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Mehrpoliger Selbstschalter, insbesondere Motorschutzschalter
Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Selbstschalter, insbesondere Motorschutzschalter, mit thermischer Überstromauslösung und bzw. oder magnetischer Schnellauslösung für das den beweglichen Kontaktträger freigebende Schaltschloss.
Die Abschaltleistung mehrpoliger Selbstschalter, insbesondere Motorschutzschalter, sollte wenigstens so gross sein, dass man in der Wahl der Vorsicherung nicht allzusehr gebunden ist. Das bedeutet aber, dass die Schalter in ihren Abmessungen recht gross ausfallen.
Die Höhe der Durchtrittsöffnungen sollte aber z. B. für Apparate bis 25 A oder gegebenenfalls 63 A Nennstrom nicht grösser sein als 45 mm und ihre Breite sollte ein ganzzahliges Vielfaches der Breite von Leitungsschutzschaltern betragen. Auf diese Weise erhält man eine raumsparende und formschöne Anordnung in Tafeln und Anlagen bei gemischtem Einbau von Leitungsschutzschaltern und Motorschutzschaltern.
Es sind zwar Fehlerstrom-Schutzschalter bekannt, bei denen der Schaltschieber und das Schaltschloss übereinander angeordnet sind. Dadurch entstehen aber Schutzschalter, die ebenfalls viel Raum für ihre Montage erfordern. Es sind weiters Schalter bekannt, die U-förmige Kontaktbrücken aufweisen. Diese bekannten Schalter besitzen jedoch hohe Löschkammern, weswegen die Schaltmechanik zwischen den Löschkammer über den Kontakten angeordnet ist und die Schalter somit ebenfalls wenig raumsparend ausgebildet sind.
Das Problem, merhpolige Selbstschalter, insbesondere Motorschutzschalter, raumsparend und einfach zu bauen und auch der Form der einpoligen Leitungsschutzschalter anzupassen, wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die im Kontaktträger angeordneten, mit vom Schaltersockel senkrecht abragenden, feststehenden Gegenkontakten zusammenarbeitenden Kontaktbrücken in an sich bekannter Weise U-förmig ausgebildet sind und ihre Schenkel ebenfalls senkrecht zum Gerätesockel stehen, dass das Schaltschloss und der auf seine Schmalseite gestellte und mit der Schmalseite parallel zum Sockel bewegte, als Schieber ausgebildete Träger der Kontaktbrücke im Raum zwischen den Schenkeln der U-förmig ausgebildeten Kontaktbrücken untergebracht sind,
und dass die Bewegungsebenen der Schaltschlossteile senkrecht oder annähernd senkrecht zur Ebene des Gerätesockels und parallel oder annähernd parallel zur Bewegungsrichtung der Schenkel der U-förmig gestalteten Kontaktbrücken verlaufen.
Vorzugsweise besteht der als Schieber ausgebildete, zwischen Trennwänden in der Schalterabdeckung und an hochstehenden Ansätzen am Schaltersockel geführte Kontaktschieber aus zwei parallelen, einen Hohlraum freilassenden, durch Stege am Rand miteinander verbundenen Seitenwänden, sind das Schaltschloss und sein auslösender Kraftspeicher im Hohlraum angeordnet und greifen Teile der Einschalt-und Ausschaltorgane für das Schaltschloss in den Hohlraum hinein.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der das Schaltschloss auslösende Kraftspeicherhebel ein unter der Spannung einer Feder stehender, im Lager des Lagersockels gelagerter einarmiger
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Kraftspeicherhebel der einen Anschlag besitzt, an dem ein Quersteg des beweglichen Kontaktschiebers zum Verschwenken in die zu verklinkende Stellung angreift, und der eine Nase am freien Ende aufweist, hinter die der Klinkenarm der von den Auslöseorganen bewegbaren Auslöseleiste in der
Verklinkungsstellung eingreift. Mit dieser Anordnung ist die übersetzung im Schaltschloss gross, sind die
Auslösekräfte gering und ist die Auslösegenauigkeit des Selbstschalters sehr hoch.
