DE1463190A1

DE1463190A1 - Selbstschalter mit thermischer und magnetischer UEberstromausloesung

Info

Publication number: DE1463190A1
Application number: DE19631463190
Authority: DE
Inventors: Koval Leonide Petrovich
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1962-05-18
Filing date: 1963-05-17
Publication date: 1968-12-12
Also published as: ES287634A1; US3813619A; GB1016216A; DE1463190B2; CH416796A

Description

"Selbstschalter mit thermischer und magnetischer Überstromauslösung."

Die Erfindung betrifft einen Selbstschalter mit thermischer und magnetischer Überstromauslösung sowie Kurzschlußstrombegrenzung unter Verwendung eines vom Strom erregten Magnetkerns, der bei Kurzschlußstrom eine Abhebung des einen Kontaktes von de» anderen Kontakt bewirkt, wobei der abgehobene Kontakt durch ein Arretierglied in der abgehobenen Lage gehalten wird und sehliesslieh durch die Überstromauslösung eine weitere Trennung der Kontakte erfolgt.

Es ist bereits ein Selbstschalter mit thermischer und magnetischer Übe jsfcromaus lösung sowie KujrzBehlußsträatbegrenznag bekannt, bei dea zur Kurzschlußstrombegrenzung ein Magnetkern verwendet wird, der bei Kurzsehlußstroe zunächst ein Abheben eines Kontaktetiickes von einem feststehenden Kontakt

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Neue Unterlagen i^t7HAbe.2H_T.iSaizBae8Än(kminos_e«_i.M.4.3.l9en ß*D

Patentanwölte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipi.-Wtrtsdi.-ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

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um einen kleinen Betrag bewirkt, um den Kurzschlußstrom zu begrenzen. Das abgehobene Kontaktstück wi^d durch ein Arretierglied im abgehobenen Zustand gehalten, worauf das Kontaktstück durch einen Überstromauslösemechanismus weiter vom feststehenden Kontakt abgehoben wird. Der Überstromauslösemechanismus und die zur Kuisschlußstrombegrenzung verwendete Einrichtung wirken also bei diesem bekannten Selbstschalter auf die· gleichen Kontakte ein.

Es ist auch bereits ein Selbstschalter bekannt, bei dem vor dem Abschalten von Kurzschlusströmen strombegrenzende Mittel in den Stromkreis eingeschaltet werden und der in Reihe mit dem Selbstschalter liegende, beim Auftreten von Überströmen selbsttätig öffnende zusätzliche Kontakte aufweist, wobei der zwischen diesen Kontakten beim Öffnen gezogene Lichtbogen selbst zur Begrenzung des Kurzschlußstromes dient und den zusätzlichen Kontakten eine Lichtbogensteuervorriehtung zur Aufrechterhaltung des Lichtbogens bis zur öffnung des Selbstschalters zugeordnet ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eineaSelbstschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich durch einfachen Aufbau und außerordentlich kurze Schaltzeiten auszeichnet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Selbstschalter der eingangs genannten Art, der dadurch gekenzeiehnet ist, daß auf dem Kontaktarm, der den zur Kurzschlußstrombegrenzung abhebbaren Kontakt trägt, ein dem Magnetkern zugeordneter Anker

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angeordnet ist und der andere Kontakt auf einem bei Uberstromauslösung abhebbaren Kontaktträger sitzt.

Beim Selbstschalter nach der Erfindung wird also zur Kurzschlußstrombegrenzung der eine Kontakt und zur vollständigen Stromunterbrechung der andere Kontakt verwendet. Da der Überstromauslösemechanismus und die zur Kurzschlußstrombegrenzung vorgesehene Einrichtung auf verschiedene Kontakte einwirken, erzielt man einen einfachen Aufbau, weil der Überstromauslösemechanismus getrennt von der Kurzschlußstrombegrenzungseinrichtung angeordnet werden kann. Der durch die Überstromauslöseeinrichtung abhebbare Kontaktträger kann entsprechend massiv ausgebildet werden, ohne daß dadurch die schlagartige Einschaltung des zur Kurzschlußstrombegrenzung dienenden Lichtbogens beeinflusst würde, weil ja zur Einschaltung des Lichtbogens der andere Kontakt verwendet wird. Da der zum Ausschalten und Einschalten dienende Kontakt normalerweise viel öfter beansprucht wird als der zur Kurzschlußstrombegrenzung dienende Kontakt, ist die massive Ausgestaltung des zum Aueschalten und Einschalten dienenden Kontaktes aus Gründen des Kontaktverschleisses und der Lebensdauer besonders vorteilhaft.

