DE1214769B - Mehrpoliger elektrischer Selbstschalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIh

DeutscheKl.: 2lc-69

Nummer: 1214769

Aktenzeichen: M 51514 VIII b/21 c

Anmeldetag: 20. Januar 1962

Auslegetag: 21. April 1966

Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrpoligen elektrischen Selbstschalter mit einer Anzahl von einander elektrisch isolierter Polkammern, von denen jede einen ortsfesten und einen federbeaufschlagten beweglichen Kontakt aufweist, mit einer auslösbaren Sperre für die beweglichen Kontakte, welche durch eine auf den Strom in dem jeden Kontakt zugeordneten Stromkreis ansprechende Einrichtung auslösbar ist, wobei "alle beweglichen Kontakte an einem gemeinsamen Träger angeordnet sind und wobei jede Auslöseeinrichtung für sich auf eine einzige Auslöseklinke einwirkt.

Bei derartigen mehrpoligen elektrischen Selbstschaltern sind die Auslöseeinrichtungen derart ausgebildet, daß diese Teile aufweisen, die auf die durch den fließenden Strom erzeugte Wärme ansprechen. Diese temperaturempfindlichen Teile sind bei den bekannten Schaltern jeweils dem entsprechenden Pol zugeordnet, d. h., diese temperaturempfindlichen Teile sind in voneinander getrennt angeordneten Polkammern angeordnet. Wenn, was bei vielen Anwendungen oft der Fall ist, in den einzelnen Polkammern unterschiedliche thermodynamische Bedingungen herrschen, so ist die gleichmäßige Ansprechbarkeit der stromempfindlichen Klinken nicht mehr gewährleistet. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben.

Erfindungsgemäß sind alle jedem Kontaktpol zugeordneten Auslöseeinrichtungen in einer einzigen Polkammer angeordnet. Dadurch, daß alle jedem Kontaktpol zugeordneten Auslöseeinrichtungen in einer einzigen Polkammer angeordnet sind, unterliegen alle Auslöseeinrichtungen für die verschiedenen Kontaktpole den gleichen äußeren Bedingungen. Es wird somit für alle Polkreise die gleiche Empfindlichkeit und die gleiche Ansprechbarkeit sichergestellt.

Dadurch daß alle jedem Kontaktpol zugeordneten Auslöseeinrichtungen in einer einzigen Polkammer angeordnet sind, kann weiterhin in vorteilhafter Weise die Schaltbetätigungseinrichtung sehr kurz gehalten werden. Eine kurze Schaltbetätigungseinrichtung ist nur in außerordentlich geringem Umfang den Einwirkungen von Torsions- oder Biegemomenten unterworfen, so daß Verzögerungen, die durch Torsions- oder Biegemomente erzeugt werden können, ausgeschaltet werden.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes des Anspruchs ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines mehrpoligen Selbstschalters,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1 in einem größeren Maßstab,

Mehrpoliger elektrischer Selbstschalter

Anmelder:

Mechanical Products, Inc.,

Jackson, Mich. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat. G. Hauser,

Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsberger Str. 19

Als Erfinder benannt:

Richard C. Ingwersen, Jackson, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 23. Januar 1961 (84244)

einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Schnitt entlang der Linie 4-4 in

Fig. 3
Fig. 2,

Fig. 4 einen
F i g. 3 und

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 3.

Die Zeichnung zeigt einen mehrpoligen, nicht sperrbaren elektrischen Selbstschalter 10 mit gemeinsamer Auslösung, der ein isolierendes Gehäuse 12 besitzt, das beispielsweise aus Bakelit gefertigt ist. Das Gehäuse 12 besteht aus einer Anzahl zusammenpassender Teile 14-16, 18-20 und 22-24, die durch mehrere Schrauben 26 so zusammengehalten werden, daß sie jeweils in dem Selbstschalter 10 drei Polkammern 28, 30 und 32 bilden. Aus den Polkammern 28, 30 und 32 ragen jeweils elektrisch isolierte Anschlußklemmen 34-36, 38-40 und 42-44 hervor, die mit einem äußeren dreiphasigen Stromkreis verbunden werden können. Der Strom fließt dann gewöhnlich von einer Anschlußklemme durch den Selbstschalter zu einer zugehörigen Anschlußklemme, und durch eine Bewegung der trennbaren Kontakte jeder Polkammer während eines Überlastungsstromes in die Offenstellung öder durch eine Betätigung von Hand wird der Stromfluß durch jede Polkammer des Selbstschalters 10 unterbrochen.

Im Inneren der Polkammern 28, 30 und 32 sind an den Innenseiten 56, 58 und 60 der Anschlußklemmen 34, 38 und 42 jeweils feste Kontakte 50, 52 und 54 angeordnet. Die Anschlußklemmen 36, 40 und 44

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ragen in das Innere der Polkammern 28, 30 und 32 hinein, in denen sie mit gegenüberliegenden beweglichen Kontakten durch Litzen und stromempfindliche Auslöseeinrichtungen elektrisch verbunden werden können.

