen. Der Körper 6 kann ganz oder zum'Teil aus Eisen bestehen. Der Körper 46 der Magnetspule 4 ist an der Vorderseite des Schalters verstärkt und bildet eine Höhlung zur Aufnahme der Verriegelungs-und Ausliiseteip. Das Sperrglied des Schaltern besteht gemäss Fig. 9 aus einem doppelannigen Hebe ! 47. der den Kontaktkörper 6 bos :l'nförmis ; umgreift und um die Achse 39 drehbar ist. An einem Arm des Hebels 47 ist der Magnctanker 4. S' befestigt.

An
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der Magnetspule ist eine Eisenplatte 51 angebracht. Die Platte hat einen Ansatz 52, der dem Magnetanker 48 gegenübersteht.

Der Schalter arbeitet auf folgende Weise :
Fig. 5 zeigt den Schalter im ausgeschalteten Zustand. Wird der Knopf J gedrückt, so wirkt er
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Isoliergehäuse gebildeten Anschlag legt. Dieser Zustand ist durch Fig. 6 wiedergegeben. Der Schaltkörper 6 hat inzwischen seine Lage noch beibehalten. Nunmehr trifft jedoch der Druckknopf : ; auf den Anschlag 44 am oberen Ende des Schaltkörpers und nimmt von nun an auch diesen mit. Wird der Knopf
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dem federnd zurückweichenden Riegelvorsprung des Sperrhebels 47 einklinkt. Diese Lage ist in Fig. 7 dargestellt. Die beiden Schaltkörper 6 und 8 haben sich in diesem Zustand wieder auf den gleichen Abstand genähert, den sie im Ausschaltzustand des Schalters (Fig. 5) hatten.

Wird der Knopf 3 losgelassen, so geht er in seine Ruhestellung zurück und gibt den Gegenkörper 8
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her (Fig. 8).

Der durch Fig. 9 wiedergegebene Schnitt zeigt den Schalter im eingeschalteten Zustand wie er Fig. 8 entspricht. Tritt ein Kurzschluss auf, so wird der Anker 48 von dem Fortsatz 52 angezogen und dadurch der Hebel 47 in die Ausschaltlage bewegt. Beim Ansprechen des Bimetallbandes 49 wirkt es ebenfalls auf den Hebel 47 ein und bewirkt in gleicher Weise die Auslösung wie der Magnetanker.

Bei Selbstsehaltern nach der Erfindung empfiehlt es sich, die Kontaktstelle so anzuordnen, dass. die Lichtbogenstreeke von den Kraftlinien des von der Spule erzeugten Blasfeldes möglichst senkrecht
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dass man die Kontaktstelle zwischen zwei Platten des magnetischen Materials legt, die sieh zu beiden Seiten der Kontaktstellen befinden. Eine derartige Anordnung ist neben weiteren Abänderungsvor-
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Bei dieser Anordnung ist der Gegenkörper 8 in einer Höhlung geführt, die vom Isolierkörper 1 gebildet ist und die ausserdem gleichzeitig die zum Gegenkörper 8 gehörende Druckfeder 11 aufnimmt. Auf diese Weise kann ebenfalls ein besonderer Lagerkörper erspart werden.

Zwischen dem Gegenkörper 8 und dem Sehaltkörper 6 ist ein Isolierkörper 22 angeordnet, der in Aussparungen der beiden Schaltkörper 6 und 8 so gehalten ist, dass er ein gegenseitiges Berühren beider Körper ermöglicht. Der Körper 22 besteht aus lichtbogensicherem Material. Er bildet eine Fortsetzung des stabförmigen Abstandhalters J2,. der in diesem Fall auch aus Metall bestehen kann. Die zum Sehaltkörper 6 gehörende Schaltfeder 7 ist in einer Höhlung angeordnet, die von dem verstärkten Spulenkörper 2. 3 gebildet ist und die Feder vor Beschädigungen schützt.
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Körper 26. Die Körper 25 und 26 werden durch die Schaltspule 4 zu verschiedenen Magnetpolen erregt.

Die Anordnung ist so getroffen, dass sieh die Unterbrechungsstelle zwischen den Platten 25 und 26 befindet und die magnetischen Kraftlinien den Sehaltlichtbogen senkrecht durchsetzen, so dass ein Optimum an Blaswirkung entsteht.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten bilden die beiden Schaltkörper des Mechanismus unmittelbar die Stromschlussorgane. Man kann statt dessen auch besondere Stromsehlussorgane vorsehen und diese mit den Sehaltkörpern verbinden oder kuppeln.

