DE1021936B

DE1021936B - Installationsselbstschalter in Schraubstoepsel- und Elementform

Info

Publication number: DE1021936B
Application number: DEL22337A
Authority: DE
Inventors: Alfred Fehrenbach; Dipl-Ing Rudolf Frobel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-07-01
Filing date: 1955-07-01
Publication date: 1958-01-02
Also published as: NL98472C; NL208566A; CH346601A

Description

DEUTSCHES

Die Schaltertechnik fordert im Zuge der zunehmenden Elektrifizierung höhere Schaltleistungen bei gleichbleibenden oder möglichst noch kleineren Schalterabmessungen. Es spielen hierbei sowohl die Ausbildung aller Einzelteile, des Mechanismus und der Lichtbogenkammer als auch die Raumaufteilung selbst, d. h. die Anordnung von Schaltschloß, Kontakten, Spule und Lichtbogenkammer zueinander eine ausschlaggebende Rolle.

Die Spule dient nicht nur der Schnellauslösung, sondern sie hat auch noch die Aufgabe, mit ihren Kraftlinien den Lichtbogen möglichst weit auseinanderzutreiben und schnell zum Abriß zu bringen. Mit der Anordnung des Lichtbogenraumes und der Spule steht diejenige der Kontakte in engem Zusammenhang, denn die Ausbreitungsrichtung des Lichtbogens verläuft immer senkrecht zur Richtung der Spulenkraftlinien.

Weiterhin ist es zur Erzielung einer guten Schaltleistung wichtig, daß die Mechanik kleine Eigenzeiten des Schalters gestattet und daß im Rahmen dieser Forderung unter anderem der Mechanismus möglichst in Nähe der Kontaktunterbrechungsstelle liegt, so daß nur kurze und leichte Steuerteile nötig sind.

Es sind bei solchen Schaltern bisher im wesentlichen die in Fig. 1 bis 5 dargestellten fünf Raumaufteilungen bekanntgeworden. Die Fläche bzw. der Raum, den die Mechanik einnimmt, ist jeweils voll ausgefüllt. Der Spulenraum ist dick rechtsschraffiert, und der Lichtbogenraum ist dünn linksschraffiert. Die Kontakte sind gestrichelt angedeutet.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 gestattet kurzes Übertragungsgestänge von der Mechanik zu den Kontakten; die Schaltkammern sind zweckmäßig getrennt. Der Lichtbogenraumanteil im Verhältnis zum ganzen Schalterraum ist jedoch noch verhältnismäßig klein; die Lichbogenausbreitungsebene entfernt sich von der Spulenstirnfrontfläche. Dies ist ungünstig und führt zu Stauungen, denn der Lichtbogen hat das natürliche Bestreben, unmittelbar um die Spule herumzulaufen.

Bei Anordnung gemäß Fig. 2 erstreckt sich der anteilmäßig auch noch kleine Lichtbogenraum über den gesamten Schalterquerschnitt und ist durch diesen begrenzt. Es ist aus diesem Grunde bei solchen Anordnungen auch schon dazu übergegangen worden, den Lichtbogenraum teilweise noch über den Spulenumfang in Schalterlängsrichtung umzulenken bzw. zu erweitern. Eine Erweiterung bringt jedoch bei dieser Gesamtanordnung aus aufbautechnischen Gründen keinen erheblichen Raumgewinn (s. Kammern K), weil die Übereinanderanordnung von Spule, Lichtbogenkammer und Mechanismus die Schalterhöhe an und für sich schon ungünstig beeinflußt, die Spule daher kurz und im Durchmesser groß gehalten werden Installationsselbstschalter
in Schraubstöpsel- und Elementform

Anmelder:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Alfred Fehrenbach.

und Dipl.-Ing. Rudolf Frobel, Hameln,
sind als Erfinder genannt worden

muß, so daß wenig Platz für den Umlenkungsraum übrigbleibt. Dieser wird außerdem noch durch übliche, in Längsrichtung durchgehende und umisolierte Befestigungsschrauben weiterhin eingeengt. Ferner wird bei einer solchen Anordnung der Lichtbogen in die Nähe der Anschlußteile (Gewinderinge) gelenkt, so daß die Gefahr von Lichtbogenüberschlägen besteht. Die Anordnung gemäß Fig. 3 bringt eine verbesserte Raumaufteilung mit einer in Längsrichtung des Schalters durchgehenden Lichtbogenkammer und zusätzlicher Umlenkung unterhalb der Spule in deren Längsrichtung. Auch hier werden die Lichtbogen im wesentlichen in Richtung der Spulenstirnfrontseite zwangläufig, d. h. ungünstig weitergeführt.

