DE1061880B - Elektromagnetischer Kleinselbstschalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Elektromagnetische Sicherungen mit Überstromauslösung sind allgemein bekannt. Es gibt auch solche, deren Abmessungen so gewählt sind, daß sie an Stelle von Sicherungspatronen von Sicherungselementen zu verwenden sind. Dabei wird die Stromunterbrechung durch einen selbsttätig auslösenden Leistungskontakt vorgenommen, während ein in Reihe zu diesem geschalteter Trennkontakt vorübergehend während des Einstellvorganges von Hand, z.B. während des Niederdrückens eines Druckknopfes, sich öffnet und sich dann nach dem Loslassen des Druckknopfes wieder schließt. Der Leistungskontakt besteht, wie üblich, aus metallischen Kontaktteilen, die sich z. B. durch Federkraft beim Ansprechen des Selbstschalters voneinander trennen.

Derartige Kleinselbstschalter genügen jedoch den praktischen Anforderungen nicht, weil der beim Abschalten eines Kurzschlusses entstehende Lichtbogen trotz Ausnutzung magnetischer Blaswirkungen nicht genügend unterdrückt und nicht wirksam genug gelöscht wird. Die Kurzschlußleistung ist somit viel zu gering.

Bei dem elektromagnetischen Kleinselbstschalter nach der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch behoben, daß das die Trennung des als U-förmiger, gegebenenfalls unterteilter Schaltbügel ausgebildeten zweiteiligen Leistungskontaktes beim Auslösen des Kleinselbstschalters mit hoher Geschwindigkeit durchführende Isoliermesser derartig ausgebildet ist, daß es den Raum, in dem der Leistungskontakt untergebracht ist, beim Auslösen in zwei getrennte Kammern unterteilt. Dabei werden außerdem die Kontaktteile des Leistungskontaktes vollständig voneinander isoliert. Außerdem ist das Trennmesser mit einer Druckknopfstange versehen, die in einer den Deckel des Kleinselbstschalters durchsetzenden Druckknopfhülse untergebracht ist, die mit dem z. B. als Kontaktbrücke ausgebildeten und unter Federdruck stehenden Trennkontakt verbunden ist. Der entsprechende Lichtbogen wird also zwangläufig unterbrochen, so daß ein Durchschlag oder Überschlag nicht stattfinden kann.

Das Auslösen des Isoliermessers kann sowohl elektromagnetisch als auch thermisch erfolgen, wobei der Auslösemechanismus vollkommen getrennt von dem Schaltmechanismus ist. Dadurch wird die Betriebssicherheit des Selbstschalters ebenfalls erhöht. Die Ausführung ist außerdem so, daß der Aufbau des gesamten Kleinselbstschalters auf engstem Raum mit kleinsten Abmessungen zusammengedrängt ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Einzelteile des Selbstschalters lediglich durch Ineinanderstecken von äußerer Hülse, Deckel und Boden zusammengehalten werden. Schraubenbefestigungen u. dgl. fallen also weg, und der Zusammenbau geht einfach und schnell Elektromagnetischer Kleinselbstschalter

Anmelder:

Walter Wulz_r
Heidenheim/Brenz, Kastorstr. 68

Walter Wulz, Heidenheim/Brenz, ist als Erfinder genannt worden

vor sich. Ferner ist jede Stellung des Selbstschalters von außen sichtbar.

Die Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sind dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen. Hierbei zeigt

Abb. 1 einen Längsschnitt durch den Kleinselbstschalter in eingeschaltetem Zustand,

Abb. 2 einen um 90° gegenüber Abb. 1 versetzten Längs quer s chnitt,

Abb. 3 bis 5 das Schaltbild in der Stellung »Aus«, während des Einschaltens und in der Stellung »Ein«. Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 und 2 bezieht sich auf eine sogenannte Patrone, die an Stelle einer üblichen Sicherungspatrone zu verwenden ist, und demgemäß eine Kontaktkappe an ihrem Boden und einen Kontaktstift auf ihrem Deckel aufweist. Ein derartiger Kleinselbstschalter kann in jedes Sicherungselement in den üblichen Abstufungen für die verschiedenen Stromstärken eingesetzt werden. Selbstverständlich ist es ohne weiteres auch möglich, die äußere Hülse oder das äußere Gehäuse so zu gestalten, daß es zugleich den Selbstschaltersockel darstellt. Bei einer derartigen Ausführung lassen sich somit die einzelnen Selbstschalter auf kleinstem Raum unterbringen, weil die Abmessungen äußerst klein gehalten werden können.