Zweckmässige Ausgestaltungen des Selbstschalters nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Die Erfindung wird nun an Hand von Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:

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Figur 1 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines elektrischen Selbstschalters nach der Erfindung im "Aus"-Zustand,

Figur 2 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht des Selbstschalters nach Figur 1 im "Ein"-Zustand,

Figur 3 eine Seitenansicht des Selbstschalters nach Figur zwischen "Aus"- und "Ein-"Zustand, und

Figuren 4 und 5 eine graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufes des Stromes, der bei den bekannten Selbstschaltern und bei den Selbstschaltern nach der Erfindung bei Kurzschluß zu erwarten ist.

Der in Figur 1 gezeigte elektrische Selbstschalter nach'der Erfindung besteht aus einem Isoliergehäuse mit einer Grundplatte 10 und einem Deckel 11. Auf der Grundplatte 10 ist in geeigneter Weise eine Kabelanschlußeinrichtung 12 befestigt, die leitend mit einer länglichen Anschlußschiene 13 verbunden ist. Die Kabelanschlußschiene 13 besitzt ein von ihrem inneren Ende nach oben abstehendes elektrisch leitendes Element 14, das wiederum einen parallel zur Anschlußschiene 13 verlaufenden Fortsatz 15 besitzt. Der Fortsatz 15 ist durch ein biegsames Leiterglied 16 mit einem beweglichen Kontaktarm 17 verbunden, der mit einem auf einer Halterung 18a sitzenden Kontaktelement 18 versehen ist.

Das bewegliche Kontaktelement 18 kann gegen ein bewegliches Kontaktelement 19 gedrückt werden, das auf einem Überbrückungskontaktträger 20 sitzt. Auf dem Kontaktträger

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20 sitzt ein weiteres bewegliches Kontaktelement 2i, das gegen ein bewegliches Kontaktelement 22 gedrückt werden kann. Das bewegliche Kontaktelement 22 ist durch eine Kontakthalterung 22A auf einem Kontaktarm 23 befestigt. Der Kontaktarm 23 ist durch einen biegsamen Leiter 2k mit einem leitenden Glied 25 verbunden, von dem nur ein Teil in der Zeichnung dargestellt ist und das mit einem nach oben abstehenden Element (nicht gezeigt) in Verbindung steht, welches wiederum mit einer Änschlußsehiene 27 verbunden ist. Die Anschiußschiene 27 ist an ihrem äusseren Ende mit einer Kabelanschlußeinrichtung 28 für das Ausgangskabel versehen.

Im Nebenschluß zu dem zwischen dem Kontaktarm 27 und dem leitenden Glied 15 liegenden biegsamen Leiter 16 liegen zwei Kontakte 29» 30, die im geschlossenen Zustand des Trennschalters einen Teil des Stromes am Leiter 16 vorbeiführen. In ähnlicher Weise liegen parallel zum biegsamen Leiter 2k zwei Kontakte 31, 32, die im geschlossenen Zustand des Trennschalters einen Teil des Stromes am Kontaktarm 23 vorbei zum leitenden Glied 25 führen. Die zusätzlichen Kontakte 31» 32 und 20, 30 ermöglichen die Verwendung von leichteren biegsamen Leitern 24, 16, da ein grosser Teil des Stromes parallel zu diesen Leitern über die Kontakte fliesst. Gleichzeitig wird beim öffnen der Kontakte eine Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten verhindert, da ja parallel zu den Kontakten die biegsamen Leiter l6 und 2k liegen.

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Der Kontaktträger 20 kann in senkrechter Richtung geradlinig zwischen der in Figur 1 gezeigten "Aus"-Stellung und der in Figur 2 gezeigten "Ein"-Stellung hin- und herbewegt werden. Der Kontaktträger 20 ist nach oben in die "Aus¹¹-Stellung durch geeignete Mittel, beispielsweise durch eine Druckfeder 33, vorgespannt.