Wie aus F i g. 3 zu ersehen, ragt ein Druckknopf aus dem Gehäuse 12 heraus, der in dem Gehäuse für die Ein- und Ausschaltbewegung gleitbar angeordnet ist. Der Druckknopf 70 hat einen inneren Kolbenschaft 72 mit einem oberen Ende 73, welches in eine Führung 74 hineinragt, die von den oberen Enden der Teile 18 und 20 des Gehäuses 12 gebildet ist. Ein quer vorstehender Stift 25 ist an den Teilen 18 und 20 befestigt und ragt durch einen Schlitz 76 des unteren Kolbenabschnittes 72 hindurch und dient zur Führung desselben. An einem unteren Endabschnitt 80 des inneren Kolbenschaftes 72 ist ein Stift 78 angeordnet, welcher durch einen Schlitz 82 in dem äußeren Kolbenschaft 84 des Druckknopfes 70 so hindurchragt, daß er zwischen den Schäften 72 und 84 einen toten Gang bildet. Die oberen und unteren Enden 73 und 80 des inneren Kolbenschaftes 72 sind durch einen gegossenen mittleren Nabenteil 85 hindurchgeführt und mit diesem starr verbunden, beispielsweise durch Eingießen.

Der äußere Kolbenschaft 84 ist durch eine Vorderwand des Gehäuses 12 geführt und trägt den Druckknopf 92, der an dem Schaft durch einen Stift 94 befestigt ist. Der Druckknopf 92 ist vorzugsweise aus einem isolierenden Werkstoff angefertigt, beispielsweise aus Bakelit, und so geformt, daß er die Handbetätigung des Selbstschalters 10 erleichtert. Der äußere Kolbenschaft 84 wird durch eine Schraubendruckfeder 100 gegenüber dem Gehäuse 12 nach außen gedrückt. Die Schraubenfeder ist zwischen der Auflage einer in dem Druckknopf 92 befindlichen Schraubenaufnahmekammer 102 und einer festen Anschlagplatte 104 angeordnet, die in einer Aussparung der Teile 18 und 20 des Gehäuses 12 angeordnet ist.

Der innere Kolbenschaft 72 wird gewöhnlich durch eine Schraubenzugfeder 110 gegenüber dem Gehäuse 12 elastisch nach außen gedrückt. Ein Ende 112 der Feder ist mit einer Befestigungsschelle 116 verbunden, die an einer Querstange 118 beispielsweise durch Niete 120 befestigt ist. Das andere Ende 122 der Feder 110 ist mit einem Stift 123 verbunden, der auf einem Kniegelenkhebel 124 angeordnet ist, welcher um einen Stift 125 schwenkbar ist, der in einem nach oben vorstehenden Abschnitt 126 der Anschlagplatte 104 gelagert ist. Eine zweite Schraubenfeder 127 ist zwischen einer Befestigungsschelle 128, die durch Vernieten an der Querstange 118 befestigt ist, und einem Stift 124 angeordnet, der fest in dem Gehäuse 12 sitzt. Die Feder 128 unterstützt die Feder 110.

Der Winkelhebel 124 trägt eine Rolle 130, die gewöhnlich durch eine Feder 110 im Uhrzeigersinn in Anlage mit sich ergänzenden Einschnitten 120 und 132 gebracht wird, die sich jeweils in dem inneren Kolbenschaft 72 und dem äußeren Kolbenschaft 84 befinden. Die Feder 110 ist so kräftig, daß sie bei der in Fig. 3 gezeigten Stellung die Rolle 126 in den Einschnitten 130 und 132 festhält und dadurch den äußeren Kolbenschaft 84 des Druckknopfes 92 an einer Auswärtsbewegung unter der Einwirkung der Feder 100 hindert. Der Einschnitt 132 des äußeren Kolbenschaftes 84 hat jedoch einen so abgeschrägten oberen Kantenabschnitt 134, daß bei einer Freigabe der Feder 110 beim automatischen Öffnen des Selbstschalters 10 die Rolle 126 entgegen dem Uhrzeigersinn aus dem Einschnitt 132 weggedrückt wird, wodurch sich der äußere Kolbenschaft 84 unter der Einwirkung seiner Feder 100 bewegen kann.

Das Hinausschieben der Rone 126 aus dem Einschnitt 182 kann gleichfalls durch eine Abwärtsbewegung des äußeren Kolbenschaftes 84 bei einer Handbetätigung des Selbstschalters 10 erfolgen. Eine Abwärtsbewegung des inneren Kolbenschaftes 72 wird durch die Anlage zwischen dem Stift 78 des inneren Schaftes 72 und dem oberen Ende des Schlitzes 82 des äußeren Kolbenschaftes 84 auf diesen übertragen.