Das Ausführungsbeispiel besitzt als Gehäuse eine äußere Hülse 1, einen Deckel 2 und einen Boden 3. Diese Teile bestehen z. B. aus geeignetem Kunststoff und werden nach ihrem Zusammensetzen miteinander verklebt oder verschweißt oder sonstwie miteinander fest verbunden. Der Deckel 2 wird durch eine Druck-

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knopfhülse 4 durchsetzt. Innerhalb dieser Hülse ist die Druckknopfstange 5 untergebracht.

Die Druckknopfstange 5 besteht zweckmäßigerweise mit dem darunter anschließenden querliegenden Isoliermesser 6 aus einem Stück aus isolierendem Werkstoff. Nach unten wird das Isoliermesser 6 durch eine eingesetzte, teilweise geschlitzte Schaltachse 8 verlängert. Innerhalb ihres Schlitzes ist ein unter leichtem Druck der Sperrfeder 16 stehender einarmiger Sperrhebel 9 gelagert, der mit seiner Sperrklinke 10 nach unten aus dem Schlitz der Schaltachse 8 hinausragt.

Über die letztere ist außerdem die Ausschaltfeder 7 geschoben, die sich zwischen dem Isoliermesser 6 und einem eisernen Hohlkern 11 befindet, in den die Schaltachse 8 eingeschoben ist. Der Hohlkern 11 wird von dem Spulenkörper 14 mit der Wicklung 15 umgeben. Seitlich weist der Hohlkern 11 einen Kernlappen 13 auf, der außen an der Hülse 1 entlang parallel zu der Wicklung 15 mit dem eisernen Außenkern 12 in magnetischer Verbindung steht.

In einem Schlitz im unteren, über den Spulenkörper 14 hinausragenden Ende des Hohlkerners 11 ist der als zweiarmiger Hebel wirkende eiserne Auslöseanker 17 schwenkbar gelagert, dessen längeres Ende unter dem Druck einer kleinen Flachfeder 19 steht und dessen kürzeres Ende als Nase 18 ausgebildet ist, die sich in eingeschaltetem Zustand hinter die Sperrklinke 10 des Sperrhebels 9 legt.

Unterhalb des längeren Arms des Auslöseankers 17 ist in dem Boden 3 eine Einstellschraube 20 angeordnet, die von außen zu betätigen ist, so daß die Entfernung zwischen dem Auslösehebel 17 und dem unteren Ende des äußeren Kernes 12 und damit die Sperre zwischen der Nase 18 und der Sperrklinke 10 einzustellen ist. Es ist zweckmäßig, die Einstellschraube 20 mit einer durchgehenden Entladebohrung 21 zu versehen, so daß z. B. durch Einführen eines dünnen Stiftes oder Drahtes die Auslösung des Automaten auch von Hand vorgenommen werden kann, wenn dieser ausgebaut ist. Neben dem Auslöseanker 17 ist ferner unterhalb des Spulenkörpers 14 auch die wärmeempfindliche Feder 23 untergebracht, die sich gegen den ihr gegenüber isolierten Auslöseanker 17 legt.

Der Stromübergang erfolgt über die äußere Kontaktkappe 22 z. B. mittels eines flexiblen, den Boden 3 in einem Schlitz durchsetzenden Leitungsstückes zu der wärmeempfindlichen Feder 23 und von da zu der Wicklung 15., die ihrerseits wieder an den Leistungskontakt angeschlossen ist. Dieser Leistungskontakt besteht aus zwei U-förmig gebogenen Schaltbügeln 25, die mit ihrem Mittelstück in Lagerbuchsen 24 gelagert sind und deren äußere, bogenförmig ausgebildete Schenkel in eingeschaltetem Zustand oberhalb des niedergedrückten Isoliermessers 6 paarweise zusammentreffen und durch die weiter unten erwähnten Andrückfedern 27 aufeinandergepreßt werden.

