DE1151059B - Strombegrenzender Selbstschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen strombegrenzenden Selbstschalter, der seine Schaltstücke im Uberstromfalle unter der dynamischen Wirkung des über die Schaltstücke fließenden Stromes öffnet.

Bei Schaltgeräten ist es bekannt, die den Kontaktdruck verringernde dynamische Wirkung zu vermindern bzw. ein Schaltgerät so zu bauen, daß eine Kontaktdruckverstärkung erfolgt.

Es ist auch schon bekannt, bei einem Schaltgerät durch die dynamische Wirkung eine Kontaktdruckverstärkung zu erzielen und durch die unter der dynamischen Wirkung erfolgende Bewegung der Schaltstücke eine Sperre auslösen zu lassen, nach deren Lösung die Schaltstücke in die Kontaktöffnungsstellung gehen.

Die Schwierigkeit bei derartigen Schaltgeräten liegt darin, daß die dynamische Wirkung sich auf beide Schaltstücke eines Kontaktsystems erstreckt, also sowohl auf das sogenannte bewegliche Schaltstück als auch auf sein festes Schaltstück genanntes Gegenschaltstück. Bei dem bekannten Schalter erfolgt unter der dynamischen Wirkung zunächst eine Bewegung der Schaltstücke in Einschaltrichtung, und zwar beider Schaltstücke. Erst danach geht die Kontakttrennung vor sich. Da der Kontaktdruck nur mittelbar über eine an dem Gegenschaltstück für das bewegliche Schaltstück angreifende Feder erzeugt wird, läßt sich eine sichere Kontaktdruckverstärkung nicht erzielen, und es kann sich ein Schwellbereich mit verringertem oder labilem Kontaktdruck ergeben.

Diese Nachteile beseitigt die Erfindung dadurch, daß bei an sich bekannter Beweglichkeit sowohl des beweglichen Schaltstückes als auch seines Gegenschaltstückes die Berührungs- oder Trennstelle, d. h. die Stromübergangsstelle beider Schaltstücke, sich durch die Kraftwirkung des Stromes nur in Ausschaltrichtung bewegt, d. h. daß auf die Berührungsoder Trennstelle nur ein in Ausschaltrichtung verlaufendes Drehmoment wirksam ist.

Dadurch führt nur ein solcher Stromwert zu einer Kontaktöffnung, der zuvor einen gesteigerten, größtmöglichen Kontaktdruck ergeben hat.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in einpoliger Darstellung in drei verschiedenen Schaltstellungen wiedergegeben. Darin zeigt

Fig. 1 normale Einschaltstellung mit beginnendem Kurzschlußstrom,

Fig. 2 ein dynamisch geöffnetes System mit entspannter Sperre und Lichtbogenstrom,

Fig. 3 eine normale Ausschaltstellung mit zurückgeführtem Schalthebel und gespannter Sperre.

Strombegrenzender Selbstschalter

Anmelder:

Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1

Gerhard Hillebrand und Dipl.-Ing. Alexander Reiss,

Neumünster,
sind als Erfinder genannt worden

Gemäß Fig. 1 bilden die Schaltstücke 3 und 4 miteinander eine enge langgestreckte Schleife, die sich im Kurzschlußfall durch elektrodynamische Kräfte öffnen will, d. h., die Schaltstücke streben auseinander. Die Schaltstücke werden senkrecht zur Stromflußrichtung innerhalb der Schleife pro Längeneinheit mit einer bestimmten Kraft beaufschlagt. Durch Unterteilung des beweglichen Schaltstückes 4 mittels des Lagerpunktes 10 in die Abschnitte 11 und

12 ergibt sich ein dynamisch neutrales Verhalten des Schaltstückes, indem die Summe der rechts- und linksdrehenden Momente Null ergibt. Das Schaltstück 3 ist durch seinen Drehpunkt 5 so in die Abschnitte 8 und 9 unterteilt, daß sich bei Überstrom ein Moment in Kontaktandruckrichtung ergibt. Unter der Wirkung dieses Differenzmomentes bewegt sich das Schaltstück3 um seinen Drehpunkts in Richtung der Pfeile 26 und 27. Dadurch wird das Schaltstück 4 in Richtung der Pfeile 28 und 29 um seinen Drehpunkt 10 gedreht, wobei die Kontaktdruckfeder

13 sich längt und zwischen den Schaltstücken 3 und 4 einen erhöhten Kontaktdruck hervorruft.