Da für die Motorschutzschalter nicht nur eine grosse Auslösegenauigkeit verlangt wird, sondern diese auch für einen besonders grossen Nennstrombereich verwendbar und einstellbar sein sollen, ist der
Kraftspeicherhebel über einen Exzenter gelagert, mit dem der Auslöseweg an den Verklinkungsstellen reguliert wird. Der Hebel ist in seiner Längsrichtung verschiebbar und damit ist der Auslöseweg an der
Verklinkungsstelle und der damit zusammenhängende Auslösestrom einstellbar. Die Auslöseleiste selbst wird von den verschiedenen Auslöseorganen bzw. den Bimetallstreifen oder den Magneten bewegt.
Es ist von Vorteil, dass die Auslöseleiste unterhalb des Kontaktschiebers zwischen den zwei
Reihen von hochstehenden Ansätzen angeordnet und geführt ist und die Auslöseorgane des Schalters zwischen dem Schaltersockel und dem Raum des Kontaktschiebers und den U-förmigen
Kontaktbrücken untergebracht sind. Das gibt eine besonders raumsparende und einfache Bauanordnung und eine sehr einfache Stromführung für das gesamte Schaltgerät.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken ist die Schalterabdeckung mit gegen die Kontakte offenen Schaltkammern ausgerüstet und die freien Schenkel der beweglichen und ortsfesten Kontakte ragen für jeden Pol oder für jede Unterbrechungsstelle getrennt in die Schaltkammer hinein. Durch diese
Ausbildung der Abdeckung gelingt es unter Verwendung nur eines Pressteiles und des Sockels die einzelnen Unterbrechungsstellen sowohl nach aussen als auch gleichzeitig so gegeneinander abzudichten, dass die Lichtbögen weder sichtbar werden noch zwischen den einzelnen Polen überschlagen können.
Der Lichtbogen wird durch die Kontaktanordnung und die Schaltkammer elektrodynamisch in die
Kammer getrieben, wobei er zusätzlich noch in gleicher Richtung durch in die Schaltkammern eingebaute Deionbleche hingezogen werden kann. Die Deionbleche kühlen und unterteilen den Lichtbogen. Die Schaltleistung wird dadurch gesteigert, so dass die Gefahr des Überschlagens von Pol zu Pol sehr gering ist.
Um der Möglichkeit vorzubeugen, dass durch das Einführen der festen und beweglichen Kontaktbrücken in die Kammern infolge des langen Nebeneinanderlaufens und einer Schleifenbildung der Bahnen bei hohen Strömen eine elektrodynamische Kraft im Sinne einer Öffnung der Kontaktstellen auf die beweglichen Kontakte wirkt und diese zum Prellen und Verschweissen neigen, werden gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken die beweglichen Kontaktbrücken von Federn belastet und im Kontaktschieber derart gelagert, dass sie um einen Anschlag des Kontaktschiebers wippen können. Der Anschlag ist so gelegt und die beiden Hebelarme der Kontaktbrücken so bemessen, dass bei hohen Strömen die Kontaktstellen elektrodynamisch gegeneinander gepresst werden, wohingegen die elektrodynamische Gesamtwirkung im ausschaltenden Sinne auf die beweglichen Kontaktbrücken wirkt.
Die Lagerstellen sind dabei so angebracht, dass der längere Teil einer Kontaktbrücke in Richtung der Ausschaltbewegung wippt, wohingegen der kürzere Teil mit der eigentlichen Kontaktstelle im Einschaltsinne bewegt wird, da die elektrodynamischen Kräfte auf den längeren Teil stärker sind als diejenigen, die auf den kürzeren Teil wirken. Bei hohen Strömen wird also die Kontaktbrücke mit ihrem langen Teil im Ausschaltsinne und mit ihrem kurzen, die Kontakte tragenden Teil im Sinne einer Anpressung an den Gegenkontakt beansprucht.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen die sieben Figuren der Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel zeigen.
Fig. l zeigt einen Längsschnitt durch den Schalter mit einer Ansicht eines Beispiels eines Schaltschlosses und der Auslöseorgane, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Schalter, Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Schalter nach der Linie I-I der Fig. l zur Wiedergabe der Schaltkammer, Fig. 4 einen Längsschnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 2 durch die Schaltkammern, die Fig. 5 bis 7 bieten ein Beispiel für die prellfreie Anordnung von Kontakten ; dabei gibt Fig. 5 eine Ansicht des Kontaktsystems wieder, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 111-111 der Fig. 5 bei eingeschalteten Kontakten und Fig. 7 einen Schnitt nach der gleichen Linie III-III der Fig. 5 bei ausgeschalteten Kontakten.