Für die Anordnungen gemäß Fig. 4 und 5 gilt das oben Gesagte ebenfalls. Die Seitenansichten sind für Fig. 1 bis 4 noch jeweils an den mit Pfeilen gekennzeichneten Ebenen geschnitten. Die Kontaktbewegungsrichtung ist ebenfalls durch Pfeile angedeutet.

Der Erfindungsgegenstand vermeidet die Nachteile bekannter Raumaufteilungen und schlägt eine neue vor, die in den Fig. 6 bis 15 dargestellt ist. Mit dieser Anordnung wird es auch bei kleiner Bauhöhe ermöglicht, dem Lichtbogen die denkbar größten Ausdehnungswege, und zwar in seinen physikalisch bedingten Richtungen, zu geben. Die zwei Lichtbogen können sich an der Kontaktabrißstelle im Zusammenhang mit der vorgesehenen und auch bei den Beispielen 1 bis 5 vorhandenen üblichen zweifach-Kontaktunterbrechungen auf der Spulenstirnfront und nahezu völlig auch um die ganze Spule herum ausbreiten; darüber hinaus ist auch noch eine an sich bekannte Ausbreitung oder ein Druckausgleich über die ganze Schalterhöhe möglich.

Erfindungsgemäß wird ein Installationsselbstschalter in Schraubstöpsel- und Elementform mit einer

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in seiner Längsachse etwa in Schaltermitte senkrecht weise, wie gezeichnet, mit den Wänden 2, die die zur Schalterlängsachse liegenden Spule und einer Spulenkammer bilden, und der Trennwand 6 einteilig spulenstirnfrontseitig angeordneten Zweifach-Kontakt- ausgeführt. Der Gewinderaum ist nach unten hin Unterbrechung, die von einem über der Spule ange- offen und wird durch eine besondere Platte 3 mit dem ordneten Mechanismus in Schalterlängsrichtung ge- 5 Gewindering 4 am Gehäuse 1 befestigt. Der Gewindesteuert wird, vorgeschlagen, bei der von der Gehäuse- ring 4 wird auf das Gehäuse aufgeschraubt und gegen wandung ausgehende Abdeckungen Spule und Mecha- Verdrehung gesichert. Von der Wand 2 der Spulennismus balkonartig einschließen, diese Abdeckungen kammer geht eine Trennwand 6 aus (in der Darmit den übrigen Gehäusewandungen einen im Quer- stellung nicht geschnitten), die einerseits bis zum schnitt U-förmigen Lichtbogenraum bilden und sich io Schalterboden und andererseits spulenstirnfrontseitig wenigstens die Schenkel dieses Raumes über die ganze bis zwischen die feststehenden Kontakte 7 reicht. Schalterlänge erstrecken, so daß die Lichtbogenaus- Die Fig. 7 zeigt lediglich bei geschnittenem Gehäuse breitung außer in einer spulenstirnfrontseitigen Ebene einen Blick auf die spulenstirnfrontseitig angeordnete noch in mindestens zwei dazu senkrechten Ebenen Schaltkammer. Wie bei Schraubschaltern üblich, ist spulenlängsseitig und wenigstens in zwei von diesen 15 außer dem Gewindering 4 noch ein Fußkontakt 8 vor-Ebenen über die ganze Schalterlänge erfolgt. gesehen.

Zusätzlich ist es noch möglich, auch die spulenstirn- Bei Element- und Sockelausführung wäre der frontseitige Schaltkammer in an sich bekannter Weise untere Gehäuseteil in üblicher W^reise rechteckig oder über die ganze Schalterlänge bis in den Deckel hinein quadratisch ausgebildet und Gewindering bzw. Konauszudehnen und durch eine im Deckel angeordnete 20 taktfuß durch Anschlußklemmen ersetzt. Diese Aus-Trennwand gegenüber dem Mechanismusraum abzu- führungsmöglichkeit ist in Fig. 1 dünn gestrichelt andecken. Alle Lichtbogenräume laufen in dem Raum gedeutet und wird in den Fig. 16 bis 21 näher erunterhalb der Spule zusammen und nutzen diesen zu läutert.

