DE1197964B - Fuer hoehere Stromstaerken geeigneter Selbstschalter mit elektromagnetischen und/oder thermischen Ausloesern und Strombegrenzung - Google Patents

Description

• Für höhere Stromstärken geeigneter Selbstschalter mit elektromagnetischen undfoder, thermischen Auslösern und Strombegrenzung, Die Erfindung betrifft einen für höhere Stromstärken geeigneten Selbstschalter mit elektromagnetischen und bzw. oder thermischen Auslösern und Strombegrenzung, der mit einer Sperre versehen ist, die die beweglichen Schaltstücke bei elektrodynamischer Öffnung gegen Rückgang in die Einschaltlage sperrt.
• Sollen Selbstschalter strombegrenzend wirken, müssen sie bereits vor dem Erreichen des Scheitelwerts des Kurzschlußstromes öffnen; das macht bei einem Wechselstrom von 50 Hz Schaltzeiten unter 5 ms erforderlich. Solche Schaltzeiten sind mit normalen Auslösern infolge der Verzugszeiten schwer zu erreichen.
• Zur Erreichung dieses Zieles ist es bekannt, die dynamischen Abhebekräfte einer kurzschlußstromdurchflossenen Schleife, gebildet aus festem und beweglichem Kontaktstück, auszunutzen.
• Strombegrenzende Selbstschalter sind dann meist so ausgelegt, daß sie bei Überströmen und leichten Kurzschlüssen über das von den Auslösern- freigegebene Schaltschloß öffnen und bei höheren Kurzschlußströmen elektrodynamisch aufschleudern.
• Bei den meist bekannten Selbstschaltern muß bei der Kontaktöffnung die in Richtung der Kontaktschließstellung wirkende Kontaktandruckfeder mit stetig wirkender Kraft ständig gleicher Richtung vom Schaltermechanismus mit überwunden werden. Dabei besteht die Gefahr, daß, wenn der Schalter bei einem Kurzschluß nicht mit genügender Geschwindigkeit öffnet und in eine stabile Endstellung fällt, durch die unterschiedlichen Abhebekräfte während der einzelnen Wechselstromperioden die Kontaktstücke so lange ständig öffnen und schließen, bis auch das Schaltschloß ausgelöst und den Schalter endgültig geöffnet hat. Während dieser Zeit, die allgemein. einige hundertstel Sekunden beträgt, sind unter solchen Bedingungen die Kontaktstücke dauernden Lichtbogeneinwirkungen ausgesetzt, die starke Abbrandschäden auftreten lassen und die Verschweißneigung beträchtlich erhöhen.
• Eine wesentliche Verbesserung wurde für einen elektrodynamisch öffnenden Selbstschalter schon dadurch erreicht, daß man eine Labilfeder verwendet, die Kontaktschluß- und Kontaktöffnungsstellung bewirkt und deren eine an dem beweglichen Kontaktstück angreifende Kraftkomponente sich beim elektrodynamischen Aufschleudern umkehrt und so das bewegliche Kontaktstück unabhängig vom gekuppelten sonstigen Auslösemechanismus in die Öffnungsstellung bringt.
• Die Labilfeder soll dabei so ausgelegt sein, daß ein. möglichst weiter Kurzschlußstrombereich erfaßt wird; d. h. sie wird praktisch für einen vorgesehenen mittleren Wert ausgelegt. Für enge Bereiche um diesen Wert arbeitet der Schalter dann zufriedenstellend, treten jedoch extrem hohe Kurzschlußströme auf, so setzen Rückprellungen aus der Endlagenstellung des beweglichen Kontaktstückes heraus ein, deren Kräfte unter Umständen ausreichen, die noch vorhandene Abhebekraft des Kontaktsystems und die Öffnungsfederkraft der Labilfeder wieder zu überwinden und den Schalter einzuschalten. Gerade bei solchen extrem hohen Strömen treten dann Wiederzuschaltungen auf, die besonders gefährlich für die zu schützende Anlage und auch für den Schalter sind.. Die Schalterkontaktstücke verschweißen und sind unter Umständen nicht mehr zu öffnen.
