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Schaltmechanismus für Installationsselbstschalter Bei Kleinselbstschaltem
wird bei kleinsten Baumaßen eine sehr hohe Schaltleistung verlangt, damit die an
der Einbaustelle möglichen Kurzschlußströme in jedem Fall sicher geschaltet werden
können. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein besonders schnell arbeitender Schaltmechanismus
verwendet. Es sind bereits Schalter bekannt, bei denen aus wenigen Teilen ein sicher
verrastender und frei auszulösender Schaltmechanismus aufgebaut ist. Bei diesen
Schaltern wird ein Spannhebel, der sich mit seiner einen Seite an einer Auslöseklinke
abstützt und mit seiner anderen Seite den Schaltschieber bewegt, durch einen Einschaltdruckknopf,
der auf ein Kniegelenk als Zwischenglied einwirkt, beim Betätigen über die Totpunktlage
verspannt, womit die Einschaltstellung des Gerätes gegeben ist. Es sind weiterhin
Mechanismen bekannt, die statt eines Kniegelenkes nur einen Kniehebel besitzen,
der mit dem Einschaltdruckknopf zusammen ein Kniehebelsystem bildet und in einer
Gehäuseführung verrastet. Der Spannhebel betätigt hierbei den Schaltschieber und
drückt die daran befestigte Kontaktbrücke gegen die festen Kontakte, wobei eine
Kontaktdruckfeder gespannt wird.
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Diese Schalter haben, bedingt durch ihre wenigen Teile, kleine bewegte
Massen und besitzen deshalb einen kleinen Ausschaltverzug, der in der Größenordnung
von 1. bis 2 m/s liegt, wobei unter dem Ausschaltverzug die Zeit vom Kurzschlußbeginn
bis zum Beginn der Kontakttrennung zu verstehen ist. Trotz dieser kurzen Zeit kommt
es immer wieder vor, daß die Kontakte im Kurzschlußfall durch Wärmewirkungen an
der Stromübergangsstelle oder durch dynamisches Abheben verschweißen und so die
Funktionssicherheit des Gerätes aufheben. Das sicherste Mittel, solche Kontaktverschweißungen
zu verhindern, ist, den Ausschaltverzug noch weiter zu verkleinern, so daß bei der
Kontakttrennung der zu beherrschende Kurzschlußstrom noch nicht die Werte erreicht
hat, durch die die vorhergenannten Wirkungen hervorgerufen werden. Bei den oben
beschriebenen Schaltern ist eine Verkleinerung des Ausschaltverzuges nicht mehr
möglich, da in bezug auf Kleinheit der Massen und günstige Systemanordnung bereits
ein Optimum vorhanden ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltmechanismus
zu schaffen, bei dem der Ausschaltverzug nur noch 0,5 bis 0,7 m/s beträgt. Bei diesen
Zeiten sind die auftretenden Wärmewirkungen an den Kontakten noch nicht so groß,
daß die Kontakte verschweißen. So folgt auch bei dem dynamischen Abheben der Kontakte,
das, durch den Kurzschlußstromanstieg bedingt, erst nach 0,3 bis 0;4m/s erfolgen
kann, der Beginn der Kontakttrennung so unmittelbar darauf, daß die beweglichen
Kontakte nicht mehr auf die festen Kontakte zurückfallen, sondern gleich in die
Öffnungsbewegung übergehen. Ein solches Schaltersystem ist praktisch schweißfest.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaltmechanismus für Installationsselbstschalter
mit einem Verbindungsglied zwischen einem Betätigungsdruckknopf und einem Spannhebel,
bei dem die Verbindung mit dem Druckknopf über eine in einem Schlitz geführte und
an diesem verrastende Achse erfolgt und der Spannhebel einerseits mit einer Auslöseklinke,
andererseits mit einem Schaltschieber zusammenarbeitet. Sie besteht darin, daß das
Verbindungsglied federnd ausgebildet und derart mit dem Spannhebel verbunden ist,
daß auf diesen ein Drehmoment ausgeübt wird. Somit ist erreicht, daß durch die Rückzugfeder
des Schaltschiebers nur mehr der Schaltschieber mit seinen Kontakten bewegt werden
muß, der Spannhebel dagegen durch den zusätzlichen Kraftspeicher, der in dem Verbindungsglied
besteht, bewegt wird, so daß sich der erforderliche vorteilhafte kurze Abschaltverzug
ergibt.
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Als Verbindungsglied kann eine Omegafeder dienen, die den Vorzug des
geringsten Platzbedarfs hat. Durch die Verwendung des federnden Verbindungsgliedes
kann auf eine Kontaktdruckfeder im Schaltschieber verzichtet werden, da dessen Funktion
durch das Verbindungsglied selbst übernommen werden kann, wenn der Schaltschieber
nur den Kontakt als Anschlag hat. Der Wegfall der Kontaktdruckfeder bedeutet eine
Vereinfachung des Mechanismus sowie eine vorteilhafte Verkleinerung der Masse des
Schaltschiebers.