Damit der Kontaktträger 20 von Hand von der "Aus"-Stellung nach Figur 1 in die "Ein"-Stellung nach Figur 2 bewegt werden kann, ist ein Mechanismus vorgesehen, der einen schwenkbar gelagerten und von Hand betätigbaren Handgriff 34 besitzt, der fest auf einer Handgriffhalterung 35 sitzt, die um einen im Deckel 11 vorgesehenen Lagerzapfen 36 verschwenkbar ist. Auf der Handgriffhalterung 35 sitzt ein Nockenelement 37, das mit seinem einen Ende bei 38 schwenkbar an der Halterung 35 befestigt ist und mit seinem anderen Ende lösbar an einem verschwenkbaren Sperrglied 39 anliegt. Das Sperrglied 39 ist um einen an der Handgriffhalterung 35 befestigten Gelenk— zapfen kO verschwenkbar und wird fortwährend durch geeignete Federmittel (nicht gezeigt) in die in Figur 1 gezeigte Sperr- · stellung vorgespannt.

Wird der Handgriff 34 von der in Figur 1 gezeigten "Ausⁿstellung im Uhrzeigersinn bewegt, dann berührt das Nockenelement 37 eine Rolle 41, die bei 42 a» Kontaktträger 20 befestigt iet, und drückt den Kontaktträger 20 entgegen der Kraft der Druckfeder 33 nach unten.

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Der bewegliche Kontaktarm 23 ist elastisch und schwebend abgestützt, seitlich durch geeignete Pührungsteile geführt und schwenkbar auf einem Gelenkstift 43 gelagert, der sieh durch eine Längsnut 44 des Kontaktarmes erstreckt. Eine in einer Aussparung 46 der Grundplatte 11 vorgesehene Druckfeder 45 drückt das linke Ende des Kontaktarmes 23 nach oben. Eine in einer Aussparung 48 sitzende weitere Druckfeder 47 greift am vorderen Ende des Kontaktarmes 23A und drückt ihn nach oben gegen einen Anschlag 49 an einem Arretierglied 50, das um einen anaer Grundplatte 11 befestigten Gelenkzapfen 5i verschwenkbar ist.

Der bewegliehe Kontaktarm 17 ist in ähnlicher Weise auf einem Gelenkstift 52 schwenkbar abgestützt, der sich durch eine Längsnut 53 des Kontaktarmes 17 erstreckt. Eine in einer Aussparung 55 der Grundplatte 11 sitzende Druckfeder 54 drückt das rechte Ende des Kontaktarmes 17 nach oben. Eine in einer Aussparung 57 sitzende Druckfeder 56 drückt das linke Ende des Kontaktarmes 17 nach oben.

Der Kontaktarm 17 kann mit Hilfe eines Hebels 6i in einer niedergedrückten Stellung gehalten werden, der ua einen Drehzapfen 58 schwenkbar ist und durch eine starke Druckfeder 6iB ±m Uhrzeigersinn vorgespannt ist. Das rechte Ende 6IA des Hebele 6i liegt a« linken Ende des beweglichen Kontaktarmes 17 an und drückt diesen in die gsseigte Stellung, Wenn sich der Kontaktträger 20 in der oberen Stellung befindet: In der gleichen Welse ist auch ein Arretierglied 59 rorge-

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sehen, das um einen Drehzapfen 58 schwenkbar ist und eine Schulter 60 besitzt, die über dem Ende des Kontaktarmes liegt, wenn sich der Arm 17 in der in Figur 1 gezeigten niedergedrückten Stellung befindet.

Um den Kontaktträger 20 in der in Figur 2 gezeigten "Einstellung lösbar festzuhalten, ist ein längliches schwenkbares Sperrglied 62 vorgesehen, das bei 63 auf einem Lagerbügel 6k drehbar gelagert ist, der in geeigneter Weise, beispielsweise mit Hilfe eines Schraubenbolzens 65, mit der Grundplatte 11 verbunden ist. Das Sperrglied 62 ist durch eine Druckfeder 66 in die in Figur 1 gezeigte lotrechte Sperrstellung vorgespannt. Der Kontaktträger 20 ist mit einem mit dem Sperrglied 62 zusammenwirkenden Vorsprung 69 versehen.