Der Spulenkörper 14 ist, nach oben durch einen Ansatz 28 verlängert. Dieser Ansatz weist einen Querschlitz 29 auf, in dem das Isoliermesser 6 geführt ist. Oberhalb dieses Querschlitzes ist, um 90° versetzt hierzu, eine Quernut 30 in dem Ansatz 28 vorgesehen, die zur Führung des als Kontaktbrücke 31 ausgebildeten Trennkontaktes dient. Die Mittelschenkel der Schaltbügel 25 sind in Nuten 37 des Ansatzes 28 untergebracht und mit Andrückfedern 27 versehen, die sich gegen die Innenwandung der Hülse 1 legen und dadurch die Enden der Schaltbügel 25 gegeneinanderdrücken.

Außerdem besitzt einer der Schaltbügel 25 eine Kontaktfeder 26, die sich gegen eine federnde Kon-

taktfahne 32 legt, die mit einem in dem Deckel 2 eingelassenen Brückenstift 33 verbunden ist. Gegenüber diesem ist der nach außen führende Kontaktstift 34 in dem Deckel 2 angebracht. Die beiden Stifte 33 und 34 werden miteinander durch die verschiebbare Kontaktbrücke 31 verbunden, die von der Druckknopfstange 5 durchsetzt wird. Zu beiden Seiten weist die Kontaktbrücke 31 nach unten ragende Führungsstifte 35 auf, die zur Führung der übergeschobenen Schaltfedern 36 dienen, deren andere Enden in dem Ansatz 28 anliegen.

Der Stromdurchgang erfolgt somit von der Wicklung 15 über die Schaltbügel 25 zu der Kontaktfeder 26 und von da über die Kontaktfahne 32 zu dem Brückenstift 33. Dieser ist über die bewegliche Kontaktbrücke 31 mit dem Kontaktstift 34 verbunden. Die Schaltbügel 25 und die Kontaktbrücke 31 sind also hintereinandergeschaltet.

Die Wirkungsweise ist folgende: In eingeschaltetem Zustand gemäß Abb. 1 und 2 ist das Isoliermesser 6 niedergedrückt, die Schaltbügel 25 liegen fest aufeinander, und die Kontaktbrücke 31 liegt an den Stiften 33 und 34 an. Der Stromdurchgang erfolgt also von der Kontaktkappe 22 über die wärmeempfindliche Feder 23, die Wicklung 15, die Schaltbügel 25 und die Kontaktbrücke 31 zu dem Kontaktstift 34.

Bei einem auftretenden Kurzschluß wird der Auslöseanker 17 durch elektromagnetische Wirkung schlagartig von dem Außenkern 12 angezogen. Dabei senkt sich seine Nase 18 und gibt die Sperrklinke 10 frei. Da nun das Isoliermesser 6 mit seiner Schaltachse 8 unter dem Druck der gespannten Ausschaltfeder 7 steht, schnellt es nach oben und trennt dabei die Schaltbügel 25 mit großer Geschwindigkeit. Ein Kurzschlußlichtbogen wird dadurch schnell gelöscht. Außerdem sind die Schaltbügel 25 in ausgeschaltetem Zustand von dem hochstehenden Isoliermesser 6 vollkommen voneinander getrennt, und es kann kein Überschlag stattfinden.

Die Bewegung des Isoliermessers 6 und damit auch der Schaltachse 8 wird durch den Sperrhebel 9 nicht verhindert, weil dessen Sperrklinke 10 durch seine abgeschrägte Ausbildung und durch die an dieser Stelle ebenfalls abgeschrägte Wandung des Hohlkernes 11 abgleitet und in den Schlitz der Schaltachse 8 zurückgeht. Durch die Bewegung des Isoliermessers 6 ist auch die Drucklcnopfstange 5 nach oben gegangen, so daß deren äußeres Ende mit der Druckknopf hülse 4 abschließt und der abgeschaltete Zustand von außen sichtbar ist.

Die Wärmeauslösung geschieht in der gleichen Weise, da die wärmeempfindliche Feder 23 bei unzulässig ansteigendem Strom den Auslöseanker 17 anhebt. Der Selbstschalter nach der Erfindung besitzt somit nicht nur eine elektromagnetische Schnellauslösung, sondern auch eine thermische Auslösung.