ihrer Erweiterung aus. Der oberhalb der Spule ange- Fig. 8 zeigt einen Schalterschnitt gemäß A-A, in ordnete Mechanismus ist ein Schmalmechanismus und 25 welchem die weitere Ausbildung der Spulenkammer 5 nicht breiter als der Spulendurchmesser. Seine im mit den Wänden 2 zu ersehen ist. Durch die erDeckel angeordnete Kammer und die im Gehäuse ein- findungsgemäße Ausbildung der Spulenkammer ergibt gepreßte Spulenkammer sind etwa deckungsgleich mit- sich um die Spule herum ein in Schalterebene liegeneinander, so daß sie zwei durchgehende, zur Schalter- der hufeisenförmiger Lichtbogen raum 9. achse parallele Funkenkammern bilden, die über die 30 In den Spulenraum 5 ist, wie dargestellt, die Spule stirnfrontseitig angeordnete Schaltkammer in Ver- 10 eingelegt. Ein festes Kontaktstück 7 kann direkt bindung stehen. Die stirnfrontseitige Schaltkammer zu dem Fußkontakt 8 geführt werden. Das andere selbst ist ihrerseits durch eine Trennwand in zwei Kontaktstück 7 kann direkt mit der Spulenwicklung Räume aufgeteilt. Diese Trennwand kann im Deckel verbunden sein.

bereits beginnen und nach einer Unterbrechung, im 35 Fig. 10 zeigt den Deckel 15 aufgeklappt in der AnBereich der Kontakte bis zum Schalterboden durch- sieht von unten. Auf dem Gehäuse 1 liegt die Abdeckgeführt, auch den Raum unterhalb der Spule in zwei platte 11 mit dem darauf befestigten, nicht gezeich-Räume aufteilen. Reicht auch die stirnfrontseitige neten Schmalmechanismus 19, welcher durch den Schaltkammer bis in den Deckel hinein, so bildet sie Deckel 15 über die Platte 11 und über in Löchern 16 innerhalb des Deckels mit den sonst nierenförmigen 40 verlaufenden, ebenfalls nicht gezeichneten Schrauben Lichtbogenraumverlängerungen im Deckel einen U-för- mit dem Gehäuse 1 lagefest gehaltert ist. migen Lichtbogenraum. Zwischen Deckel und Ge- Der oberhalb der Spule über die Schaltebene verhäuse wird eine Trennwand gehaltert, auf der der laufende Schmalmechanismus liegt innerhalb der Mechanismus befestigt ist und die Öffnungen für die Wände 17 und wird durch diese gegen Lichtbogen-Steuerorgane der Kontakte sowie der magnetischen 45 angriff geschützt. Auslösung und für die Lichtbogenräume aufweist. Die Deckelaussparungen 18 bilden mit den Platten-

Nach einem weiteren an sich bekannten Merkmal löchern 12 die oberhalb der Spule liegenden Verlängerter Erfindung werden die Befestigungsschrauben, mit rungen der Lichtbogenkammer 9. Über das Plattendenen der Deckel und das Gehäuse zusammengehalten loch 14 wird die Kontaktbrücke 20 vom Mechanismus werden, so durch die Lichtbogenräume geführt, daß 50 in Pfeilrichtung gesteuert. Durch das Plattenloch 13 sie in bekannter Weise gleichzeitig die Funktion von ragt beispielsweise ein Auslöseanker 21 des Mecha-Funkenteilern übernehmen können und somit die bei nisrnus in den Spulenarm 5.

bekannten Schaltern notwendigen besonderen Metall- Mechanik und Spule sind infolge dieses Aufbaues

einlagen ersetzen. Es kann unter Umständen notwendig in einfacher und äußerst wirksamer Weise gegen

sein, diese Stahlschrauben mit Metallhülsen zu um- 55 Lichtbogenangriffe geschützt und mit geringstem

geben, um sie dem unmittelbaren Angriff des Licht- Kostenaufwand zu montieren. Es ergibt sich eine

bogens zu entziehen. gegenüber bisherigen Ausführungen erheblich gün-

Die Darstellungen nach Fig. 6 bis 15 erläutern den stigere Raumaufteilung, wobei der von Mechanik und Erfindungsgedanken an Hand eines Ausführungsbei- Spule benötigte Raum anteilmäßig gering ist und wospiels. Die prinzipielle Anordnung der neuen Raum- 60 bei praktisch der ganze übrige Schalterraum ohne aufteilung soll gezeigt werden, ohne daß damit der Raumverlust für die Lichtbogenlöschung ausgenutzt Anspruch erhoben wird, alle sich aus der Erfindung wird. Der Lichtbogenraum erstreckt sich über die ergebenden Möglichkeiten erschöpft zu haben. So ist ganze Spulenstirnfront, ferner nahezu über den ganzen es z. B. nicht notwendig, daß das Gehäuse mit der Spulenumfang und darüber hinaus zu beiden Spulen-Spulenkammer einteilig ausgeführt wird. Spulen- 65 längsseiten über die ganze Schalterhöhe. Eine Lichtkammer, Trennplatte und Mechanismuskammer könn- bogenstauung tritt nicht auf.

