CH647618A5

CH647618A5 - Strombegrenzender ueberstromselbstschalter.

Info

Publication number: CH647618A5
Application number: CH9265/79A
Authority: CH
Inventors: Miguel B Yamat
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1978-10-16
Filing date: 1979-10-15
Publication date: 1985-01-31
Also published as: IT1124340B; BE879428A; US4259651A; GB2033663B; DE2940692A1; AU533385B2; CA1130348A; BR7906622A; JPS5556329A; AU5167079A; ZA795246B; FR2439472A1; GB2033663A; ES485009A1; JPS629970B2; PH17205A; MX145705A; FR2439472B1; IT7941622A0; DE2940692C2

Description

Die Erfindung betrifft einen strombegrenzenden Überstromselbstschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Überstromselbstschalter finden zum Schutz elektrischer Verteileranlagen gegen Schäden durch Überlastung, Fehlerströme oder Kurzschlüsse weitverbreitete Anordnung. Mit der Steigerung der Leistungsfähigkeit der elektrischen Netze bzw. der Netzspeisequellen wurde es auch notwendig, das Trennvermögen von Selbstschaltern zu verbessern, um einen ausreichenden Schutz der nachgeschalteten elektrischen Verteilerbzw. Verbraucherkreise sicherzustellen. Um diesen Schutz in wirtschaftlicher Weise zu erreichen, sind strombegrenzende Überstromselbstschalter entwickelt worden, die im Fehlerstromfalle die Stärke des auftretenden Fehlerstroms auf einen Wert begrenzen, der unterhalb der aufgrund des elektrischen Widerstands der Stromkreise und der Netzkapazität an sich möglichen Kurzschlussstromstärke liegt.

Bei einer bekannten Bauart eines solchen strombegrenzenden Überstromselbstschalters findet ein Hochgeschwin-digkeits-Schaltmechanismus Anwendung, der im Falle eines Fehlerstroms eine schnelle Trennung der Schaltkontakte bewirkt, wobei zwischen den getrennten Schaltkontakten ein Lichtbogen gezogen wird, durch dessen Spannungsabfall die Stromstärke begrenzt wird. Die durch den über den Schalter fliessenden Strom erzeugte elektrodynamische Kraft wird dazu ausgenutzt, die beiden Schaltkontakte schnell auseinander zu treiben und den entstehenden Lichtbogen in eine Löscheinrichtung zu drängen. Dabei wird auch der normale Auslösemechanismus des Schalters betätigt, der dann die Schaltkontakte in der Offenstellung hält.

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Alle Schalter benötigen natürlich einen gewissen Kontaktdruck, der die Schaltkontakte in der Schliessstellung zusammendrückt, um den elektrischen Übergangswiderstand zwischen den beiden Schaltkontakten klein zuhalten und dadurch auch die durch den Übergangswiderstand bedingte Erwärmung im normalen Betrieb des geschlossenen Schalters gering zu halten. Die Kontaktdruckkraft wird meistens mit Hilfe von Zug- oder Druckfedern erzeugt, die an dem den einen Schaltkontakt tragenden beweglichen Kontaktarm angreifen. Je höher der Nennstrom des Schalters ist, desto grösser ist auch der erforderliche Kontaktdruck.

Bei strombegrenzenden Überstromschaltern werden jedoch im Kurzschlussfall die Kontaktarme unabhängig von den anderen Teilen des Schaltmechanismus voneinander getrennt, um eine Strombegrenzung zu erreichen, wobei die kontaktdruckerzeugenden Federn über ihre normalen Arbeitsstellungen hinaus noch weiter gespannt werden. Die demzufolge durch diese Federn einer strombegrenzenden Kontakttrennung entgegengesetzte Widerstandskraft verringert die Beschleunigung der Kontaktarme bei der Kontakttrennung beträchtlich, insbesondere bei Schaltern mit grösseren Nennströmen. Es ist daher wünschenswert, im Falle einer Schnelltrennung der Schaltkontakte aufgrund eines auftretenden Überstromes den Kontaktfederdruck ganz wegzunehmen oder auf ein Minimum zu reduzieren, um eine maximale Beschleunigung des Kontaktarms zu ermöglichen, jedoch während des normalen Betriebs bei geschlossenem Schalter einen ausreichend grossen Kontaktdruck herzustellen, um den Übergangswiderstand zwischen den Schaltkontakten und die sich daraus ergebende Wärmeentwicklung klein zu halten.