Zum Zurückziehen des Sperrgliedes 62 nach dem Auftreten von vorgegebenen Strömen im Stromkreis ist eine längliehe Auslösestange 67 vorgesehen, die gleitend in einem Vorsprung 68 des Sperrgliedes 62 geführt ist.

Beim Schliessen des Selbstschalters von Hand werden die einzelnen Bauelement von der "Aus"-Stellung nach Figur 1 in die ⁿEin"-Stellung nach Figur 2 auf folgende Weise bewegt. Der Handgriff 34 wird im Uhrzeigersinn aus der Stellung nach Figur 1 bewegt, wobei das Nockenelement 27 die Rolle 41 des Kontaktträger 20 berührt und dadurch der Kontaktträger 20 gegen die Kraft der Druckfeder 33 niedergedrückt wird.

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ORIGINAL INSPECTED

Während dieser Bewegung berührt der bewegliche Kontakt 21 den Kontakt 22. Zu dieser Zeit existiert jedoch noch kein geschlossener Stromkreis, da der bewegliche Kontakt 18 in der niedergedrückten Stellung durch die Schulter 60 des Arretiergliedes 59 gehalten wird.

Im Laufe der -»«iteren Abwärtsbewegung des Kontaktträgers 20 berührt ein vom Kontaktträger 20 abstehender Vorsprung¹ 70 das Ende des Hebels 6l, wodurch dieser gegen die Kraft der Feder 59 niedergedrückt und dadurch das rechte Ende 57A vom Kontaktarm 17 abgehoben wird. Der begliche Kontaktarm 17 bleibt jedoch in der niedergedrückten Stellung, da sein Endteil auf der Schulter 60 des Arretiergliedes 59 anliegt.

Bei der weiteren Abwärtsbewegung des Kontaktträgers 20 wird schliesslich der vom Kontaktträger 20 abstehende Vorsprung 69 unter die Nase des Sperrgliedes 62 bewegt. Während der nalteren Bewegung des Handgriffes ^h berührt der Schenkel 39Λ des verschwenkbaren Sperrgliedes 39 einen feststehenden Stift 72_f wodurch das Sperrglied 39 vom Trockenelement 37 weggezogen wird. Der Kontaktträger 20 wird daraufhin durch die Druckfeder 33 nach oben bewegt. Diese Aufwärtsbewegung des Kontaktträgers 20 dauert jedoch nur solange, bis der vom Kontaktträger 20 abstehende Vorsprung 69 die überhängende Nase des Sperrgliedes 62 berührt. Mit Ausnahme des Handgriffes und des Kontaktarmes 17 befinden sich zu diesem Zeitpunkt die einzelnen Teile des Selbstschalters im wesentlichen in der in Figur 2 dargestellten Stellung.

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Der Selbstschalter ist jedoch zu diesem Zeitpunkt noch nicht geschlossen. Bei weiterer Bewegung des Handgriffes "5k im Uhrzeigersinn berührt der Vorsprung 35A der Handgriffhalterung 35 das eine Ende eines Hebels 73» der bei 74t gelenkig am Gehäusedeckel 11 befestigt ist. Der Hebel 73 steht·an einem zwischen den beiden Enden liegendem Punkt mit einer lotrechten Stange 75 im Eingriff, die gleitend in einem am-Deckel 11 befestigten Bügel 76 geführt ist. Beim Niederdrücken des Hebels 73 wird auch die Stange 75 niedergedrückt, die dann auf das Arretierglied 59 einwirkt und dieses im Uhrzeigersinn bewegt, wodurch die Schulter 60 vom Kontaktarm 17 zurückgezogen wird. Dadurch kann nun die Feder 57 das linke Ende des Kontaktarmes 17 einschliesslich dem beweglichen Kontakt 18 nach oben in die in Figur 2 gezeigte Schließstellung bewegen, wodurch der Stromkreis durch den Selbstschalter geschlossen wird.