Durch die Bewegung des Schaltstückes 4 wird mittels des Hebels 17 das Kniegelenk 15 über das Lager 16 in Richtung des Pfeiles 30 um seinen Drehpunkt 18 über seine Strecklage hinaus verstellt. Nach Überschreiten der Strecklage des Kniegelenks 15 wird seine Feder 14 öffnend wirksam, der Drehpunkt 10 wird unwirksam, das Schaltstück 4 wird durch die Kontaktdruckfeder 13 mit seiner Aufhängung 21 im Schlitz 22 der Traverse 2 in Pfeilrichtung 31 gegen den oberen Anschlag des Schlitzes 22 geführt, wodurch sich durch den Bolzen 21 und die Führung 22 ein neuer Lagerpunkt für die Bewegung des Schaltstückes 4 in Ausschaltrichtung ergibt. Diese Ausschaltbewegung wird sowohl durch die Feder 14 be-

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wirkt als auch durch die am Schaltstück 4 durch Fortfall des Drehpunktes 10 voll wirksam werdenden dynamischen Kräfte der Stromschleife bis zur Abstützung des Kniegelenks 15 am festen Anschlag 19 und zur Verlöschung des Lichtbogens. Es ergibt sich ein Schaltzustand nach Fig. 2, in der das Schaltstück 3 noch in seiner dynamisch wirkenden Lage gezeichnet ist, das jedoch unverzüglich nach Erlöschen des Lichtbogens durch die Hilfsfeder7 wieder in seine Normallage am Anschlag 6 zurückgeführt wird.

Fig. 3 zeigt das System in seiner normalen Ausschaltlage. Die Änderung gegenüber Fig. 2 besteht darin, daß der Schaltarm mittels der Schaltwelle 25 in Aus-Stellung gebracht wurde. Des weiteren wurde das Kniegelenk entweder bei der Ausschaltbewegung automatisch oder von Hand zurückgestellt.

Der Zustand nach Fig. 1 kann durch das Antreiben der Schaltwelle 25 wiederhergestellt werden.

Das einem festen Schaltstück entsprechende Gegenschaltstück 3 für das bewegliche Schaltstück 4 ist wie üblich auf der Grundplatte 1 des Schaltgerätes gelagert. Der Anschlag 6 besteht zweckmäßig aus emem das Schaltstück umfassenden Bügel, der auf die Grundplatte 1 aufgesetzt ist.

Die Traverse 2 trägt das ganze System des beweglichen Schaltstückes 4. Die den Kontaktdruck erzeugende Feder 13 ist einerseits an einem Stift oder Bolzen 20 der Traverse 2, andererseits an einem Ansatz, Stift oder Bolzen 21 des beweglichen Schalt-Stückes 4 aufgehängt. Der Anschluß der Schaltstücke 3, 4 erfolgt durch die flexiblen Leitungen 23, 24.

Die Schaltwelle 25 wird durch den nicht dargestellten Schaltmechanismus des Gerätes (Antrieb, Schaltschloß) unter Aufladung einer Rückholfeder und im Überstromfalle unter Vermittlung von das Schaltschloß freigebenden Auslösern verstellt. Das Kontaktsystem ist dann starr mit der Traverse 2 gekuppelt. Im Falle von Kurzschlüssen ist die starre Kupplung zwischen der Traverse und dem beweglichen Schaltstück aufgehoben, und dieses geht unabhängig von der Bewegung der Traverse 2 unter Strombegrenzung in die Ausschaltstellung. Die Wiederherstellung des Sperrzustandes des Kniegelenks erfolgt mit Bewegung der Traverse 2, z. B. über einen Mitnehmer des Schaltmechanismus.