Bei einem strombegrenzenden Überstromselbstschalter mit derartiger Kontaktdruckerzeugung muss auch eine Verriegelung vorgesehen sein, um nach einer strombegrenzenden Schnelltrennung der Schaltkontakte diese geöffnet zuhalten, bis der Auslösemechanismus angesprochen hat. Zur Herstellung dieser Verriegelungsfunktion sind schon verschiedene Möglichkeiten angewandt worden, jedoch hat sich bisher aus verschiedenen Gründen noch keine der bekannten Massnahmen als vollständig zufriedenstellend bewährt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen strombegrenzenden Überstromselbstschalter der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass zwar bei geschlossenem Schalter im normalen Betrieb ein nur geringer Übergangswiderstand zwischen den Schaltkontakten vorhanden ist, dass diese aber beim Auftreten eines starken Überstroms zwecks Strombegrenzung schnell voneinander getrennt werden können, und dass nach einer solchen Schnelltrennung die Schaltkontakte im geöffneten Zustand verriegelt werden, bis der normale Auslöse- und Schaltmechanismus angesprochen hat. Daneben besteht gleichzeitig im Hinblick auf niedrige Herstellungskosten und hohe Zuverlässigkeit die Forderung, dass der Mechanismus des Schalters aus möglichst wenigen Teilen besteht.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

Der erfindungsgemässe strombegrenzende Überstromselbstschalter weist üblicherweise ein Gehäuse auf und enthält mindestens ein Paar darin angeordneter, miteinander zusammenwirkender Schaltkontakte und einen Schaltmechanismus zum Öffnen und Schliessen der Schaltkontakte. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Schaltmechanismus einen im Gehäuse montierten Rahmen, einen darin kippbar gelagerten Kontaktarmträger und einen auf diesem seinerseits kippbar angelenkten Kontaktarm auf, der einen der beiden Schaltkontakte trägt. Der Kontaktarmträger ist beispielsweise mittels eines üblichen Kniehebelmechanismus kippbar, über welchen die Schaltkontakte von Hand geschlossen und geöffnet sowie ausserdem automatisch geöffnet werden können, indem im letzteren Fall der gespannte Kniehebelmechanismus durch eine übliche thermische, magnetische oder Nebenschlussstrom-Auslöseeinrichtung entriegelt wird. In bogenförmig verlaufenden Schlitzen zweier Seitenplatten des Rahmens kann ein Verriegelungsstift verschiebbar sein, der von einer einerseits an ihm und andererseits am Kontaktarmträger eingehängten Zugfeder gegen eine Sperrfläche des Kontaktarms vorgespannt ist, um bei geschlossenen Schaltkontakten eine Kontaktdruckkraft auf den Kontaktarm auszuüben. Der Verriegelungsstift verriegelt dabei den Kontaktarm im normalen Betrieb bezüglich des Kontaktarmträgers, so dass Kontaktarmträger und Kontaktarm im normalen Betrieb als eine Einheit gemeinsam kippbar sind.

Die mit den Schaltkontakten verbundenen elektrischen Leiter innerhalb des Schalters, mit welchen die Schaltkontakte in den zu schützenden Stromkreis geschaltet sind, können derart verlaufend angeordnet sein, dass bei einem über den Schalter fliessenden Überstrom dieser Stromfluss eine starke, auf den Kontaktarm wirkende elektrodynamische Kraft hervorruft. Diese Kraft ist geeignet den Kontaktarm relativ zum Kontaktarmträger zu kippen, wobei der Kontaktarm den Verriegelungsstift entgegen der Kraft der an ihm angreifenden Feder in den ihn führenden bogenförmigen Schlitzen der Rahmenplatten aus der Bewegungsbahn des Kontaktarms heraus verdrängt, wodurch die vorher auf den Kontaktarm wirkende kontaktdruckerzeugende Kraft weggenommen wird und der Kontaktarm folglich frei aus seiner Schliessstellung heraus in die Offenstellung gekippt werden kann. Nach dem Vorbeibewegen des Kontaktarms am Verrie-gelungsstift vermag die den Verriegelungsstift vorspannende Feder diesen wieder in seine ursprüngliche Stellung zurückschnappen zu lassen, so dass er im Zusammenwirken mit einer weiteren Sperrfläche des Kontaktarms ein Zurückkippen desselben in die Schliessstellung verhindern kann, wenn die durch den Überstrom erzeugte elektrodynamische Kraft wieder nachiässt. Die normalerweise zur Kontaktdruckerzeugung dienende Feder vermag dann über den Verriegelungsstift eine auf den Kontaktarm wirkende Verriegelungskraft zu erzeugen, bis die normale Ausiöseeinrichtung den Kniehebelmechanismus entriegelt und dieser den Kontaktarmträger in die Offenstellung gekippt hat.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen strombegrenzenden Überstromselbstschalter nach der Erfindung,