Zur selbsttätigen Öffnung des Schaltermechanismus beim Auftreten vorgegebener Stromzustände im Stromkreis sind Auslösemittel vorgesehen, die einen im allgemeinen ringförmigen Magnetkern 80 umfassen, durch welchen sich die Lastanschlußschiene · 27 erstreckt. Der Kern 80 trägt eine kurzgeschlossene Windung 81 aus sehr gut leitendem Material, beispielsweise aus Kupfer. An einer Seite der Windung 81 ist in geeigneter Weise, bei spielsweise durch Löten, ein auf die Temperatur ansprechendes Bimetallelement 82 befestigt, das an seinem aussereη Ende eine Einstell- oder Eichschraube 83 trägt. Die Anschlußschiene 27 wirkt als Primärwicklung des Magnetkernes 80 und die Windung 81 wirkt als kurzgeschlossene Sekundärwicklung des gleichen

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80. Ein durch die Anschlußschiene 27 hindurchgehender grosser Strom induziert daher einen Strom in der Sekundärwicklung 81. Durch den induzierten Strom wird in der Sekundärwicklung 81 Wärme erzeugt, die durch Wärmeleitung auf das Bimetallelement 82 übertragen wird. Das Bimetallelement 82 ist so angeordnet, daß es sich beim Auftreten eines vorgegebenen hohen Stromwertes im Selbstschalter von Figur 1 aus gesehen nach rechts bewegt und das obere Ende eines Auslösehebeis 8k berührt, der bei 85 schwenkbar am Gehäusedeckel befestigt ist. Dadurch wix~d ein Ankerteil 86 des Hebels 84 im Uhrzeigersinn bewegt und in Eingriff mit dem kopfförmig ausgebildeten Ende 87 der Auslösestange 67 gebracht, wodurch die Stange 67 nach links bewegt und dadurch das Sperrglied 62 aus der VerrJegelungsstellung zurückgezogen wird, so daß der Stromkreis geöffnet wird. -

Zur Erzielung einer schnelleren Auslösung beim Auftreten hoher Ströme, beispielsweise beimAuftreten eines Kurzschlusses, ist der Magnetkern 80 mit zwei Polansätzen 90 versehen, von denen nur einer dargestellt ist. Die Polansätze 90 besitzen sekundäre Ansätze 91» die als Ansehlag zur Begrenzung der Verschwenkung des Ankerteils 86 im Gegenuhrzeigersinn dienen. Die sekundären Ansätze 91 dienen normalerweise zum Zurückhalten des Ankers 86 in der in Figur i gezeigten Stellung, bis bestimmte vorgegebene Stromzustände auftreten. Nach dem Auftreten eines vorgegebenen grogsen KurzschlußstropieB wird der Anker 86 von den Hauptpolfortsätaen 90 angezogen, und

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dabei im Uhrzeigersinn um den Drehzapfen 85 verschwenkt, wodurch die Auslösestange 67 nach links bewegt und der Selbstschalter ausgelöst wird.

Zur Erzielung einer extrem schnellen Öffnungsbwegung dex* Kontakte beim Auftreten von extrem hohen Kurzschlußströmen, d.h. zur Erzielung einer Strombegrenzung, sind erfindungsgemäß Mittel vorgesehen, welche bereits eine Trennung der Kontakte bewirken, bevor der Kauptkontakttrager 20 bewegt wird. Für diesen Zweck ist ein den beweglichen Kontaktarm 17 umschliessender, feststehender Magnetkern 95 und ein den beweglichen Kontaktarm 23 umschliessender, feststehender Magnetkern 96 vorgesehen. Der Kontaktarm 17 ist mit einem Ankerelement 97 versehen, das durch geeignete Mittel (nicht gezeigt) starr mit dem Kontaktarm verbunden ist. In ähnlicher Weise ist der Kontaktarm 23 mit einem Ankerelement 98 versehen, das durch ähnliche Mittel starr am Arm 23 befestigt ist.

Beim Auftreten extrem hoher Stromwerte wird jeder Anker 97 bzw. 98 von dem entsprechenden Magnetkern 95 bzw. 96 angezogen, wodurch der entsprechende Kontaktarm ±7 bzw. 23 nach unten bewegt und dadurch die Kontakte 18 und 22 in die in Figur 3 gezeigte Öffnungsstellung gelangen. Wenn die Kontaktarme 17 und 23 auf diese Weise nach unten gezogen werden, greifen die Arretierglieder 50 und 59 ein und verrigeln die Kontaktarme in die niedergedrückte Stellung. Dieser Vorgang findet un- ' abhängig von und normalerweise vor der selbsttätigen öffnung des Hauptöffnungsmechanismus einschliesslich des Kontaktträgers 20 statt.