Der Motorschutzschalter nach den Fig. l bis 4 enthält einen Schaltersockel--l-mit zu beiden Seiten seiner Mittellinie in einem kleinen Abstand voneinander angeordneten zwei Reihen von je drei hochstehenden Ansätzen--2--, zwei an seinen Stirnseiten befestigten, hochragenden Lagerböcken --3 und 4--und zwei Reihen zu beiden Seiten der Ansätze --2-- angeordnete, feststehenden
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Gegenkontakte-5--. Bewegliche Kontaktbrücken --6-- sind, wie insbesondere sich aus Fig.
5 ergibt, U-förmig gestaltet und ihre Schenkel parallel zu den feststehenden Gegenkontakten-5-ausgerichtet und in einem Kontaktschieber--7--angeordnet, der auf seine Schmalseite gestellt, auf
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Schaltersockels--1--aufliegtKontaktschiebers--7--erfolgt durch die Trennwände--10--. In beide äusseren Kammern zwischen den Trennwänden --10-- und der Aussenschale der Schalterabdeckung--9--, die mittels Querwänden--14--, in je drei Schaltkammern bzw. Lichtbogenkammern--13a, 13b, 13c-- unterteilt sind, ragen die Enden der festen und beweglichen Kontakte--5 und 6--. Um die Übersicht zu verbessern und die U-förmigen Kontaktbrücken --6-- besser sichtbar zu machen, ist auf der rechten Seite der Fig. 2 der feststehende Gegenkontakt --5-- nur abgebrochen dargestellt.
Zur besseren Lichtbogenlöschung können in die Lichtbogenkammern--13a, 13b, 13c-- Deionbleche - eingesetzt werden.
Der Kontaktschieber--7--besteht im wesentlichen aus zwei parallelen Seitenwänden
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-7a, 7b--,für einen Kraftspeicherhebel--29--, die zwischen den Ansätzen --2-- des Schaltersockels --1-geführt ist, sitzt. Die Auslöeleiste--18--wird von einer am Lagerbock --3-- befestigten
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--19-- in- 20a und 21a-in die Schlitze--18b--der Auslöseleiste--18--.
Das Schaltschloss liegt im Hohlraum --16-- zwischen den Seitenwänden --7a,7b-- des Konataktschiebers--7--. Es besteht aus einem Hebel--23--, der im Lagerbock--4--, im Drehpunkt --4a-- angelenkt ist, von einer Rückzugfeder --23a-- belastet ist und in der Einschaltstellung mit seiner Endfläche --23b-- am Lagerbock --4-- anschlägt, einer am Hebel
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-23-- im Drehpunkt --23c-- angelenkten Kniegelenklasche --24-- undKontaktschieber--7--befestigt ist und einen Anschlag --25a-- und eine Verlängerung-25b-- besitzt. Die beiden Laschen--24 und 25-- und der Hebel --23-- bilden ein Kniehebelgelenk, das sich im eingeschalteten Zustand vorzugsweise in einer Übertotpunktlage befindet.
Zum Einschalten des Kniehebelgelenkes dient ein am Hebel--23--im Punkt--23d--mittels einer Lasche --26a-angelenktes Schaltorgan-26-. Zum Ausschalten von Hand dient ein Druckknopf-27-, der auf die Verlängerung-25b-der Lasche --25-- einwirken kann.
Im Hohlraum --16-- zwischen den Seitenwänden --7a,7b-- des Kontaktschiebers --7-liegt ferner der im Lager--3a--des Lagerbockes--3--angelenkte und mit der Feder--28- belastete, das Kniehebelgelenk auslösende Kraftspeicherhebel--29--, der mittels einer Nase
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29a-mit demAnschlag --29b--, gegen den der Quersteg--7c--des Kontaktschiebers--7--drücken kann, um ihn in die Verklinkungslage mit dem Ansatz --18a-- des Auslöseschiebers --18-- zu bringen.