Fig. 2 den Schaltmechanismus im Schliesszustand des Schalters,

Fig. 3 den Schaltmechanismus im normalen Öffnungszustand des Schalters,

Fig. 4 den Schaltmechanismus in der Auslösestellung, d.h. nach einer übestrombedingten Schnelltrennung der Schaltkontakte, und

Fig. 5 den Schaltmechanismus und die Schaltkontakte während eines überstrombedingten Schnelltrennvorgangs in der Strombegrenzungsstellung.

In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen jeweils gleiche Teile bezeichnen, zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen strombegrenzenden Überstromselbstschalter 10 nach der Erfindung. Der Überstromselbstschalter 10 weist ein spritzgegossenes isolierendes Gehäuse 12 mit einem isolierenden Deckel 14 auf. Zwei miteinander zusammenwirkende Kontakte 16 und 18 sind an einem oberen Kontaktarm 20 bzw. einem unteren Kontaktarm 22 angeordnet. Der obere Kontaktarm 20 ist mit Hilfe eines allgemein mit 24 bezeichneten Schaltmechanismus bewegbar, zu dessen Hand5

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betätigung ein Knebel 26 dient. Das automatische Öffnen bei normalen, überlastbedingten Überströmen kann über einen entriegelbaren Schwinghebel 28 erfolgen, der bei geschlossenem Schalter normalerweise durch ein Sperrelement 29 einer Auslöseeinrichtung 30 verriegelt ist. Die Auslöseeinrichtung 30 kann thermische, magnetische und Nebenschlussstrom-Auslösemechanismen üblicher Bauart enthalten und soll hier nicht näher im einzelnen beschrieben werden. Beim Auftreten von niedrigen bis mittleren Überströmen bewirkt das Ansprechen der Auslöseeinrichtung 30 eine Bewegung des Sperrelements 29 im Sinne einer Entriegelung des Schwinghebels 28, so dass der Kontaktarm 20 nach oben in seine Öffnungsstellung kippen kann.

Zum äusseren Anschluss des Schalters 10 in den zu schützenden Stromkreis dienen Anschlüsse 32 und 34. Ein von dem Anschluss 32 ausgehender elektrischer Leiter 36 ist über ein Kontaktelement 37 elektrisch mit dem unteren Kontaktarm 22 verbunden. Ein flexibler Leiter 40 verbindet den oberen Kontaktarm 20 mit einem Leiter 38, der zum Anschluss 34 führt. Bei gemäss Fig. 1 geschlossenem Schalter 10 verläuft daher der elektrische Stromkreis vom Anschluss 32 über den Leiter 36, das Kontaktelement 37, den unteren Kontaktarm 22, den unteren Schaltkontakt 18, den oberen Schaltkontakt 16, den oberen Kontaktarm 20, den flexiblen Leiter 40 und den Leiter 38 zum Anschluss 34.

Ein geschlitztes Magnetjoch 42 trägt zur schnellen Kontakttrennung durch Auseinanderbewegen der beiden Kontaktarme 20 und 22 bei starken Überströmen bei, wie nachstehend mehr im einzelnen erläutert wird. Zur Löschung eines bei der Trennung der Schaltkontakte 16 und 18 gezogenen Lichtbogens dienen Platten 43 einer Funkenlöscheinrichtung.