Dadurch ist zwischen den beiden Schäften 72 und 84 eine Mitnahmeverbindung mit einen toten Gang geschaffen, die sowohl eine Betätigung des Selbstschalters von Hand als auch eine automatische Betätigung gestattet.

Die die Kontakte tragende Querstange 118 ist mit einem gewöhnlich U-förmigen Klinkenhebel 150 verbunden, beispielsweise durch eine Anzahl Niete 152. Der Klinkenhebel 150 ist um einen Stift 154 schwenkbar angeordnet, der durch die Nabe 85 hindurchgeführt ist. Der Klinkenhebel 150 hat eine quer verlaufende Klinkenfläche 158, welche zur Anlage an der Auslöseeinrichtung dient.

An der Querstange 118 sind in den Polkammern 28, 30 und 32 eine Anzahl beweglicher Kontaktträger 160, 162 und 164 befestigt, beispielsweise durch Niete 166. Die Kontaktträger 160, 162 und 164 tragen bewegliche Kontakte 170, 172 und 174, die sich an die festen Kontakte 50, 52 und 54 anlegen können und dadurch jeweils einen durch die Polkammern 28, 30 und 32 geführten Stromkreis schließen.

Der Winkelhebel 150 wird gewöhnlich an einer Drehung unter der Einwirkung der Federn 110 und 127 durch einen Auslösehebel 175 gehindert, der eine Klinkenfläche 176 hat. Der Auslösehebel 175 ist auf Stiften 177 dem Gehäuse 12 gegenüber schwenkbar gelagert, die sich an einer gemeinsamen Auslösestange 180 befinden. Der Auslösehebel 175 ist durch Schrauben 181 an der gemeinsamen Auslösestange 180 befestigt. Die Stifte 177 sind in zueinander ausgerichteten Öffnungen 182 und 184 gelagert, die sich in den nach unten herabhängenden Füßen von einem Paar Auslöseeinrichtungsrahmen 186 und 187 befinden. Der Hebel 175 und die gemeinsame Auslösestange 180 bilden zusammen einen Winkelhebel. Die Anordnung ist so getroffen, daß sich bei einer Ausdehnung des stromempfindlichen Teils unter der Wirkung eines Überlaststromes die gemeinsame Auslösestange 180 gegen die Wirkung einer Feder 190 im Uhrzeigersinn dreht, und dadurch den Klinkenhebel 150 freigibt und den Selbstschalter 10 öffnet.

Es sind für jede der Polkammern 28, 30 und 32 jeweils Auslöseeinrichtungen 200, 202 und 204 vorgesehen, die jedoch als eine Untereinheit innerhalb der mittleren Polkammer 30 angeordnet sind. Die Auslöseeinrichtungen 200, 202 und 204 haben je ein Paar Hitzdrähte 210-212, 214-216 und 218-220. Da jedoch die Auslöseeinrichtungen von gleicher Konstruktion sind, wird nur die in F i g. 3 abgebildete Auslöseeinrichtung 202 im einzelnen beschrieben.

Die Hitzdrähte 214 und 216 sind in einzelstehende Glasröhren 221 und 222 eingeschlossen, die neben-

einander in einem Halteblock 224 befestigt sind. Der zu erwärmende Draht 216 ist mit einem Ende an einer stromleitenden Endplatte 226 befestigt, die in das untere Ende der Röhre 222 eingepaßt ist und an diesem anliegt. An der Endplatte ist eine Litze 228 angebracht, welche die Auslöseeinrichtung 202 mit der Anschlußklemme 40 verbindet. An dem oberen Ende der Auslöseeinrichtung 202 sind die beiden Drähte 214 und 216 an einem Hebel 230 befestigt, der auf einem festen Stift 232 schwenkbar gelagert ist.

