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Schaltgeräte, insbesondere Leistungsschalter Kurzzeitig auftretende
Kurzschlußströme können zu Störungen in einer Schaltanlage, insbesondere mit zeitgestaffelter
Auslösung dann Anlaß geben, wenn die Kontakte der verwendeten Schaltgeräte infolge
der dabei auftretenden dynamischen Kräfte kurzzeitig abheben. Unabhängig davon,
daß derartige Schaltgeräte einen Selektivschutz in Frage stellen können, ist die
Gefahr ,der Kontaktverschweißung sehr groß, so daß im wirklichen Gefahrenfall das
Gerät nicht ansprechen kann, wenn :durch eine vorausgegangene kurze Kontakttrennung
diese verschweißt sind.
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Aus diesen Mängeln ergibt sich die Aufgabe, elektrische Schalter so
zu bauen, daß die bei Kurzschluß oder sonstigen großen Strömen auftretenden dynamischen,
die Kontakte abhebenden Kräfte klein werden, ohne dabei das Abschaltvermögen eines
solchen Schalters herabzusetzen. Dies gilt insbesondere für Leistungsschalter, denen
immer mehr die Aufgabe der Schmelzsicherung zufällt. Dieser Schalter muß dementsprechend
einerseits in der Lage sein, hohe bzw. Kurzschlußströme sicher abzuschalten, und
andererseits darf es in Selektivschaltungen durch ebensolche Ströme auch nicht momentan
zum Abheben der Kontakte kommen.
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Der Lösung dieser Aufgabe dient die Erfindung. Diese bezieht sich
auf ein Schaltgerät, insbesondere Leistungsschalter, mit einem etwa mittig drehbar
gelagerten, einen zweiarmigen Hebel bildenden Schaltkontaktstück, an dessen einem
Hebelarm ein Stromleiter angeschlossen ist und eine an einem gerätefesten Teil sich
abstützende Feder angreift, während am .anderen Hebelarm die Kontaktgabe erfolgt.
Die Erfindung besteht darin, daß am Ende eines an einer Schaltwelle angelenkten
Schalthebels das Schaltkontaktstück gelagert ist und in der Einschaltstellung mit
einem feststehenden Kontaktstück eine enge Stromschleife bildet und daß die Feder
Kontaktdruck- und Rückstellfeder ist.
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Damit sind mehrere für die Lösung ,der Aufgabe grundsätzliche Voraussetzungen
erfüllt. Durch einen doppelarmigen, vorteilhafterwe%se gleicharmigen Hebel vom Drehpunkt
zur Kontaktberührungsstelle und zu dem Stromzuführungspunkt, der so in seiner ganzen
Länge vom Strom in gleicher Richtung durchflossen wird, sind die infolge der engen
Stromschleife auftretenden dynamischen Kräfte in bezug auf den Drehpunkt des Schaltkontaktstückes
im Gleichgewicht. Das bedeutet aber, daß das Kontaktstück auch bei den höchsten
Kurzschlußströmen nicht abhebt, vorausgesetzt, daß der Drehpunkt des Schaltkontaktstückes
selbst fest verriegelt ist. Andererseits kann aber gerade diese dynamische Kraft
bei einer gewollten Auslösung des Schaltgerätes, d. h. bei einer Entriegelung des
Drehpunktes voll zur Auswirkung kommen und die Kontaktanordnung in einer vorteilhaften
Weise schnell öffnen und so zu einem hohen Abschaltvermögen beitragen.
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Des weiteren kann die Feder Kontaktdruck- und Kontaktöffnungsfeder
sein, wodurch sich eine einfache technische vorteilhafte Konstruktion für den Schalter
ergibt. Der durch diese Feder herzustellende Kontaktdruck kann klein gehalten werden,
da er lediglich der Stromhöhe anzupassen ist und dabei keine Rücksicht auf sonstige
die Kontaktanordnung öffnende Stromkräfte zu nehmen sind. Die angenehme Folge eines
solchen relativ niederen Kontaktdruckes ist ein geringer Kontaktverschleiß und damit
eine hohe Lebensdauer des Schaltgerätes.
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Erfindungsgemäß kann die Feder zwischen dem beweglichen Kontaktstück
und dem feststehenden Kontaktstück angeordnet sein. Die Achse des beweglichen Kontaktstückes
kann ,an einem mit einer Schaltwelle verbundenen Schalthebel angelenkt sein. Diese
Schaltwelle kann von Hand bzw. auch von einem Schaltwerk angetrieben sein. Selbstverständlich
kann auch ein Magnet als Antrieb des Schaltstückes dienen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen in den
F i g. 1 bis 4 dargestellt.
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F i g. 1 zeigt den geschlossenen Schalter; F i g. 2 zeigt den Schalter
im geöffneten Zustand; F i g. 3 und 4 stellen querliegende Schnitte durch einen
einpoligen und einen ;eine Doppelunterbrechung aufweisenden Schalter dar.
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Auf der Stirnseite des Gehäuses 1 ist das feststehende Kontaktstück
2 angeordnet. Eine Schaltwelle 3, dessen Lagerung nicht dargestellt ist, äst
Träger
des Schalthebels 4, an .dem das Schaltkontaktstück 5 drehbar angelenkt ist. Das
Schaltkontaktstück 5 ist etwa mittig auf der Achse 6 gelagert und weist auf der
einen Seite die Kontaktberührungsstelle 7 auf, während der andere Hebelarm 8 in
gleichem Abstand von der Achse 6 mit einer flexiblen Stromzuführungsleitung 9 verbunden
ist. Eine vorzugsweise zwischen dem Festkontaktstück-2 und dem Schaltkontaktstück
5 angeordnete Feder 10 .drückt gegen den Hebelarm 8 und bringt damit ,das Schaltkontaktstück
5 gegen einen Anschlag 11, der an dem Schalthebel 4 angeordnet ist, zum Anliegen.
Auf der anderen Seite stützt sich die Feder 10 auf dem Festkontaktstück 2 ab und
ist von diesem durch eine Isolierpfanne 13, die in einer Bohrung 14 am Festkontaktstück
2 gehalten ist, isoliert.
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Das Festkontaktstück 2 und das Schaltkontaktstück 5 durchragen in
schmalen Schlitzen 16, 17 mit den kontaktgebenden Teilen die Gehäusewand 18. Auf
dem Gehäuse 1 ist ein Abschlußdeckel 19 aufgesetzt, dessen über den Kontaktstücken
liegender Raum 12 als Lichtbogenkammer ausgebildet ist. Die Kontaktberührungsstellen
15 des feststehenden Kontaktstückes 2 und 7 des Schaltkontaktstückes 5 liegen vorzugsweise
unmittelbar über der Gehäusewand 18: Außerdem sind die Schlitze 16,17 so eng wie
möglich gehalten, damit bei einer engen Lichtbogenkammer unterhalb der Kontaktberührungsstelle
7, 15 nur ein kleiner bei der Kontaktgabe nach unten nahezu geschlossener Raum 20
vorhanden ist. Durch diese Anordnung wird die magnetische Blasung des Lichtbogens
in die Lichtbogenkammer infolge des thermischen Effektes unterstützt. Für den Austritt
der Lichtbogengase besitzt die Lichtbogenkammer eine öfE-nung 21.
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Der Schalter kann von Hand oder über einen Schaltmechanismus betätigt
werden und kann im eingeschalteten Zustand durch ein nicht dargestelltes Schloß
verriegelt sein, so daß das Schaltkontaktstück 5 nur mehr -um die Achse 6 gegen
die Feder 10 drehbar ist. Im ausgeschalteten Zustand wird durch die Feder
10 oder zumindest mit deren Unterstützung die Schaltwelle 4 so weit gedreht,
bis das Schaltkontaktstück 5 an dem Anschlag 22 am Gehäuse 1 anliegt. Der Einschaltbewegung
des Schalters steht die Kraft der Feder 10 entgegen. Diese wird gespannt
und drückt das Schaltkontaktstück 5 gegen den Anschlag 11. Im Augenblick
der Kontaktberührung wird der Kontaktberührungspunkt 7 zum Drehpunkt des Schaltkontaktstückes
5. Der Hebelarm 8 hebt von dem Anschlag 11 ab, und der Kontaktdruck wird durch die
Feder 10 bestimmt. Da die Feder 10 beim Einschaltvorgang bereits stark
vorgespannt wird, kann der Konatktdruckanstieg klein gehalten werden, so .daß er
in vorteilhafterweise im Augenblick der Kontaktgabe in voller Höhe und unabhängig
vom Kontaktverschleiß vorhanden ist.
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Die stromführenden Teile der Schaltstücke 2, 5 bilden eine enge, die
Lichtbogenblasung begünstigende Stromschleife,, ohne daß sich die bei großem Strom
auftretenden dynamischen Kräfte auf den Kontaktdruck auswirken können. Der Strom
fließt beispielsweise über das feststehende Kontaktstück 2 zur Kontaktberührungsstelle
7, 15 und über das parallelliegende Schaltkontaktstück 5 zu dem flexiblen Leiteranschluß
8a. Die in dem drehbar gelagerten Schaltkontaktstück5 auftretenden dynamischenKräfte
sind bei beiden Hebelarmen 7a, 8 gleichgerichtet und demnach bei gleicher Hebelarmlänge
in bezug auf die Achse 6 im Gleichgewicht. Vorausgesetzt, daß das Schaltsystem und
danllt .die Achse 6 in der Einschaltlage verriegelt ist, treten keine den Kontaktdruck
ändernden Kräfte auf, auch nicht bei den hohen Kurzschlußströmen.
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Die vom Strom verursachten dynamischen Kräfte wirken aber in der Achse
6 kontaktöffnend, so daß sie bei einer Schalterentriegelung.die nunmehr zur Kontaktöffnungsfeder
werdende Feder 10 wesentlich unterstützen und eine die Abschaltleistung begünstigende
hohe Kontaktöffnungsgeschwindigkeit bewirkt. Dieses vorteilhafte Verhalten des Schalters
macht ihn besonders für einen Selektivschutz geeignet, denn auch die höchsten Kurzschlußströme
bringen das Schaltkontaktstück 5 nicht zum Abheben, d. h., Abschaltverzögerungseinrichtungen
können nicht die Ursache von Kontaktverschweißungen werden, und -das Abschaltvermögen
läßt sich durch die schnelle Kontaktöffnung den abschaltenden Kurzschlußströmen
anpassen.
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Diese Vorteile werden auch gewahrt, wenn, wie in der Fig. 4 dargestellt,
-das Schaltkontaktstück 5 die Kontaktbrücke 23 einer Doppelunterbrechungsstelle
ist.