Der Aufbau des Schaltmechanismus 24 ist in Fig. 2 mehr im einzelnen gezeigt. Am Gehäuse 12 ist ein Rahmen 41 mit zwei Seitenplatten 44 mittels einer Schraube 45 befestigt. Der entriegelbare Schwinghebel 28 ist mittels eines Zapfens 46 drehbar zwischen den Seitenplatten 44 gelagert. Ein aus einem oberen Kniehebelglied 50 und einem unteren Kniehebelglied 52 bestehender Kniehebel ist oben am Schwinghebel 28 und unten an einem den oberen Kontaktarm 20 kippbar lagernden Drehzapfen 48 angelenkt. Die beiden Kniegelenkglieder 50 und 52 sind durch einen Kniegelenkzapfen 54 gelenkig miteinander verbunden, an welchem eine mit ihrem anderen Ende am Knebel 26 befestigte Spannfeder 56 eingehängt ist. Ein U-förmiger Kontaktarmträger 58 ist mittels eines Zapfens 60 kippbar zwischen den beiden Seitenplatten 44 des Rahmens gelagert. Dieser Kontaktarmträger trägt auch den den oberen Kontaktarm 20 kippbar lagernden Drehzapfen 48. Im normalen (nicht strombegrenzenden) Betrieb ist daher der obere Kontaktarm 20 zusammen mit dem U-förmi-gen Kontaktarmträger 58 als eine Einheit gemeinsam um den Zapfen 60 herum kippbar. Da das untere Kniehebelglied 52 durch den Kontaktarmträger 58 hindurchragt und am Drehzapfen 48 des oberen Kontaktarms angelenkt ist, bewirkt eine Streckung bzw. ein Einknicken des Kniehebels 50,52 eine Kippung des Kontaktarmträgers 58 um den Zapfen 60 herum. Die Kippbewegbarkeit des Kontaktarmträgers 58 ist durch Schlitze 62 in den Seitenplatten 44 des Rahmens beschränkt, in welchen die Enden des Drehzapfens 48 geführt sind. Am Kontaktarmträger 58 ist eine Querschiene 64 starr befestigt, welche den Kontaktarmträger der dargestellten mittleren Poleinheit mit den gleichartigen Kontaktarmträgern der beiden nichtdargestellten seitlichen Poleinheiten des dreipoligen Überstromselbstschalters verbindet.

Zwei verhältnismässig schwache Zugfedern 66 verbinden beiderseits des oberen Kontaktarms 20 einen an diesem befestigten Zapfen 67 mit dem Drehzapfen 60 des Kontaktarmträgers. Zwischen dem Kontaktarmträger 58 und einem in bogenförmigen Schlitzen 72 der Seitenplatten 44 des Rahmens bewegbaren Verriegelungsstift 70 sind verhältnismässig starke Zugfedern 68 angeordnet. Bei gemäss Fig. 2 in der Schliessstellung befindlichem Schalter wird der Verriegelungsstift 70 durch die Zugfeder 68 gegen eine Sperrfläche 74 des hinteren Endes des oberen Kontaktarms 20 gespannt. Der obere Kontaktarm 20 wird also im Schliesszustand in einer Gleichgewichtsstellung gehalten, die durch das Gleichgewicht zwischen der Kontaktdruckkraft, der Kraft der beiden gespannten Federn 66 und 68 und der vom Kontaktarmträger 58 auf den Drehzapfen 48 des Kontaktarms ausgeübten Reaktionskraft bestimmt ist.

Dem unteren Kontaktarm 22 ist ein federbelasteter Führungsmechanismus 76 zugeordnet, der zwei Druckfedern 78, einen Führungskörper 80 und einen Anschlagstift 82 aufweist. Die Druckfedern 78 erzeugen bei in der Schliessstellung stehenden Kontaktarmen 20 und 22 den Kontaktdruck.

Wird der Schalter von Hand mittels des Knebels 26 geöffnet, nimmt der Schaltmechanismus die in Fig. 3 gezeigte Stellung ein. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist der Kniehebel mit den beiden Kniehebelgliedern 50 und 52 eingeknickt, und die Federn 56 haben den Kontaktarmträger 58 im Uhrzeigersinn um seinen Drehzapfen 60 herum gedreht. Dabei ist der obere Kontaktarm 20 zusammen mit dem Kontaktarmträger 58 in die Offenstellung gekippt, so dass die beiden Schaltkontakte 16 und 18 voneinander getrennt sind. Die auf den oberen Kontaktarm 20 wirkenden schwachen Zugfedern 66 ziehen sein hinteres Ende nach oben gegen einen am Kontaktarmträger 58 angeordneten Anschlagkörper 84. Der Verriegelungsstift 70, über welchen die starken Federn 68 bei geschlossenem Schalter am oberen Kontaktarm 20 angreifen, sind in ihrer Bewegbarkeit durch das obere Ende der Schlitze 72 begrenzt und stehen daher nicht mehr mit der Sperrfläche des Kontaktarms 20 in Berührung, so dass die starken Federn 68 keine Kraft mehr auf den oberen Kontaktarm ausüben. Der untere Kontaktarm 22 hat sich unter dem Druck der Druckfedern 78 etwas mit Bezug auf seine in Fig. 2 gezeigte Schliessstellung in die in Fig. 3 gezeigte Stellung angehoben. Die obere Grenze der Bewegbarkeit des unteren Kontaktarms 22 ist durch den Anschlag des Anschlagstiftes 82 an der Seitenfläche des Magnetjochs 42 bestimmt.