Das untere Ende des Hitzdrahtes 214 ist mit einem stromleitenden Teil 240 befestigt, der in das untere Ende der Glasrohre 221 gleitbar eingepaßt ist und gewöhnlich durch eine um die Röhre 221 herumgelegte Feder 242 nach unten gedruckt wird. Die Feder ist zwischen einer radialen Schulter des Teils 240 und der unteren Fläche des Halteblocks 224 angeordnet, durch den die Röhren 221 und 222 hindurchgeführt sind. Die Feder 242 ist um die Außenseite der Röhre 221 herum angeordnet und dadurch weitgehend gegen die Wärme geschützt, die von dem in der Röhre 221 befindlichen Draht 214 abgegeben wird. Auf diese Weise wird ein übermäßiges Erwärmen der Feder 242 vermieden, die im anderen Fall ihre Härte verändern könnte. Die Lebensdauer des Selbstschalters 10 ist somit verbessert, weil die Feder 242 dadurch ihre unveränderte Anfangselastizität und Arbeitskraft behält. Bemerkt sei, daß die Drähte 214 und 216 gewöhnlich auf sehr hohe Temperaturen erwärmt werden und daß bei einem Fehlen von Isoliereinrichtungen, beispielsweise den Glasröhren 221 und 222, die von den Drähten ausgestrahlte Wärme auf die Justierung der Auslöseeinrichtung einen ungünstigen Einfluß haben könnte. Zwischen den Auslöseeinrichtungsrahmen 186 und 187 und zwischen den Auslöseeinrichtungen 200, 202 und 204 ist ein Paar Isolierstücke 250 und 252 angeordnet. Die gemeinsame Auslösestange 180 und der Auslösehebel 175 bilden eine besondere Untereinheit, die getrennt justiert und geprüft werden kann, bevor sie in das Gehäuse 12 eingebaut wird. Dadurch werden die Herstellungskosten wesentlich gesenkt. Diese Bauart gestattet auch ein schnelles und einfaches Auswechseln, wenn es erforderlich sein sollte, die Stromleistung des Selbstschalters 10 zu ändern. Wie aus Fig. 5 zu ersehen, ist die Untereinheit in der mittleren Polkammer 30 mit einer Maschinenschraube 254 befestigt.

Die gemeinsame Auslösestange 180, welche den kurzen Arm des Winkelhebels bildet, trägt drei Justierschrauben 260, 262 und 264, die jeweils in einer Linie mit den Drähten 210, 212 und 214 angeordnet sind. In der Wand 90 des Gehäuses 12 befinden sich passende Öffnungen 266, 268 und 270, durch die hindurch· jeweils die Schrauben 260, 262 und 264 von Hand eingestellt werden können und so die Empfindlichkeit der Auslöseeinrichtungen 200, 202 und 204 gegenüber einem vorbestimmten Überlaststrom festgelegt wird.

Die unteren Enden der Drähte 210, 214 und 218 sind mit den beweglichen Kontakten 170, 172 und 174 durch Litzen 280, 282 und 284 verbunden, wodurch ein durch die betreffenden Polkammern 28, 30 und 32 führender Stromkreis des Selbstschalters 10 geschlossen wird, wenn die Kontakte 170, 172 und 174 in der Schließstellung an den jeweils zugehörigen Kontakten 50, 52 und 54 anliegen.

Bei einem Überstrom dehnt sich der Draht 216 aus, wodurch der Hebel 230 um den Zapfen 232 entgegen dem Uhrzeigersinn schwenkt. Der Draht 214 dehnt sich in gleicher Weise aus, wodurch sich der stromleitende Teil 240 unter dem Druck der Feder 242 gegenüber der Röhre 221 nach unten bewegt. Die Abwärtsbewegung des Teils 240 wird durch die Justierschraube 262 auf die gemeinsame Auslösestange 180 übertragen. Eine Schwenkung derselben im Uhrzeigersinn verschwenkt auch den Auslösehebel 175, wodurch die Klinkenfläche 176 aus ihrer Anlage an der gegenüberliegenden Klinkenfläche 158 des Klinkenhebels 150 abgezogen wird. Unter der Einwirkung der Federn 110 und 127 dreht sich darauf der Klinkenhebel 150 entgegen dem Uhrzeigersinn und trennt dadurch die Kontakte 52 und 172 und gleichzeitig auch die anderen Kontaktpaare. Weil infolge der Schwenkung des Klinkenhebels 150 die Spannung der Federn 110 und 127 aufgehoben wird, kann der Kniehebel 124 aus den Einschnitten 130 und 132 des inneren und des äußeren Kolbenschaftes 72 und 84 herausgedrückt werden, wodurch sich die Schäfte 72 und 84 unter der Einwirkung der Feder 100 gegenüber dem Selbstschalter nach aufwärts bewegen können.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mehrpoliger elektrischer Selbstschalter mit einer Anzahl voneinander elektrisch isolierter Polkammern, von denen jede einen ortsfesten und einen federbeaufschlagten beweglichen Kontakt aufweist, mit einer auslösbaren Sperre für die beweglichen Kontakte, welche durch eine auf den Strom in dem jedem Kontakt zugeordneten Stromkreis ansprechende Einrichtung auslösbar ist, wobei alle beweglichen Kontakte an einem gemeinsamen Träger angeordnet sind und wobei jede Auslöseeinrichtung für sich auf eine einzige Auslöseklinke einwirkt, durch welche der gemeinsame Träger verriegelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß alle jedem Kontaktpol (50,170; 52,172; 54,174) zugeordneten Auslöseeinrichtungen (200,202,204) in einer einzigen Polkammer (30) angeordnet sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1091204;
   schweizerische Patentschrift Nr. 341215;
   französische Patentschrift Nr. 1251780.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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