Das Beispiel der Fig. 5 bis 7 zeigt, wie man das Prellen der Kontakte--5 und 6--vermeiden kann. Die Schleifenförmige Stromführung der Kontakte-5 und 6-in den Schalterkammern - -13a, 13b, 13c-- begünstigt in hohem Masse das Wandern des Lichtbogens in diese Schaltkammern hinein, wodurch die Schaltleistung erhöht wird. Bei diesen Kontaktanordnungen entsteht aber die Schwierigkeit, dass sie sich bei hohen Strömen infolge der elektrodynamischen Beanspruchung trennen (prellen), bevor die Auslöseorgane die Abschaltung eingeleitet haben.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass die beweglichen Kontaktbahnen --6-- in der Nähe ihres Berührungspunktes --6a-- an einem Anschlage --7f-- des Kontaktschiebers --7-- anliegen und um diesen Anschlag
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- 7f-wippen können.
Bei hohen Strömen wird infolge der elektrodynamischen Wirkung auf den längeren Teil der
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längere Teil der Kontaktbrücken --6-- infolge der grösseren Abstossung von dem Kontakt--S-- fortbewegen will, wobei er um den Anschlag --7f-- wippt und, da auf das kürzere Stück der
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--5-- presst.--7f-- des Kontaktschiebers--7--anliegen.
Die Fig. l und 6 zeigen den Schalter im eingeschalteten Zustand. Die Kontaktbrücken--6--
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das Kniehebelsystem einknicken. Wird das Kniehebelsystem im Drehpunkt--24a--eingeknickt, so wird der Kontaktschieber --7-- mit den beweglichen Kontaktbrücken --6-- durch die Rückzugfeder --8-- in die Ausschaltstellung gebracht. Die Feder--23a--bewegt nach dem Einknicken eines der Kniegelenke-24, 25- über den Hebel --23-- und die Lasche --26a-- das Schaltorgan--26--in die Ausschaltstellung.
Zum Ausschalten von Hand drückt man auf den Druckknopf--27--, dann bewegt sich das Ende-25b-der Lasche-25-, wodurch das von den Laschen-24, 25- gebildete Kniegelenk bei dem Gelenkpunkt--24a--eingeknickt wird, so dass sich der Kontaktschieber--7--mit den Kontaktbrücken --6-- durch die Rückzufeder--8--in die Ausschaltstellung bewegt. Jetzt zieht auch die Feder--23a--das Schaltorgan--26--über den Hebel--23--und die Lasche --26a-- in die Ausschaltstellung.
Beim Auslösen durch Überstrom bewegen in dem Beispiel das Bimetall --20-- oder das Magnetsystem--21--die Auslöseleiste--18--nach rechts. Hiedurch wird die Verklinkung zwischen dem Ansatz--18a--der Auslöseleiste--18--und der Nase--29a--des Kraftspeicherhebels--29--aufgehoben. Der Kraftspeicherhebel--29--schlägt, bewegt von der
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verläuft wie beim Abschalten von Hand.
Beim Abschaltvorgang schlägt der Quersteg--7c--des Kontaktschiebers--7--gegen den Anschlag --29b-- des Kraftspeicherhebels --29--, wodurch der Kraftspeicherhebel--29-wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt wird. Er verklinkt sich jetzt mit der Auslöseliste--18--, wieder mit Nase--29a--und dem Ansatz--18a--, da auch die Auslöseleiste--18--, nach dem Erkalten des Bimetalls--20--oder Zurückgehen des Ankers des Magnetsystems --21--, durch eine nicht gezeichnete Feder oder die Rückzugfeder des Magnetsystems--21--wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückgeführt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrpoliger Selbstschalter, insbesondere Motorschutzschalter, mit thermischer überstromauslösung und bzw. oder magnetischer Schnellauslösung für das den beweglichen Kontaktträger
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zusammenarbeitenden Kontaktbrücken (6) in an sich bekannter Weise U-förmig ausgebildet sind und ihre Schenkel ebenfalls senkrecht zum Gerätesockel stehen, dass das Schaltschloss (23, 24, 25) und der auf seine Schmalseite gestellte und mit der Schmalseite parallel zum Sockel bewegte, als Schieber ausgebildete Träger der Kontaktbrücken im Raum zwischen den Schenkeln der U-förmig ausgebildeten Kontaktbrücken (6) untergebracht sind,
und dass die Bewegungsebenen der Schaltschlossteile senkrecht oder annähernd senkrecht zur Ebene des Gerätesockels und parallel oder annähernd parallel zur Bewegungsrichtung der Schenkel der U-förmig gestalteten Kontaktbrücken (6) verlaufen.