• Auch können an sich hohe Kurzschlußströme Kräfte hervorrufen, die nicht mehr ganz zur Überwindung des Labilfederkippunktes, also für die Ausschaltung ausreichen, was ebenfalls unerwünscht ist.
• Es muß daher eine Sperrung gegen eine Wiederzuschaltung bei einmal erfolgter dynamischer Schalteröffnung auch bei Zwischenstellung erfolgen.
• Bei einer bekannten Ausführung sind für eine Sperrung vom Kurzschlußstrom erregte Elektromagnete vorgesehen, durch deren Ansprechen bei oder vor Erreichen der elektrodynamischen Abhebestromstärke Kontaktsperrglieder betätigt werden, die die beweglichen Schaltstücke in abgehobener Lage vor der endgültigen Ausschaltstellung gegen Rückgang in die Einschaltlage sperren.
• Das bedeutet einen erhöhten Aufwand und eine zusätzlich störanfällige Mechanik, zumal weil die erforderliche hohe Geschwindigkeit des Einsetzens der Sperre sehr kleine Massen und Trägheitsmomente erfordert. Es ergibt sich zusätzlich die Notwendigkeit einer genauen Justierung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Mängel durch eine einfache, robuste und ohne Aufwand herzustellende Sperre an einem strombegrenzenden Schalter zu beheben.
• Sie wird dadurch gelöst, daß federnde, an ortsfesten Teilen des Schalters angebrachte Verrastungsglieder mit Raststufen Verwendung finden, die das bewegliche Schaltstück bei seiner Öffnungsbewegung ungehemmt in eine der Öffnungsgeschwindigkeit entsprechende Raststufe, gegebenenfalls in die Rast-Endstufe, einrasten lassen und eine Rückbewegung vor Drehung der Schaltwelle in die Öffnungslage verhindern.
• Zweckmäßig bestehen dazu die Verrastungsglieder auf einarmigen Blattfedern, deren freie, um 90 ° verdrehte Enden an den hohen Kanten Raststufen aufweisen. In diese Raststufen greifen am beweglichen Schaltstück angeordnete Verrastungszapfen ein.
• Die Erfindung wird an Hand der Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung näher erläutert, in der drei Schaltstellungen eines Schalters dargestellt sind. Es zeigt F i g. 1 den Schalter in seiner Einschaltstellung, F i g. 2 den elektrodynamisch in seine Endstellung aufgeschleuderten und gesperrten Schalter, F i g. 3 den entsperrten Schalter in seiner Endstellung nach der Schaltwellenbewegung.
• Der in den Figuren dargestellte -Selbstschalter besteht aus einem Schaltstückträger 1, der von einer Schaltwelle 2 geschwenkt werden kann und an dem an der Lagerstelle 3 ein bewegliches Schaltstück 4 gelagert ist. Ein Verrastungszapfen 5 am beweglichen Schaltstück 4 dient zusätzlich zur einseitigen Befestigung der Labilfeder 6, die auf der anderen Seite an der Befestigungsstelle 7 des Schaltstückträgers 1 eingespannt ist. Ein Verrastungsglied 8 mit Raststufen 9,10 ist am Schaltergehäuse 11 befestigt. 12 deutet das feste Schaltstück an und 13 einen mit einer dämpfenden Umhüllung 14 versehenen Anschlag für die Endstellung des beweglichen Schaltstückes 4, 15 bezeichnet den Leitungsanschluß für das bewegliche Schaltstück, 16 eine Verstellschraube zu Justierzwecken.