Bei niedrigen bis mittleren, überlastbedingten Überströmen betätigt die Auslöseeinrichtung 30 das Sperrelement 29 derart, dass dieses den Schwinghebel 28 entriegelt. Der Schalter nimmt in diesem Fall die in Fig. 4 gezeigte Stellung ein, in welcher der Schwinghebel 28 unter dem Einfluss der Spannfeder 56 im Gegenuhrzeigersinn um seinen Drehzapfen 46 herum gedreht ist. Diese Drehung des Schwinghebels bewirkt das Einknicken des Kniehebels 50,52, so dass der Kontaktarmträger 58 im Uhrzeigersinn um seinen Drehzapfen 60 herum kippen kann. Durch diesen Auslösevorgang wird der Knebel 26 in die in Fig. 4 gezeigte mittel- bzw. Auslösestellung bewegt, und die zusammen mit dem Kontaktarmträger 58 kippende Querschiene 64 bewirkt die Kontakttrennung in sämtlichen Poleinheiten des Schalters gleichzeitig. Alle übrigen Teile des Schalters nehmen die gleiche Stellung wie beim normalen gewollten Öffnen des Schalters mittels des Knebels 26 ein, die in Fig. 3 dargestellt ist.

Wenn starke, beispielsweise kurzschlussbedingte Überströme über den Schalter 10 fliessen, entstehen starke, auf die beiden Kontaktarme 20 und 22 wirkende elektrodynamische Kräfte, welche die beiden Kontaktarme auseinanderdrängen und in entgegengesetzten Richtungen zu kippen suchen. Eine zusätzliche, die Kontakttrennung unterstützende Kraft wird durch den Stromfluss durch den Leiter 36 und den unteren Kontaktarm 22 erzeugt, der im Magnetjoch 42 einen starken magnetischen Fluss induziert, der den unteren Kontaktarm 22 nach unten zum Boden des in dem Magnetjoch gebildeten Schlitzes zieht. Da der entriegelbare Schwinghebel 28 und der

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Kniehebel 50,52 aus Trägheitsgründen nicht sofort betätigt werden, bleiben sie und der Kontaktarmträger 58 zunächst noch in der in Fig. 2 gezeigten Stellung stehen. Die auf den oberen Kontaktarm 20 wirkende elektrodynamische Kraft kippt daher den oberen Kontaktarm um seinen ihn am Kon- 5 taktarmträger anlenkenden Drehzapfen 48. Während der Anfangsphase dieser Kippbewegung drängt die mit dem Verriegelungsstift 70 zusammenwirkende Sperrfläche 74 des hinteren Endes des oberen Kontaktarms den Verriegelungsstift in seinen Führungsschlitzen 72 entgegen der Kraft der Federn io 68 nach unten, wobei sich natürlich die Spannkraft der Feder 68 proportional mit der Verschiebung des Verriegelungsstifts bzw. der Kippbewegung des oberen Kontaktarms 20 erhöht und der durch den Überstrom erzeugten elektrodynamischen Kraft entgegenwirkt. Damit dadurch die strombegrenzende 15 Schnelltrennung der beiden Kontaktarme nicht wesentlich beeinträchtigt wird, sind die Führungsschlitze 72 so geformt,

dass sich der Verriegelungsstift 70 vom Kontaktarm 20 weg nach hinten verschiebt, und nach Durchlaufen etwa des halben Kippweges durch den oberen Kontaktarm, somit also vor 20 einer wesentlichen Dehnung der Federn 68, gleitet der Verriegelungsstift 70 von der Sperrfläche 74 herunter, so dass die Federn 68 den Verriegelungsstift in den Führungsschlitzen 72 wieder nach oben in seine ursprüngliche Stellung ziehen können. Die genaue Stelle, an welcher der Kontaktarm 20 und 25 der Verriegelungsstift 70 ausser Sperreingriff miteinander kommen, kann natürlich durch geeignete Konstruktion der Führungsschlitze 72 gewählt werden.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, greift der Verriegelungsstift 70, nachdem er wieder bis zum oberen Ende der Führungs- 30 schlitze 72 zurückbewegt worden ist, an einer weiteren Sperrfläche 86 des Kontaktarms 20 an. Infolgedessen wird verhindert, dass der obere Kontaktarm 20 unter dem Einfluss der schwachen Federn 66 wieder im Gegenuhrzeigersinn in seine Schliessstellung zurückkippen kann. 35