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In der Zeichnung ist in den Abb. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel der
Eründung dargestellt, und zwar ist in Abb. 1 die Ausschaltstellung, in Abb. 2 die
Einschaltstellung und in
Abb. 3 der Auslösezustand unmittelbar nach
der Klinkenauslösung wiedergegeben.
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An einem Einschaltdruckknopf 1 ist als Verbindungsglied 3 auf einer
Achse 2 das eine Ende einer Omegafeder gelagert. Das andere Ende der Omegafeder
3 ist über den Haltepunkt 4 gelenkig mit dem Spannhebel 5 verbunden. Dieser Spannhebel
5 ist mit seinem einen Ende 6 an der Nase 7 der Auslöseklinke 8 verklinkt, mit seinem
anderen Ende 9 wird der Schaltschieber 10 mit der mit ihm verbundenen Kontaktbrücke
11 betätigt. Eine Rückzugfeder 12 hält den Schaltschieber 10 mit seiner Kontaktbrücke
11 in der Ruhestellung. In dieser Stellung ist die Omegafeder 3 entspannt. So wird
bei der Einschaltung über die Achse 2 die in einem in eine Platine oder im Gehäuse
angeordneten Schlitz 13 geführt ist, gespannt und nimmt dabei über die Achse 4 den
Spannhebel 5 mit, der seinerseits mit seiner Achse 14 ebenfalls in einem in einer
Platine oder im Gehäuse angeordneten Schlitz 15 geführt ist.
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Beim Einschaltvorgang bewegt das freie Ende 9 des Spannhebels 5 den
Schaltschieber 10 bis zur Kontaktberührung. Durch die weitere Einschaltbewegung
bis zur Verrastung der Achse 2 an der Flanke 16 am Schlitz 13 durch Überschreiten
der Totpunktlage des Verbindungsgliedes wird die Omegafeder 3 gespannt. Ihre Kraft
wirkt über den Spannhebel 5 und den Schaltschieber 10 auf den Kontakt 11 und bestimmt
somit den Kontaktdruck.
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Bei Überstrom oder Kurzschluß bewirkt ein nicht gezeichneter Magnetauslöser
eine Kraftwirkung auf die Auslöseklinke 8 in der angegebenen Pfeilrichtung und hebt
die Verklinkung des Spannhebels 5 auf. Dieser dreht sich unter der Einwirkung der
Federkraft des Verbindungsgliedes 3 der Omegafeder; da deren Haltepunkt 4 gegen
die Achse 14 des Spannhebels 5 versetzt ist und auf Grund der Kraftrichtung in einer
den Schaltschieber 10 freigegebenen Richtung. Der Schaltschieber 10 bewegt
sich gleichzeitig unter der Kraft seiner Rückzugfeder 12 infolge seiner , geringen
Masse mit hoher Beschleunigung in seine Ruhelage. Durch das federnde Verbindungsglied
3 als Kraftspeicher kann der Schalthebel s unabhängig von der Bewegung des Schaltschiebers
10 erfolgen. Diese Anordnung ergibt den Vorteil, daß sich trotz kleinster Bauform
des Schaltmechanismus und der damit verbundenen begrenzten Federkräfte durch Hinzufügen
des Verbindungsgliedes 3 als Kraftspeicher und der getrennten Betätigung der zu
bewegenden Teile eine starke Verkürzung des Anschlagverzugs im Falle einer Klinkenauslösung,
wie sie beim Kurzschluß erfolgt, ergibt.
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Die erfolgte Auslösung ist in der Abb. 3 dargestellt. Durch eine nicht
gezeichnete Rückzugfeder wird der Betätigungsdruckknopf 1 und damit der Spannhebel
5 in seine Ruhelage gebracht, so daß sich die Grundstellung nach der Abb. 1 ergibt.
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Bei der Handausschaltung wird ein Schaltdruckknopf 18 gedrückt, der
die Klinke 19 mitnimmt, die mit ihrem freien Ende 20 unter den Vorsprung
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der Omegafeder 3 greift, und dabei das System aus der Verrastung an der
Flanke 16 des Schlitzes 13 heraushebt. Nach dem Entspannen der Omegafeder 3 führt
die nicht gezeichnete Knopfrückzugfeder den Ausschaltdruckknopf 18 in die Ausgangsstellung
zurück. Bei der Handabschaltung kommt der in dem Verbindungsglied; der Omegafeder
3, bestehende Kraftspeicher nicht zur Geltung. Eine überbeanspruchung der Kontakte
kann jedoch nicht auftreten, da Handabschaltungen immer bei niederer Last erfolgen.