Bei der Anordnung nach den Fig. 12-14 ist der Gegenkörper 8 in ähnlicher Weise gelagert, wie bei dem Beispiel gemäss Fig. 11. Er trägt eine Kontaktbrücke.'30, die mit zwei Kontaktflächen : ? versehen ist. Der Sehaltkörper 6 ist mit einer entsprechenden Kontaktbrücke. 32 versehen. Zwischen dem Abstandhalter 12 und dem Gegenkörper 8 befindet sich ein Isolierkörper 22.

Die besondere Ausbildung der Kontaktorgane und des Kontaktraumes ist ans den Fig. 13. 14 näher ersichtlich, die einen durch die Kontakte des Sehalters verlaufenden Querschnitt zeigen. Die Fig. 13 gibt eine Ansieht des Schnittes, gesehen in Richtung auf den Passzapfen, die Fig. 14 eine Ansicht des Schnittes, gesehen in Richtung des Betätigungsorganes, wieder. Am Körper der Spule 4 sind zwei Stege 3.'3 angeordnet, die sich zwischen den Kontaktstellen. M der Brücke. 32 befinden und zwischen sich
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einem Stück bestehen kann. Durch die Trennstege erhält der Kontaktraum zwei Kammern, in die die etwa entstehenden Lichtbogen von dem magnetischen Feld der Auslösespule geblasen werden, so dass ein Zusammenschlagen der Lichtbogen durch die Trennwände verhindert ist.

Eine ähnliche Anordnung kann auch mit Vorteil bei doppelpoligen Schaltern verwendet werden.

Bei Schaltern mit geteilter Sehaltspule gemäss Fig. 4 kann man die besonderen Stromschluss- organe auch in dem Raum unterbringen, der sich zwischen den beiden Schaltspulen befindet.

Ausser den gelegentlich der Beispiele erläuterten Verbesserungen erzielen Schalter nach der
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zu geben, als sie bisher üblich waren. Man kann sie z. B. dem neuerdings gebräuchlichen Sicherungs- system anpassen, bei denen der Patronendurchmesser nicht grösser ist als der grösste Patronenpasszapfen des bisherigen Systems. Anderseits ergibt sich bei sonst gleichen Aussenabmessungen gegenüber den bekannten Selbstschalter der Vorteil, dass der Schaltmechanismus einen verhältnismässig geringenRaum- anteil einnimmt, so dass für die Stromschlussorgane ein grösserer Raum zur Verfügung bleibt, der eine grössere Freiheit in bezug auf die Ausbildung und Dimensionierung der Stromschlussorgane, des Lichtbogenraumes und der Schaltorgane gewährt.

Ferner ist es, wie die Beispiele zeigen, ohne weiteres möglich, sämtliche Sperr-und Auslöseteile an der Vorderseite des Schalters anzuordnen, so dass das Arbeiten des Schalters nach dem Zusammenbau bzw. lediglich nach dem Entfernen der Kappe beobachtet werden kann.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Selbstschalter mit Freiauslösung und zwei unabhängig voneinander federnd beweglichen Schaltkörpern, die sich bei der Einschaltbewegung des Bedienungsorganes in einem Abstand voneinander mitbewegen, der erst nach dem Einklinken des einen Sehaltkörpers in eine durch Überstrom auslösbare Verriegelung und nach dem Rückgang des Bedienungsorganes aufgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Richtung der Kontaktbewegung liegende Abstandhalter von der Auslösespule konzentrisch umgeben ist und beide Organe unabhängig von dem Deckel im Unterteil des Gehäuses untergebracht sind.

Claims

2. Selbstschalter nach Anspruch 1, mit einem aus einem Druckknopf bestehenden Bedienungsorgan, dadurch gekennzeichnet, dass der den Druckknopf (3) und den einen Schaltkörper (8) (Gegenkörper) zeitweilig kuppelnde Abstandhalter aus einem Stab (12) besteht und durch den dem Druckknopf benachbarten Schaltkörper (6) hindurchgeführt ist.

3. Selbstschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Schaltkörper ganz oder teilweise aus magnetischem Material (als Magnetkern) ausgebildet ist.

4. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkörper (6, 8) gleichzeitig die Stromschlussorgane bilden.

5. Selbstschalter nach Anspruch 1 mit magnetischer Auslösung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktgabe im Innern der Auslösespule stattfindet.

6. Selbstschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule aus zwei Teilspulen (18, 19) besteht, die zwischen ihren benachbarten Stirnflächen einen Raum (20) bilden, der den Kontaktraum vergrössert oder Kontaktteile aufnimmt (Fig. 4).

7. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schaltkörper mit besonderen Stromschlussorganen, gegebenenfalls mit mehreren Unterbrechungsstellen versehen sind (Fig. 12 bis 14).

8. Selbstschalter nach Anspruch 2 mit magnetischer Auslösung, dadurch gekennzeichnet, dass die zu dem vom stabförmigen Abstandhalter (j ! i durchdrungenen Sehaltkörper (6) gehörende Feder (7) zwischen dem Schaltkörper und der Magnetspule und die zum zweiten Schaltkörper (Gegenkörper 8) gehörende Feder (11) an der andern Seite der Spule angeordnet ist.

9. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Abstandhalter durchdrungene Schaltkörper (6) in der Bohrung der Schaltspule (4) und der Gegenkörper (8) in einer besonderen : die zu ihm gehörende Feder aufnehmenden Lagerung (9) geführt ist (Fig. l'bis 3).

10. Selbstsehalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide bewegliche Schaltkörper (6, 8) in der Bohrung der Schaltspule geführt sind (Fig. 4). EMI5.1 die Verriegelung des einen Schaltkörpers in der Einsehaltstellung in an sich bekannter Weise durch ein in den Stromkreis geschaltetes Heizband (J) bewirkt ist, das über dem in die Spule eingedrückten Schaltkörper einspringt (Fig. 1 bis 6).

12. Selbstschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungs-und Auslöseteile des Schalters an der zum Druckknopf (. 3) gerichteten Vorderseite der Schaltspule und die Stromsehlussorgane an der Rückseite der Spule in einem vom Isoliergehäuse gebildeten Schaltraum angeordnet sind.

13. Selbstschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Schaltund Stromschlusskörpern (6, 8) ein den stabförmigen Abstandhalter (12) fortsetzender besonderer Isolierkörper (22), z. B. aus feuerfestem, insbesondere keramischem Werkstoff, angeordnet ist, der durch Aussparungen der Schaltkörper gehalten sein kann (Fig. 5, 11).

14. Selbstschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenkörper unmittelbar in einer Höhlung des den Schalter umgebenden Isoliergehäuses (1) geführt ist, die auch die zugehörende Druckfeder ( aufnimmt (Fig. 11).

15. Selbstschalter nach Anspruch 2 in Schraubstöpselform, dadurch gekennzeichnet, dass der als Stromschlussorgan dienende Gegenkörper durch eine bewegliche Litze od. dgl. unmittelbar mit dem EMI5.2

16. Selbstschalter mit magnetischer Auslösung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Führung mindestens eines Schaltkörpers dienende Spulenbohrung mit einem Rohr (24) aus Eisen <Desc/Clms Page number 6> ausgekleidet ist, das mit einer in der Nähe der Kontaktstelle angeordneten Eisenplatte (a) in Verbindung steht und dass der andere Pol der Spule ebenfalls aus einem, gegebenenfalls mit einer zweiten Platte (26) verbundenen Eisenteil besteht, wobei die beiden in der Nähe der Kontaktstelle liegenden Eisenplatten so angeordnet sind, dass die zwischen ihnen entstehenden Kraftlinien den Sehaltliehtbogen nahezu senkrecht durchsetzen (Fig. 11).

17. Selbstschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (9) des Gegenkörpers (8) aus Eisen besteht (Fig. 1).

18. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegen der beiden Schalt- EMI6.1 Bewegungen aufgelöst ist, derart, dass beim Bedienen des Sehalters zunächst nur der Gegenkörper (8) bis an einen Anschlag mitbewegt, dann der andere Gegenkörper bewegt (bzw. noch ein Stück weiterbewegt) und in die Verriegelungsstellung gebracht wird (Fig. 5 bis 8).

19. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Abstandhalter (12) und Bedienungsorgan (3) eine Ausgleichsfeder (40) liegt.

20. Selbstschalter nach Anspruch 2 mit thermischer und magnetischer Auslösung, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelung des Schaltkörper durch einen Hebel (47) erfolgt, der unter Federwirkung radial über eine Sperrnase J) des Schaltkörpers einklinkt und auf den sowohl der Magnetanker (48) als auch ein Heizband (49) einwirken (Fig. 9).

21. Selbstschalter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrhebel (47) als doppel- EMI6.2 gibt, wobei der Magnetanker (48) auf den einen und das Heizband (49) mit andern Hebelarmen angreifen (Fig. 9).

22. Selbstschalter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass Sperrhebel fi7), Magnet- EMI6.3 EMI6.4