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Elektromagnetischer Überstromselbstschalter
Bei elektromagnetischen Überstromselbstschaltern für Installationszwecke bereitet es Schwierigkeiten, die beiden Forderungen nach gedrängter Bauweise und Kurzschlusssicherheit gleichzeitig zu erfüllen.
Es ist üblich, die Auslösemagnetspule gleichzeitig als Blasmagnet in der Nähe der Unterbrechungsstelle anzuordnen, um den bei der Unterbrechung entstehenden Lichtbogen zu löschen. Hiebei wird der Entladungsweg vor dem Abreissen des Bogens bedeutend verlängert, was jedoch den Nachteil mit sich bringt, dass die Verdampfungsprodukte des Lichtbogens in alle Teile des Schalters eindringen und eine Verschmutzung der Isolierteile bewirken. Es ist auch schon bekannt, den Entladungsraum nahezu allseitig zu schliessen und die durch die Entladung selbst hervorgerufene Druckerhöhung zur Unterstützung der Löschwirkung auszunützen. Man hat zu diesem Zwecke die Flammenkammer mit der Schaltergrundplatte zu einer baulichen Einheit vereinigt oder hat eine Aussparung im Sockel als Flammenkammer ausgebildet. So kam man zu plumpen Konstruktionen von unzureichender Masshaltigkeit.
Ausserdem ging man bisher von der irrigen Ansicht aus, dass Metallteile in der Flammenkammer zulässig sind, ja dass sie sogar geeignet seien, die Löschwirkung des Bogens zu unterstützen. In einigen Fällen hat man sogar verbrennbare organische Stoffe, wie z. B. Zellulose, in der Flammenkammer angeordnet, um die bei der Erwärmung von diesem Stoff abgegebenen Gase zur Deionisierung auszunützen.
Wenn man jedoch die in vielen Ländern bestehenden strengen Prüfvorschriften für Überstromschalter berücksichtigt, so muss eine so beträchtliche Kurzschlussleistung abgeschaltet werden, dass Metallteile zum Verdampfen kommen und alle brennbaren Stoffe in Flammen aufgehen.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Flammenkammer von den erwähnten Zutaten befreit werden muss, um sie so zu gestalten, dass sie sowohl der Druckwelle, als auch der Beanspruchung bezüglich Kriechströmen standhalten kann, und dass bei ihrer Ausbildung ganz andere Anforderungen berücksichtigt werden müssen, als bei jenem Teil der Konstruktion, der das mechanisch empfindliche, aber thermisch und elektrisch nicht beanspruchte Hebelschaltwerk umfasst. Erfindungsgemäss wird die allseitig aus hitzebeständigen Isoliermaterial, vorzugsweise keramischem Material, hergestellte, nahezu geschlossene Flammenkammer mit der Auslösespule zu einer auswechselbaren Baueinheit zusammengefasst, während das Hebelschaltwerk auf einer davon unabhängigen Grundplatte montiert ist.
Gegenüber den älteren Ausführungsformen, bei denen die Flammenkammer mit der Grundplatte bzw. dem Sockel zu einer Einheit zusammengefasst war, ergibt sich nicht nur der schon angedeutete Vorteil, dass den speziellen Erfordernissen für die beiden verschieden beanspruchten Konstruktionsteile besser Rechnung getragen werden kann, sondern auch der fabrikatorisch Vorteil einer ökonomischen Fabrikation und Lagerhaltung. Es zeigt sich, dass die Konstruktion des Hebelschaltwerkes in weiten Grenzen für verschiedene Auslösestromstärken die gleiche bleiben kann, so dass die Halbfabrikate vorgearbeitet werden können, ohne dass bereits die Aufteilung des Endproduktes in Typen bekannt sein muss.
Durch Einsetzen der für eine bestimmte Stromstärke dimensionierten Baueinheit (Flammenkammer mit Auslösespule) wird erst die endgültige Type festgelegt.
Die erfindungsgemäss mit der Auslösespule zu einer Baueinheit zusammengefasste Flammenkammer kann aus einem Material bestehen, das an sich wenig masshaltig, aber dafür hochisolierend und hitzebeständig ist, und wird auf einer Grundplatte angebracht, die ihrerseits hinreichend masshaltig ist, um als Bezugsystem für die Montage des Hebelschaltwerkes zu dienen. Die gegenseitige Lage der beiden Baueinheiten, einerseits Flammenkammer mit Auslösespule, anderseits Grundplatte mit Hebelschaltwerk, ist nicht sehr empfindlich, da die Stellen, wo die beiden Einheiten funktionmässig zusammentreffen, keiner besonderen Masshaltigkeit bedürfen.
Der eine Punkt ist die Berührungsstelle des Auslösestiftes mit dem Schalthebel ; diese kann durch Verwendung einer entsprechend breiten Berührungsfläche unempfindlich gegen Montagetoleranzengemachtwerden, der andere sind die Schaltkontakte selbst, bei denen es bezüglich der seitlichen Verschiebung
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ebenfalls nicht auf Bruchteile von Millimetern ankommt.