ten nach Art eines Einsatzes aus einem Stück be- Die Fig. 11 erläutert den Lichtbogenverlauf in

stehen. einem erfindungsgemäß gestalteten Schalter. Die Aus-

Die Fig. 6 zeigt einen gegenüber Fig. 7 um 90^c ver- breitungsrichtungen sind schematisch angegeben. Von

setzten Schalterschnitt. Das Gehäuse 1 ist beispiels- 70 der Zweifach-Kontaktunterbrechungsstelle 7, 20 wird

das Lichtbogenpaar zunächst spulenstirnfrontseitig in der Richtung 22 auseinandergetrieben und dann in den Richtungen 23 um die Spulenlängsseiten geführt, wobei die beiden durchgehenden Längskammern 9 noch ■eine Lichtbogenexpansion in den Richtungen 24 und von dort unter die Spule zum Schalterboden hin zulassen.

Bei den bisher bekannten Schaltern wurden nur die Ausbreitungsrichtungen gemäß 22 und zum Teil gemäß 23, jedoch nicht so weitgehend wie bei dem Erfmdungsgegenstand, ausgenutzt. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht noch die Ausnutzung einer dritten Umlenkungs- oder Ausbreitungsrichtung gemäß 24.

Die Fig. 12 bis 15 zeigen in Weiterführung des Erfindungsgedankens die an sich bekannte Durchführung der spulenstirnfrontseitigen Schaltkammer bis in den Deckel 15. Dabei ist es notwendig, den Mechanismusraum durch die Wand 26 gegen Lichtbogeneinflüsse zu schützen. Die Trennwand 6 findet im Deckel ihre Fortsetzung, jedoch ist diese Wand breiter ausgeführt, um über einen Schlitz 25 die Durchführung der vom Mechanismus ausgehenden Kontaktsteuerteile zu ermöglichen. Diese Trennwand wird zweckmäßigerweise über die Deckelöffnungsebene hinaus in die Schaltkammer verlängert, um ein Überspringen des Lichtbogens auf die Steuerteile der Kontaktbrücke zu verhindern. Bei dieser Ausführung können die Öffnungen 12 in der Trennscheibe 11 hufeisenförmig und durchgehend ausgebildet werden (s. Fig. 15). Die Vergrößerung des für die Ausbreitung des Lichtbogens zur Verfügung stehenden Raumes durch diese erfindungsgemäße Weiterbildung zeigt deutlich ein Vergleich von Fig. 6 und 10 mit den Fig. 12 und 13.

Bei Anwendung des Erfindungsgedankens auf Sockelschalter ergeben sich beispielsweise Ausführungen nach Fig. 16 bis 18 und 19 bis 21.

Der als Lichtbogenraum zur Verfügung stehende Raum ist durch eine dünne Schraffur gekennzeichnet. Die rein schematischen Darstellungen zeigen bei Fig. 16 einen Blick in den erfindungsgemäßen Schalter durch eine durchsichtig gedachte Seitenwand. Die Schaltkammer reicht vom Schalterboden bis in den Schalterdeckel hinein und umschließt (s. Fig. 18) den Mechanismus- und Spulenraum U-förmig. Mechanismus- und Spulenraum sind ebenfalls vom Schalterboden bis zum Schalterdeckel durchgeführt, da der Raum unterhalb der Spule unter Umständen für zusätzliche mechanische Einrichtungen, Hilfskontakte, Schlaganker usw. verwendet werden muß.

In der Fig. 19 und den entsprechenden Schnitten 20 und 21 ist auch der Raum unterhalb der Spule als Lichtbogenausbreitungsraum ausgewertet. Aus diesen Darstellungen geht auch nochmals deutlich die Anordnung der Trennwand in der Schalterkammer hervor, die, im Bereich der Kontakte unterbrochen, den Lichtbogenraum in zwei winkelförmige Räume unterteilt, die, nur im Bereich der Kontakte miteinander verbunden, einen geschlossenen U-förmigen Raum bilden. Die Fig. 20 verdeutlicht noch einmal die An-Ordnung der Steuerteile für die beweglichen Kontakte, die zum Schutz gegen den Lichtbogenangriff zwischen der geteilten Trennwand aus dem Mechanismusraum herausgeführt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Installationsselbstschalter in Schraubstöpsel- und Elementform mit einer in seiner Längsachse etwa in Schaltermitte senkrecht zur Schalterlängsachse liegenden Spule und einer Spulenstirnfrontseitig angeordneten Zweifach-Kontaktunterbrechung, die von einem über der Spule angeordneten Mechanismus in Schalterlängsrichtung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß von der Gehäusewandung ausgehende Abdeckungen Spule und Mechanismus balkonartig einschließen, diese Abdeckungen mit den übrigen Gehäusewandungen einen im Querschnitt U-förmigen Lichtbogenraum bilden und daß sich wenigstens die Schenkel dieses Raumes über die ganze Schalterlänge erstrecken.

2. Installationsselbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Abdeckungen von Spule und Mechanismus frei gelassene Lichtbogenraum die Spule bzw. die Spulenkammer sowohl in bezug auf ihre Längsachse als auch auf ihren Querschnitt U-förmig umschließt, so daß auch der Raum unterhalb der Spule bis zum Schalterboden als Lichtbogenraum ausgenutzt wird.

3. Installationsselbstschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zur Spulenlängsachse spulenstirnfrontseitig angeordnete Schaltkammer durch eine Trennwand geteilt wird, die den U-förmigen Lichtbogenraum in zwei etwa gleiche Lichtbogenkammern unterteilt, und daß die Festkontakte zu beiden Seiten dieser Trennwand angeordnet sind.

4. Installationsselbstschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkammer in an sich bekannter Weise sich auch stirnfrontseitig über die ganze Schalterlänge erstreckt und von einer besonderen, im Gehäusedeckel angeordneten Trennwand von dem Mechanismusraum getrennt wird, so daß der Spule und Mechanismus U-förmig umschließende Lichtbogenraum in drei zur Schalterlängsachse parallelen Ebenen über die ganze Schalterlänge reicht.

5. Installationsselbstschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Lichtbogenräume bzw. Kammern in den Raum unterhalb der Spule übergehen und ihn zu ihrer Erweiterung bis zum Schalterboden hin ausnutzen.

6. Installationsselbstschalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Schaltkammer angeordnete Trennwand im Bereich der Kontakte unterbrochen ist, so daß nur an dieser Stelle ein geschlossener, die Spule umschließender Lichtbogenraum entsteht.

7. Installationsselbstschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mechanismus und Spule einschließenden Abdeckungen mit dem Gehäuse bzw. dem Gehäusedeckel eine Einheit bilden, einander annähernd deckungsgleich sind und bei geschlossenem Deckel einen allseitig abgedeckten Raum für Mechanismus und Spule bilden, der durch eine zwischen Gehäuse und Deckel befestigte Trennplatte in je einen Raum für Spule und Mechanismus unterteilt wird.

8. Installationsselbstschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule und Mechanismus einschließenden Abdeckungen mit der Trennplatte nach Art eines Einsatzes eine Einheit bilden.

9. Installationsselbstschalter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmalmechanismus, dessen Breite gleich oder kleiner als der Spulendurchmesser ist, auf der Trennplatte bzw. dem Einsatz befestigt wird.

10. Installationsselbstschalter nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckun-

gen für Spuk und Mechanismus zusammen mit der in der Schaltkammer angeordneten, bis zum Schalterboden und unterhalb der Spule über den ganzen Schalterdurchmesser reichenden Trennwand den Lichtbogenraum in zwei etwa deckungsgleiche in sich geschlossene Räume unterteilen.

11. Installationsselbstschalter nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil der die Schaltkammer trennenden Wand mit dem Gehäusedeckel eine Einheit bildet und — breiter als die übrige Trennwand ausgebildet — einen Schlitz aufweist, in den die Steuerteile für die beweglichen Kontakte geführt und gegen den Lichtbogen geschützt werden.

12. Installationsselbstschalter nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Deckel, Abdeckplatte bzw. Einsatz und Gehäuse in bekannter Weise von Befestigungsschrauben zusammengehalten werden, die derart in den Lichtbogenräumen angeordnet sind, daß sie direkt oder mit über-

geschobenen Metallröhrchen die Funktion von Funkenteilern übernehmen.

13. Installationsselbstschalter nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Lichtbogenräume in bekannter Weise von radial verlaufenden labyrinthdichtungsähnlich angeordneten Stutzwänden so unterteilt werden, daß der Lichtbogenweg verlängert wird.

14. Installationsselbstschalter nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltergehäuse, einteilig nach oben und unten offen hergestellt, von einem einsetzbaren Schalterboden abgeschlossen wird, der den Kontaktfuß trägt, und von dem Kontaktgewindering verdrehungssicher mit dem Gehäuse verbunden wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 931 357, 754137, 748386, 572331, 499 576;

schweizerische Patentschrift Nr. 221 719.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen