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Auslösevorrichtung für selbsttätige elektrische Schalter.
Die Erfindung betrifft eine Auslösevorrichtung für selbsttätige elektrische Überstromschalter o. dgl. mit einem durch ein Antriebsglied auch von Hand drehbaren Schalterglied.
Diese Auslösevorrichtung ist als Freilaufkupplung ausgebildet und eignet sich vermöge ihrer gedrängten Bauart insbesondere zum Einbau in kleine Schaltkästen, sowie zum Anbau an Hochspannungsölschalter u. dgl.
Die Auslösevorrichtung macht die Ausschaltbewegung des selbsttätigen Schalters vollständig unabhängig von der Betätigung des Handgriffes bzw. Handrades. Dies ist z, B. bei Maximalstromausschaltern dann von besonderem Vorteil, wenn der Schalter selbsttätig ausgelöst hat und man den Schalter wieder einschalten möchte, ohrass man in der Lage ist, beurteilen zu können, ob die Ursache der Störung noch fortbesteht. Durch das Mittel der Freiauslösung kann, ohne schädliche Wirkungen befürchten zu müssen, wieder eingeschaltet werden, da bei bestehendem Kurzschluss, durch den die selbsttätige Auslösung verursacht wurde, das Wiederauslösen des Schalters noch während der Einschaltbewegung erfolgt.
Sie kann daher auch dazu dienen, um bei Sperrschalter eine unzulässige Stromentnahme zu verhindern, so dass ein Festbinden des Schaltergriffes auf das selbsttätige Ableiten des Schalters vollständig wirkungslos bleibt.
Bei der Auslösevorrichtung gemäss der Erfindung wird das Auslöseglied beim Einschalten durch eine hierbei gespannte Feder vom Antriebsglied mitgenommen, bis es von einem Anschlage, der durch beliebige Relais oder Regelungsorgane ausgerückt werden kann, festgehalten wird. Beim Weiterdrehen des Antriebsgliedes wird dann diese Feder, unabhängig von der Ausschaltfeder des Schalters, so lange gespannt, bis der Schalter die durch eine Sperrung gesicherte Einschaltstellung erlangt hat, während das Auslöseglied, nach dem Ausrücken des Anschlages, unter der Wirkung seiner sich'entspannenden Feder weitergedreht wird und die Sperrung des Schalters aufhebt, so dass er durch seine Ausschaltfeder in die Ausschaltstellung gerissen wird.
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mit Kurzschlussanker.
Es zeigt : Fig. i eine teilweise Vorderansicht bei geöffneter Kastentür und entkuppelter, nicht eingeschalteter Stellung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-B der Fig. I, Fig. 3 ein Schaltungsschema für den Motorschaltkasten mit schematischer Darstellung der Auslösevorrichtung, Fig. 4 und 4 a zeigen die Kupplungsstelle beim Beginn des Einschaltens, Fig. 5 zeigt die gleichen Teile in der Anlaufstellung des Schalters, Fig. 6 bei ganz eingeschaltetem Schalter, Fig. 7 nach Beginn des selbsttätigen Ausschaltens im Augenblick, da die Mitnehmerklinke den Klinkenzahn des Schaltergliedes verlässt, Fig. 8 bis ig zeigen Einzelteile.
Mit der Antriebswelle 1 ist eine hohle Scheibe 2 fest verbunden (Fig. 12 und 13), in welcher sich eine Spiralfeder 3 befindet, deren Anfang 4 mit der Scheibe 2 selbst, deren Ende 5 jedoch mit einem um die Welle 1 leicht drehbaren, unrunden Auslöseglied 6 (Fig. 10 und 11) verbunden ist. Die Feder 3 ist nur schwach gespannt, hat aber immerhin das Bestreben, das Auslöseglied 6 in der Einschaltrichtung zu drehen.
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An der Scheibe 2 ist eine um den Stift 6 drehbare Mitnehmerklinke 8 befestigt, welche von einer schwebenden Feder 9 stets an den Umfang 10 (Fig. 10) des unrunden Auslösegliedes 6 angedrückt wird und welche gleichzeitig den Anschlag für letzteres während der Ausschaltstellung bildet (Fig. 2).
Wird die Antriebswelle 1 mittels des Griffes 25 (Fig. I) und damit die Scheibe 2 in der durch einen Pfeil (Fig. 3) angedeuteten Einschaltrichtung gedreht, so läuft infolge der Feder 3 auch das Auslöseglied so lange mit, bis sein Nocken 11 von dem Anschlag 12 aufgehalten wird (Fig. 4). Die Mitnehmerklinke 8 gleitet hierauf der Kurve 10 des Auslösegliedes 6 entlang, stösst an den Zahn 13 einer mit der Schalterwelle M' fest verbundenen Schalterscheibe 15 (Fig. 4 und 8) und nimmt diese, somit auch den Schalter mit.
Infolge einer Zugfeder 16 (Fig. 4) verlässt hierbei ein Anschlag 17, welcher an einem um eine Achse 18 drehbaren Hebel. 19 befestigt ist und welcher, wie aus Fig. 4 a ersichtlich ist, im Bereich beider Scheiben 2 und 15 und des Auslösegliedes 6 steht, den höchsten Punkt 20 der Schalterscheibe 15 und legt sich auf den Umfang 21 der Antriebsscheibe 2.
Letztere besitzt bei 22 eine Rast, durch welche die Antriebsscheibe 2 nach Überwindung der Ausschaltfeder 23, sowie der Spiralfedern 3 in dem Augenblicke aufgehalten wird (Fig. 5), da der Schalter 31 (Fig. 3) die Anlaufkontakte 24 elektrisch mit dem Netz verbunden hat. Ist die Tourenzahl des Motors erreicht, der hohe Anlaufstrom somit gesunken, dann wird durch einen Ruck am Schaltergriff 25 der Ausschlag 17 (Fig. 5) gewaltsam aus der Rast 22 herausgedrückt und der Schalter durch weiteres Spannen der Federn 3 und 23 in die normale Einschalt tellung gebracht (Fig. 6).
Der Schaltergriff 25 ist mit einem optischen Signal 25'versehen, durch welches eine sofortige Kontrolle der Schalterstellung möglich ist. Bei unvollständiger Einschaltung wird der Schaltergriff 25, sobald er losgelassen wird, von der Feder 23 samt dem Schalter in die Ausschaltstellung zurückgezogen.
Um ein zu weites Drehen des Schalters zu verhüten, ist am Schaltkasten ein kräftiger Anschlag 26 (Fig. 2) vorgesehen, auf welchem der Kranz 27 der Scheibe 2 mit seiner Endfläche 28 (vgl. Fig. 12) trifft. Wird nun der Schaltergriff losgelassen, so bleibt er ebenso wie der Schalter, trotz der gespannten Federn 3 und 23 in der Einschaltstellung stehen, weil der Anschlag 17 (Fig. 6) inzwischen sowohl in eine Vertiefung 29 der Antriebsscheibe 2 (Fig. 6 und 12) als auch gleichzeitig hinter die Nase 30 der Schalterscheibe 15 (Fig. 6 und 8) getreten ist. ist,
Das Auslösen des Schalters kann jederzeit durch Rückwärtsdrehen des Handgriffes 25 erfolgen, indem dann der Anschlag 17 aus der Vertiefung 29 durch die Scheibe 2 herausgedrückt und dadurch die Nase 30 frei wird.
Um auch bei Handausschaltung Momenunterbrechung an den Schalterkontakten zu erreichen, ist der Schaltergriff 25 so ausgebildet, dass derselbe auf der Antriebwelle 1 einen dem Drehwinkel der Schalterwelle 14 entsprechenden toten Gang aufweist,
Die Ausschaltstellung des Antriebsgliedes wird begrenzt durch den Anschlag 2 (1 und die Endfläche 27'des Scheibenkranzes 27. Die Ein-und Ausschaltstellungen des Schaltergliedes 15 werden begrenzt durch einen am Zwischenlager 38'angebrachten Anschlag 38".
Die selbsttätige Auslösung des Schalters geschieht folgendermassen : Bei Überlastung stösst das nach dem Schalter 31 (Fig. 3) in die betreffende Leitung eingebaute Überstiom- relais 32 mit seinem Stift 33 an einem Hebel 34 (Fig. 7), hebt diesen und dreht damit die auch dem Überstromzeitrelais 41. (Fig. 3) gemeinsame Achse 35. Mit dieser ist das eine Ende eines Hebelsystems 36 mit dem festen Drehpunkt 37 verbunden, während das andere Ende des Hebelsystems 36 mit dem in einer Geradführung 38 beweglichen Anschlag 12 verbunden ist, so dass letzterer bei Drehung der Achse 35 abwärtsgleitet.
Die Reibung zwischen dem schmalen Nocken 11 und dem Anschlag 12 ist (schon ohne Anwendung einer Laufrolle) sehr gering, da der Nocken 11 einzig unter dem Einfluss der im Verhältnis zur Ausschaltfeder 23 schwachen Feder 3 steht, während der grosse, von der Ausschaltfeder 23 herrührende Druck bei eingeschaltetem Schalter vom Drehpunkt 18 aufgenommen wird (Fig. 6).
Das nach Abwärtsgleiten des Anschlages 12 freigewordene Auslöseglied 6 schnellt nun vermöge der sich entspannenden Feder 3 in der Einschaltrichtung (Pfeil in Fig. 4) davon, schlägt mit seinem Kamm 39 den Anschlag 17 aus der Vertiefung 29 der Scheibe 2 heraus (Fig. 7), wobei er gleichzeitig über die Nase 30 der Schalterscheibe 15 weggleitet, so dass auch letztere frei wird und die Feder 23 dieselbe mit der Welle 14 und dem Schalter in der Ausschaltrichtung (Pfeil in Fig. 7) zurückdreht. Dabei wird mittels der Klinke 8 auch die Scheibe 2 so lange mitgenommen, bis der Kamm 40 des sich in der Einschaltrichtung frei weiterdrehenden Auslösegliedes 6 die Klinke 8 vom Zahn 13 der Schalterscheibe 15 entkuppelt.
Die Scheibe 2 kehrt infolge des bei dieser Drehung durch den Schaltergriff 25 erhaltenen Übergewichtes scmt der Welle 1 in die Ausschaltstellung (Fig. 2) zurück. Das
Zurückgehen des Schaltergriffes 25 in seine Ausschaltstellung könnte auch mittels einer
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Feder erreicht werden, deren eines Ende fest und deren anderes Ende mit der Scheibe 2 verbunden ist.
Das Ausrücken des Anschlages 12 braucht nicht ausschliesslich infolge von Maximalstrom zu erfolgen, sondern kann auch infolge von Minimalstrom, Rücksttrom, Minimal- spannung, ferner durch Vermittlung. einer Regelungsvorrichtung, wie Strom-, Spannungs-, Leistungs-, Frequenz-, Druck-, Gesc1íwindigkeits-, Wäfmemesser o, dgl. eintreten. Es können auch verschiedenartige Relais oder Regelungsorgane gleichzeitig auf den Anschlag 12 einwirken. Eine einfache Kombination, bestehend aus einem gewöhnlichen Überstromrelais 32 und einem Überstromzeitrelais 41 ist in Fig. 3 schematisch dargestellt.
In den Stromkreis des letzteren ist noch ein Strommesser A eingeschaltet. Das Auslöseglied 6 dient zur Auslösung der Sperrung 27, wenn die Vorrichtung als einfache Auslösevorrichtung arbeitet und nebstdem zur Entkupplung der Glieder 2 und 14, wenn die Vorrichtung zugleich als Freilaufkupplung arbeitet. Das schlagartig wirkende Auslöseglied braucht nicht unbedingt zwischen Antriebsglied 2 und Schalterglied 15 angeordnet, ebenso nicht zentrisch gelagert zu sein, sondern könnte auch seitlich von diesen Gliedern angebracht werden.
Teile der Auslösevorrichtung können ferner gemäss der Erfindung dazu dienen, um bei Schaltkästen auf einfache Weise den Schalter in Abhängigkeit von der Tür des Schaltkastens zu bringen, wie dies beispielsweise aus Fig. i und 2 hervorgeht. Dabei verhindert die selbsttätige Klinke 42 beim Einfallen in die Vertiefung 29 der Scheibe 2 ein fahrlässiges Einschalten bei geöffneter Tür, während andreiseits selbst eine kleine Einschaltbewegung des Schaltergriffes 25 genügt, um ein Öffnen der Schaltkastentüre zu verhindern, da in diesem Falle die freie Bahn des Riegels 43 durch den Kranz 27 der Scheibe 2 versperrt wird.
Um den Schaltkasten in möglichst kleinen Dimensionen halten zu können, kann das Zwischenlager 38'wegfallen, indem das Ende der Schalterwelle 14 in der Scheibe 2 gelagert wird, wobei die Scheibe 2 und die Welle 1 nur ein einziges Stück bilden.
Die Geradeführung 38 würde dann an der Wand des Schaltkastens befestigt werden.
Es könnte ferner das Auslöseglied 6 durch Weglassungen des Kammes 39 (Fig. 10) auch bloss zum Kuppeln und Entkuppeln der beiden Scheiben 2 und 15 allein dienen, wie dies für solche selbsttätige Schalter zweckmässig wäre, bei denen ein Fallgewicht die Hauptveiklinkung des Schalters auslöst ;
Es ist selbstverständlich, dass die Rast 22 für die Auslösevorrichtung unwesentlich ist und bei Schaltern ohne Anlaufstellung wegfällt.
Die beschriebene, als Freilaufkupplung ausgebildete Auslösevorrichtung erfordert infolge der geringen Reibung zwischen dem Anschlag 12 und der Nase 11 des Auslösegliedes 6 zum selbsttätigen Auslösen und Entkuppeln des Schalters einen mindestens 10- bis 30mal geringeren Kraftaufwand als die bisher bekannt gewordenen Freiauslösungen. Infolgedessen wird der bei Schaltkasten mit selbsttätiger Maximalstromauslösung bisher benötigte Hilfs- magnet überflüssig, da die zur Betätigung dieses Hilfsmagneten verwendeten Überstromreails bzw. Überstromzeitrelais, allein ausreichen, um den Schalter und die Kupplung auszulösen.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Auslösevorrichtung für selbsttätige elektrische Schalter, mit einem durch ein Antriebsglied auch von Hand drehbaren Schalterglied, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auslöseglied (6), welches zentrisch zur Schalterwelle (14) bzw. der Antriebswelle (1) oder seitlich von ihnen angeordnet ist, mit dem Antriebsglied (2) des Schalters durch eine beim Einschalten gespannte Feder (3) verbunden ist und sich mitdreht, bis es von einem leicht
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abhängig von dem Antriebsglied (2) selbsttätig einschaltet.