• Schleudert der in F i g. 1 in der Einschaltstellung dargestellte Selbstschalter infolge der dynamischen Abhebekräfte eines höheren Kurzschlußstromes auf, so bewegt sich das bewegliche Schaltstück 4 um die Lagerstelle 3. Der Verrastungszapfen 5 läuft dabei an dem ausgefederten Verrastungsglied 8 entlang und bleibt je nach der Geschwindigkeit des beweglichen Schaltstückes in der Raststufe 9 noch unterhalb des Labiltotpunktes oder in der Raststufe 10 oberhalb des Totpunktes der Labilfeder 6 gegen Rückgang gesperrt stehen. Das Verrastungsglied 8 ist zurückgefedert. Es bietet sich nun ein Bild wie in F i g. 2 dargestellt. Das bewegliche Schaltstück 4 ist gegen den Anschlag 13 geschleudert. Die dämpfende Auflage 14 verringert die Rückprellneigung, die darüber hinaus von der Raststufe 10 des Verrastungsgliedes 8 abgefangen ist. Ein Wiederein- i schalten ist in dieser Stellung nicht möglich. Erst, wenn durch die zeitlich später ansprechenden magnetischen Auslöser über das freigegebene Schaltschloß oder auch von Hand die Schaltwelle 2 mitsamt dem Schaltträger 1 hier entgegen dem Uhr- i zeigersinn gedreht wird, kommt es zu einer Entriegeleng durch Verschwenken und Ausheben des beweglichen Schaltstückes 4 über den Lagerpunkt 3. In F i g. 3 ist derselbe Schalter in seiner endgültigen Ausschaltlage wiedereinschaltbereit dargestellt. Für das Einschalten - Drehen der Schaltwelle 2 im Uhrzeigersinn - ist die Raststufe 9 so ausgebildet, daß das Verrastungsglied 8 dem Verrastungszapfen 5 federnd ausweichen kann.
• Durch Einsetzen der beschriebenen einfachen Sperren wird bei niedrigsten Kosten eine wesentliche Steigerung der Schaltsicherheit erzielt.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Für höhere Stromstärken geeigneter Selbstsehalter mit elektromagnetischen und bzw. oder thermischen Auslösern und Strombegrenzung, der mit einer Sperre versehen ist, die die beweglichen Schaltstücke bei elektrodynamischer Öffnung gegen Rückgang in die Einschaltlage sperrt, da -durch gekennzeichnet, daß federnde, an ortsfesten Teilen des Schalters angebrachte Verrastungsglieder (8) mit Raststufen (9, 10) Verwendung finden, die das bewegliche Schaltstück (4) bei seiner Öffnungsbewegung ungehemmt in eine der Öffnungsgeschwindigkeit entsprechende Raststufe (9), gegebenenfalls in die Rast-Endstufe, (10) einrasten lassen und eine Rückbewegung vor der Drehung der Schaltwelle (2) in die öffnungslage verhindern.
2. 2. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verrastungsglied (8) aus einer einarmigen Blattfeder besteht, deren freies, um 90° verdrehtes Ende an der hohen Kante die Raststufen (9,10) aufweist.
3. 3. Selbstschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch- gekennzeichnet, daß an dem beweglichen Schaltstück (4) Verrastungszapfen (5) angeordnet sind, die in die Raststufen (9, 10) der Verrastungsglieder (8) eingreifen.
4. 4. Selbstschalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verrastungszapfen (5) gleichzeitig eine Aufhängung für die den Kontaktdruck erzeugenden Labilfedern (6) zwischen Schaltstückträger (1) und dem Schaltstück (4) bilden.
5. 5. Selbstschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch einen Anschlag (13) begrenzte Endstellung des beweglichen Schaltstückes (4) bei dynamischer Auslösung etwa der Endraststufe (10) des Verrastungsgliedes mit einem gewissen Spiel (8) entspricht.
6. 6. Selbstschalter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Drehbewegung der Schaltwelle (2) in Schalteröffnungsrichtung eine Lösung des beweglichen Schaltstückes (4) infolge Aushebens aus den Raststufen (9,10) der Verrastungsglieder (8) erfolgt.
7. 7. Selbstschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Befestigung vorgesehene Ende des Verrastungsgliedes (3) abgewinkelt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 942 455; deutsche Auslegeschrift Nr. 1079176.