Selbstverständlich kann das System auch ohne Schaltwelle 25 verwendet werden. Der Antrieb und die Ausschaltung, z. B. durch Auslöseglieder, kann dann über das Kniegelenk erfolgen.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Strombegrenzender Selbstschalter mit durch die elektrodynamische Wirkung des über die Kontakte fließenden Stromes bewirkter Kontaktdruckverstärkung und durch die Bewegung der Schaltstücke erfolgender Lösung einer die Schaltstücke entgegen der dynamischen Wirkung in der Schließstellung haltenden Sperre, dadurch ge- kennzeichnet, daß bei an sich bekannter Beweglichkeit sowohl des beweglichen Schaltstückes (4) als auch seines Gegenschaltstückes (3) die Berührungs- oder Trennstelle, d. h. die Stromübergangsstelle beider Schaltstücke, sich durch die Kraftwirkung des Stromes nur in Ausschaltrichtung (27, 28) bewegt, d. h. daß auf die Berührungs- oder Trennstelle nur ein in Ausschaltrichtung verlaufendes Drehmoment wirksam ist.

2. Strombegrenzender Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenschaltstück (3) als ungleicharmiger Hebel ausgeführt ist, der von einem vorzugsweise ihn umfassenden Anschlag (6) durch eine Stellfeder (7) in der Ruhelage gehalten ist und aus der Ruhelage nur gegen die Kraft dieser Stellfeder bewegt werden kann.

3. Strombegrenzender Selbstschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überstrom unter der dynamischen Wirkung des Stromes zunächst nur das Gegenschaltstück (3J die Ausschaltbewegung verursacht und das andere Schaltstück (4) unter Verstärkung der Kraft einer an ihm angreifenden Feder (13) an dieser Bewegung teilnimmt, bis nach Lösen einer Sperre (16) die eingeleitete Kontaktöffnung erfolgt ist.

4. Strombegrenzender Selbstschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Schaltstück (4), solange es gesperrt ist, einen zweiarmigen Hebel bildet, an dem sich die an beiden Armen wirksamen dynamischen Kräfte aufheben.

5. Strombegrenzender Selbstschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Schaltstück (4) nach Lösung der Sperre als einarmiger Hebel wirkt.

6. Strombegrenzender Selbstschalter nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Schaltstück (4) in seiner Mitte von einem Kniegelenkmechanismus (15) gehalten wird und an seinem geführten Ende mit einem Zapfen, Bolzen (21) od. dgl. von einer seine Bewegung begrenzenden Führung (22) umfaßt ist, so daß entweder das Kniegelenk (Bolzen 10) oder der an seinem Ende vorhandene Bolzen (21) das Lager für das bewegliche Schaltstück bildet.

7. Strombegrenzender Selbstschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine an den Endpunkten des Kniegelenks (15) angreifende Feder (14), die durch die dynamische Stromwirkung eingeleitete Schaltstückbewegung nach Lösung der Sperre unterstützt.

8. Strombegrenzender Selbstschalter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Schaltstück (4) samt der Sperre (15) und einer an dem beweglichen Schaltstück angreifenden, den Kontaktdruck erzeugenden Feder (13) von einer Schalttraverse (2) gehalten wird, die mit einer z. B. durch einen Auslösemechanismus gesteuerten Schaltwelle (25) so gekuppelt ist, daß das bewegliche Schaltstück bei in der Sperrstellung befindlicher Sperre starr mit der Traverse gekuppelt und durch die Bewegung der Traverse in die Ausschaltstellung zu bringen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1107 330;
USA.-Patentschrift Nr. 2 839 632.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 309 619/214 6.