Die meisten bekannten Überstromschalter weisen eine unnötige Komplikation dadurch auf, dass sie mit einer mehr oder weniger verwickelten
Polarmierung der Blasspule versehen sind, die den
Zweck haben soll, das magnetische Feld der
Blasspule in der unmittelbaren Nähe der Unter- brechungskontakte zu konzentrieren. Diese Mass- nahme hat sich als überflüssig erwiesen. Versuche haben nämlich ergeben, dass im Falle von Kurz- schüssen mit so hoher Leistung, wie sie in den behördlichen Vorschriften vorgesehen sind, so grosse Stromstärken auftreten, dass jede Eisen- armierung bereits gesättigt ist und dadurch ihren
Zweck verfehlt. Es sind zwar schon Ausführung- formen von Überstromschaltern bekanntgeworden, bei denen auf eine Polarmierung verzichtet wurde, jedoch nicht in Verbindung mit der erfindungsgemässen Flammenkammer.
Gerade hiebei wird nun der Vorteil erreicht, dass die Zu- sammenfassung der Flammenkammer mit der
Auslösespule zu einer Baueinheit durch das Weg- lassen einer Polarmierung erleichtert wird. Im folgenden soll an einem Ausführungsbeispiel die mit der Auslösespule zu einer'Baueinheit zu- sammengefasste Flammenkammer im einzelnen beschrieben werden.
Fig. 1 zeigt die perspektivische Aussenansicht der aus Steatit hergestellten, annähernd würfelförmigen, geschlossenen Flammenkammer. Sie besteht aus den beiden Teilen 1 und 2, welche durch eine in Fig. 1 nicht dargestellte, durch die Bohrungen 3 geführte Schraubverbindung zusammengehalten werden. Der obere Teil 1 enthält zwei durch eine Scheidewand getrennte Hohlräume, die durch die Öffnungsschlitze 4, 5 zugänglich sind. Jeder der beiden Hohlräume enthält je einen festen und einen beweglichen Unterbrechungskontakt, welch'letztere an Hebelarmen angebracht sind, die durch die Schlitze 4, 5 hindurchgreifen. Die Flammenkammer dient zur Abschaltung einer einzelnen Stromphase in an sich bekannter Weise durch doppelte Unterbrechung. Es ist aber für die Erfindung nicht wesentlich, dass jede Phase doppelt unterbrochen wird.
Der tischartige Vorbau 6 des unteren Teiles 2 dient zur gegenseitigen Abschirmung der Zuleitungen zu den oberen und unteren Unterbrechungskontakten.
Die Fig. 2 und 3 geben einen Einblick in das Innere der Flammenkammer, u. zw. stellt Fig. 2 den Teil 1 von unten gesehen, Fig. 3 den Teil 2 von oben gesehen, perspektivisch dar.
Zwischen den beiden Hohlräumen 7 und 8 befindet sich eine Scheidewand 9, die eine vertikale Bohrung 3 aufweist, deren oberes Ende in Fig. 1 zu sehen ist. Diese Bohrung dient zur gegenseitigen Befestigung der beiden Teile 1 und 2 der Flammenkammer mittels einer Rohrniete oder einer Hohlschraube und trägt in ihrem Inneren den Auslösestift. Am unteren Ende geht die Bohrung in eine im Boden der Flammenkammer eingelassene Vertiefung über, welche zur Aufnahme der Auslösespule dient, wie dies aus Fig. 4 entnommen werden kann.
Fig. 4 stellt einen Schnitt der Flammenkammer in der Symmetrieebene, also durch die Scheidewand 9 zwischen den beiden Hohlräumen, dar.
11 ist die Auslösespule, 12 der Eisenanker, welcher bei Stromdurchgang ins Innere der Spule gezogen wird und dabei den Auslösestift 13 entgegen der Wirkung der Feder 14 nach oben stösst.
In Fig. 3 sind die unteren Kontakte der Unterbrechungsstelle mit 15 und 16 bezeichnet. Die Unterbrechungsstelle liegt im Streufeld der Auslösespule 11 und von dieser durch eine Steatitwand getrennt. Ebenso ist der Auslösestift 13 und die Feder 14 im Inneren der Bohrung 3 vor Einwirkung durch die Flammengase geschützt.
Die beweglichen Kontaktarme, die in den Figuren nicht dargestellt sind, greifen in die Öffnungen 4 und 5 der Flammenkammer hinein. Diese Öffnungen sind klein genug, umim Momente der Entstehung des Lichtbogens eine hinreichende Druckerhöhung zu ermöglichen.
Fig. 4 zeigt weiters einige konstruktive Details.
17 ist eine zylindrische Metallhülse, die an ihrem oberen Ende einen Flansch trägt und am unteren Ende mit einem Schraubengewinde versehen ist, auf welches die Schraubenmutter 18 aufgeschraubt ist. Mittels dieser Hülse und Mutter sind die Teile 1 und 2 der Flammenkammer zusammengespannt. Die Rändelmutter 19 dient, zur Einstellung der Vorspannung der Feder 14. Der Auslösestift 13 arbeitet mit einem nicht dargestellten Hebel zusammen, der das Hebelschaltwerk betätigt. PATENTANSPRÜCHE :
EMI2.1