Beim Einschalten werden die Druckknopfhülse 4 und die Druckknopfstange 5 zwangläufig gemeinsam von Hand niedergedrückt. Dabei entfernt sich die Kontaktbrücke 31 von den Stiften 33 und 34, wobei gleichzeitig die Schaltfedern 36 gespannt werden. Ferner geht das Isoliermesser 6 zurück und spannt bei dieser Bewegung die Ausschaltfeder 7. Der Sperrhebel 9 kann nun wieder aus dem Schlitz der Schaltachse 8 austreten und sich durch die abgeschrägte Ausbildung der Sperrklinke 10 hinter die Nase 18 des Auslöseankers 17 legen. Damit ist die gespannte Lage des Isoliermessers 6 gesichert, und die Schaltbügel 25 sind durch den Druck der Andrückfedern 27 wieder geschlossen.

Claims (7)

Solange jedoch die Druckknopf hülse 4 niedergedrückt bleibt, ist der Stromdurchgang zu dem Kontaktstift 34 trotzdem unterbunden, da die Kontaktbrücke 31 noch niedergedrückt ist. Erst wenn die Druckknopfhülse 4 losgelassen wird, geht sie durch die Schaltfedern 36 zusammen mit der Kontaktbrücke 31 wieder nach oben, und die letztere stellt die Verbindung zwischen den Stiften 33 und 34 her. Ist in dem betreffenden Stromkreis kein Kurzschluß vorhanden, bleibt das Isoliermesser 6 gespannt, und der Stromdurchgang erfolgt, wie bereits beschrieben. Dabei ist der eingeschaltete Zustand durch die niedergedrückt bleibende Druckknopfstange 5 von außen sichtbar. Besteht dagegen der Kurzschluß weiter, so wird das Isoliermesser 6 sofort wieder ausgelöst, und es bewirkt die Trennung der Schaltbügel 25. Die Schaltbügel 25 wirken somit stets als schaltbereite Leistungskontakte, während die Kontaktbrücke 31 die Sicherheit dafür bietet, daß ohne Gefahr auch auf einen bestehenden Kurzschluß geschaltet werden kann. Die Möglichkeit, die Auslösung von außen zu verhindern, besteht nicht, weil erst nach dem Loslassen der Druckknopf hülse 4 die Kontaktbrücke 31 schließt. Die vorbeschriebenen verschiedenen Schaltstellungen sind schematisch in den Abb. 3 bis 5 in auseinandergezogener Weise dargestellt. Aus der Abb. 3 (Ausschaltstellung) ist zu ersehen, daß die Schaltbügel 25 durch das Isoliermesser 6 voneinander getrennt sind, während die Kontaktbrücke 31 eingeschaltet ist. Während des Niederdrückens (vgl. Abb. 4) geht zusammen mit dem Isoliermesser 6 auch die Kontaktbrücke 31 zurück, so daß die Schaltbügel 25 zwar geschlossen werden, aber die Kontaktbrücke 31 offen ist. Nach dem Loslassen der Druckknopfhülse 3 und der Druckknopfstange 5 geht die Kontaktbrücke 31 selbsttätig in die Schließstellung zurück, während das Isoliermesser 6 in seiner gespannten Lage verbleibt, falls kein Kurzschluß auf der Leitung ist (Abb. 5). Ist dagegen ein Kurzschluß vorhanden, schaltet das Isoliermesser 6 sofort wieder in die Ausschaltstellung nach Abb. 3 ab. Patentansprüche: 4g

1. Elektromagnetischer Kleinselbstschalter, dessen durch Überstrom ausgelöster Leistungskontakt in Reihe mit einem Trennkontakt geschaltet ist, wobei während des Einschaltvorgangs von Hand, z.B. mittels eines Druckknopfes, der Trennkontakt sich für die Zeit der Druckknopfbetätigung öffnet und sich dann nach dem Loslassen des Druckknopfes wieder schließt, dadurch gekennzeichnet, daß das die Trennung des als U-förmiger, gegebenenfalls parallel unterteilter Schaltbügel (25) ausgebildeten zweiteiligen Leistungskontaktes beim Auslösen mit hoher Geschwindigkeit durchführende Isoliermesser (6) derart ausgebildet ist, daß es den Raum, in dem der Leistungskontakt untergebracht ist, beim Auslösen in zwei getrennte Kammern unterteilt und die Kontaktteile des Leistungskontaktes vollständig voneinander isoliert, und daß es mit einer Drucklcnopfstange (5) versehen ist, die in einer den Deckel (2) durchsetzenden Druckknopfhülse (4) untergebracht ist, die mit dem z. B. als Kontaktbrücke (31) ausgebildeten und unter Federdruck stehenden Trennkontakt verbunden ist.

2. Kleinselbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wicklung (15) tra-

gende Spulenkörper (14) von einem die zentrisch angeordnete, unter Spannung der Ausschaltfeder (7) stehende und mit dem Isoliermesser (6) fest verbundene Schaltachse (8) in sich aufnehmenden Hohlkern (11) aus ferromagnetischem Material durchsetzt ist, der an einer Seite oben einen Kernlappen (13) als Verbindung zu dem außerhalb der Spulenwicklung (15) parallel zu der Spulenachse verlaufenden Außenkern (12) aufweist und in dessen unterem geschlitztem Ende ein zweiarmiger Auslöseanker (17) gelagert ist, der bei Erregung der Wicklung (15) infolge eines Kurzschlusses entgegen dem Druck einer kleinen Flachfeder (19) gegen den Außenkern (12) schlägt.

3. Kleinselbstschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich beim Einschalten durch das gemeinsame Niederdrücken von Druckknopfhülse (4) und Druclcknopfstange (5) und damit auch der teilweise geschlitzten Schaltachse (8) in den Hohlkern (11) hinein ein in dem Schlitz der Schaltachse (8) untergebrachter und in eine Sperrklinke (10) auslaufender, unter dem Druck einer Sperrfeder (16) stehender Sperrhebel (9) infolge seiner Abschrägung sich hinter eine Nase (18) des Auslöseänkers (17) legt und in eingeschaltetem Zustand das niedergedrückte Isoliermesser (6) festhält, während beim Ansprechen des Auslöseankers (17) dessen Nase (18) die Sperrklinke (10) freigibt, so daß die durch das Niederdrücken gespannte Ausschaltfeder (7) das Isoliermesser (6) nach oben schnellt und dadurch die freien gegeneinander anliegenden Schenkel der Schaltbügel (25) mit hoher Geschwindigkeit voneinander trennt sowie außerdem gleichzeitig der Sperrhebel (9) wegen der Abschrägung an seiner Sperrklinke (10) und an der betreffenden Stelle des Hohlkernes (11) in den Schlitz der Schaltachse (8) zurückgeht.

4. Kleinselbstschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Auslöseankers (17) in dem Boden (3) eine Einstellschraube (20) angeordnet ist, die zweckmäßigerweise eine durchgehende Bohrung (21) zur willkürlichen Auslösung von Hand aufweist.

5. Kleinselbstschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der etwa in Höhe des Auslöseankers (17) liegende, mit der äußeren Kontaktkappe (22) und mit der Wicklung (15) hintereinander in leitender Verbindung stehende federnde Bimetallstreifen (23) so angeordnet ist, daß er bei unzulässig hoher Erwärmung durch den Stromdurchgang den hiervon isolierten Auslöseanker (17) anhebt und dadurch das Ausschalten der Schaltbügel (25) bewirkt.

6. Kleinselbstschalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (14) mit einem nach oben ragenden Ansatz (28) versehen und so gestaltet ist, daß darin in einem Querschlitz (29) das Isoliermesser (6) geführt ist, und daß darüber, um 90° versetzt hierzu, eine Quernut (30) zur Führung der Kontaktbrücke (31) angeordnet ist, deren Schaltfedern (36) durch ihre Führungsstifte (35) geführt und durch den Ansatz (28) gehalten sind.

7. Kleinselbstschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in außenliegenden Nuten (37) des Spulenkörperansatzes (28) die Lagerbuchsen (24) der Mittelteile der Schaltbügel (25) eingelassen sind, die mit sich gegen die Außenhülse (1) stützenden Andrückfedern (27)