Wenn die beiden Kontaktarme 20 und 22 bei der Schnelltrennung in die in Fig. 5 gezeigte Strombegrenzungsstellung bewegt werden, wird ein Lichtbogen zwischen den beiden Schaltkontakten 16 und 18 gezogen. Obwohl dieser Lichtbogen gegen die Platten 43 der Funkenlöscheinrichtung -»o gedrängt und ziemlich schnell gelöscht wird, fliesst der Über647 618

ström lange genug aus dem Schalter, damit die Auslöseeinrichtung 30 anspricht und den Hebel 28 entriegelt. Durch die Entriegelung des Hebels 28 kann der Kontaktarmträger 58 im Uhrzeigersinn gekippt werden, so dass die Sperrfläche 86 des oberen Kontaktarms nach oben über den Verriegelungsstift 70 hinweggleitet, bis sie ausser Berührung mit ihm kommt. Nachdem der Kontaktarmträger 58 so weit gekippt worden ist, dass die weitere Sperrfläche 86 von dem Verriegelungsstift 70 heruntergeglitten ist, kippen die schwachen Zugfedern 66 den oberen Kontaktarm 20 im Gegenuhrzeigersinn zurück, bis die weitere Sperrfläche 86 an dem Anschlagkörper 84 anstösst. Sodann befindet sich der Schalter in der in Fig. 3 gezeigten Stellung.

Die Grösse der Kontaktdruckkraft bei im normalen Betrieb geschlossenem Schalter kann durch geeignete Wahl der Federcharakteristik der Federn 68 gewählt werden. Diese Kraft kann dann bei der strombegrenzenden Schnelltrennung der Kontaktarme durch entsprechende Anordnung und Gestaltung der Führungsschlitze 72 an jeder beliebigen Stelle des Kippweges des oberen Kontaktarms von diesem weggenommen werden. Durch frühe wirkungsmässige Trennung des Kontaktarms 20 und der Federn 68 kann die der Schnelltrennbeschleunigung des oberen Kontaktarms 20 entgegenwirkende Kraft minimal gehalten, da die Federn 68 dann nicht wesentlich gespannt werden. Damit wird nicht nur die Strombegrenzungswirkung des erfindungsgemässen Selbstschalters verbessert, sondern auch die während der Schnelltrennung auf den oberen Kontaktarm wirkende mechanische Beanspruchung desselben. Da starke Federn Anwendung finden, die nicht stark gestreckt zu werden brauchen, ist auch die Beanspruchung der Federn selbst gering, wodurch die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Federn gross sind. Ausserdem wird der Schaltmechanismus aufgrund der Verwendung gemeinsamer Federn zur Kontaktdruckerzeugung bei geschlossenem Schalter und zur Öffnungsverriegelung nach einer Kontaktschnelltrennung vereinfacht. Der erfindungsge-mässe strombegrenzende Überstromselbstschalter verfügt daher über einen verbesserten Schaltmechanismus, der sich durch grössere Leistungsfähigkeit und geringere Herstellungskosten auszeichnet.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Strombegrenzender Überstromselbstschalter, dessen Schaltmechanismus mindestens ein Paar miteinander zusammenwirkender Schaltkontakte, einen den einen Schaltkontakt tragenden, in einem Rahmen beweglich angeordneten Kontaktträger und Mittel zur Kontaktdruckerzeugung bei geschlossenem Schalter aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (20) kippbar im Rahmen (41) gelagert und derart relativ zu den innerhalb des Schalters verlaufenden, mit den beiden Schaltkontakten verbundenen elektrischen Leitern angeordnet ist, dass der Stromfluss durch den Schalter eine in Öffnungsrichtung auf den Kontaktträger wirkende elektrodynamische Kraft erzeugt, dass weiter ein Verriegelungselement (70) beweglich in dem Rahmen angeordnet und mittels daran angreifender Federkraft (68) bei geschlossenem Schalter gegen eine Anlagefläche (74) des Kontaktträgers (20) gespannt ist und diesen zur Kontaktdruckerzeugung in Schliessrichtung vorspannt, und dass, wenn der Kontaktträger beim Auftreten eines einen bestimmten Wert überschreitenden Überstromes durch die elektrodynamische Kraft in Öffnungsrichtung gekippt wird, das Verriegelungselement (70) durch den kippenden Kontaktträger aus seiner Anlage mit der Anlagefläche (74) weggedrängt wird und sodann durch die Federkraft gegen eine Sperrfläche (86) des Kontaktträgers gespannt wird und diesen in der Offenstellung hält.

2. Überstromselbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (70) als längliches Bauteil ausgebildet ist, dessen Längsachse im wesentlichen parallel zur Kippachse (48) des Kontaktträgers (20) verläuft.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Überstromselbstschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (20) um mehrere Achsen (48,60) kippbar gelagert ist.

4. Überstromselbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger aus einem im Rahmen kippbar gelagerten, zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung kippbaren Kontaktarmträger (58) und einem daran seinerseits kippbar gelagerten Kontaktarm (20) besteht, an welch letzterem der eine Schaltkontakt (16) sowie die mit dem Verriegelungselement (70) zusammenwirkende Anlagefläche (74) und Sperrfläche (86) angeordnet sind.

5. Überstromselbstschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft (68) zwischen dem Verriegelungselement (70) und dem Kontaktarmträger (58) wirkt.

6. Überstromselbstschalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (41) Mittel (62) zur Begrenzung des Kippbewegungsweges des Kontaktarmträgers (58) aufweist.

7. Überstromselbstschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (41) Führungsschlitze (62) aufweist, in denen ein durch den Kontaktarmträger hindurchverlaufender, gleichzeitig den Kontaktarm am Kontaktarmträger anlenkender Stift (48) geführt ist.

8. Überstromselbstschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rahmen (41) und dem Kontaktarm (20) eine den Kontaktarm in Schliessrichtung drängende Federkraft (66) wirksam ist.

9. Überstromselbstschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenem Schalter sowohl die zwischen dem Rahmen und dem Kontaktarm wirkende Federkraft (66) als auch die am Verriegelungselement (70) angreifende Federkraft (68) zur Kontaktdruckerzeugung beitragen.

10. Überstromselbstschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die am Verriegelungselement (70) angreifende Federkraft (68) stärker zur Kontaktdruckerzeugung beiträgt als die zwischen dem Kontaktarm und dem Rahmen wirksame Federkraft (66).

11. Überstromselbstschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schaltmechanismus eine auf Überströme ansprechende Auslöseeinrichtung (30) zugeordnet ist, die im Falle eines über den Schalter fliessenden Überstroms den Kontaktträger (20, 58) in Öffnungsrichtung kippt.

12. Überstromselbstschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktarmträger (58), der Kontaktarm (20) und das bewegliche Verriegelungselement (70) derart relativ zueinander angeordnet sind, dass, wenn das Verriegelungselement nach einem überstrombe-dingten, durch die elektrodynamische Kraft bewirkten Kippen des Kontaktarms in die Offenstellung diesen im Zusammenwirken mit seiner Sperrfläche (86) in der Offenstellung verriegelt, das Kippen des Kontaktarmträgers in die Offenstellung die Sperrfläche ausser Eingriff mit dem Verriegelungselement bringt, so dass die zwischen dem Kontaktarm und dem Rahmen wirkende Federkraft (66) den Kontaktarm relativ zum Kontaktarmträger zurückkippen kann, und ein anschliessendes Kippen des Kontaktarmträgers in die Schliessstellung die Anlagefläche (74) des Kontaktarms in Anlage mit dem Verriegelungselement (70) bringt.

13. Überstromselbstschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (70) in im Rahmen (41) gebildeten Führungsschlitzen (72) geführt ist.

14. Überstromselbstschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die das Verriegelungselement (70) führenden Führungsschlitze (72) derart angeordnet und gestaltet sind, dass sie das Verriegelungselement (70) mit Abstand von der Kippachse (48) des Kontaktarms (20) in direkter Beziehung mit der an ihm antretenden Federkraft (68) positionieren und führen.