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Jede der gezeigten Magnetanordnungen ist mit zwei Erregerwindungen versehen. Beispielsweise erstreckt sich die Anschluß— .schiene 13 durch den Magnetkern 95 und der Stromweg verläuft dann über den lotrechten Leiterteil lh und das waagerechte Leiterglied 15 durch den biegsamen Leiter 16 zum Kontaktarm 17i der wiederum durch den Magnetkern 95 hindurchgeht. Auf diese Weise werden zwei Erregerwindungen zwischen dem Magnet-

kern 95 und dem Anker 97 gebildet.

Da die Masse der Kontaktarme 17 und 23 einschliesslich der Kontakte 18 und 22 und der Kontakthalterungen 18A und 22A verhältnisaäesig gering im Vergleich zur Masse des Aus-r lösemechanismus ist, der vom Kontaktträger 20 und den dazugehörigen Teilen gebildet wird, können diese Teile viel schneller auf die durch einen Kurzschlufistrom verursachte Magnetwirkung ansprechen.

In Anschluß an die Erregung der Kontaktarme 17 und 23 nach unten in die in Figur 3 gezeigte verriegelte Stellung und nach Betätigung der Auslösestange 67 wird der Hauptkontaktträger 20 freigegeben und kann sich nach oben in die in Figur gezeigte Stellung bewegen. Wenn die Kontaktarme 17 und 23 und die dazugehörigen Kontakte 18 und 22 nach unten in die in Figur 3 gezeigte Stellung gezogen werden, entstehen zwischen den Kontaktpaaren 18 und 19 und 21 und 22 Lichtbögen.

Dies findet sit so grosser Schnelligkeit statt, daß, wie aus Figur 4 ersichtlich ist, die Impedanz der Lichtbögen inner-

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halb von ungefähr 2 Mikrosekunden nach dem Auftreten eines Kurzschlusses in den Stromkreis eingeführt wird, bevor der Kontaktträger Zeit gehabt hat, sich nach oben zu bewegen.

Dies wurde durch Zeitmessungen bestätigt. Diese· Messungen wurden bei einem Selbstschalter der dargestellten Art durchgeführt, wobei Äbtastelektroden so angeordnet wurden, daß auf einem Oszillogramm die genaue Zeit des (a) Beginns und der Dauer des Kurzschlußstromes, des (b) Beginns der Abwärtsbewegung der zurückziehbaren Strombegrenzungskontakte, des (c) Endes der Abwärtsbewegung der zurtickziehbaren Kontakte, des (d) Beginns der Aufwärtsbewegung des Kontaktträgers 20 und des (e) Endes der Aufwärtsbewegung des Kontaktträgers 20 angezeigt wurden. Die gemessenen Zeitintervalle sind in der Tabelle I angeführt.

TABELLE I

Ereignis	i Beginn der Bewegung Ende der Bewegung Gesamtdauer der Be wegung	Zeit in Versuch	Millisekunden ■ 1 Versuch 2
	2 Beginn der Bewegung Ende der Bewegung Gesamtdauer der Be wegung	0,000	0,000
Beginn des Kurzschluflstromes	Kontaktträger 20 Beginn der Bewegung Ende der Bewegung Gesamtdauer der Be wegung	1,668 7,220 5,552	1,338 6,825 5,487
Anker Nr.	1,850 6,740 4,890	1,613 6,250 4,637
Anker Nr.	2,33 32,9 30,57	3,46 29,99 26,53

Bei den Versuchen i und 2 nach Tabelle I wurden folgende Stromwerte gemessen:

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Strom in Ampere Versuch 1 Versuch2

Stromaufnahme des Ankers 1 Stromaufnahme ties Ankers 2

Stromaufnähme der Kontaktträgerauslösemittel

Maximaler Kurzschlußstrom

4085	4884
4530	5760
8020	9800
11,000	11,000

Die graphische Darstellung von Figur 4 zeigt den typischen Stromverlauf während der Unterbrechung eines vollkommen symmetrischen Kurzschlußkreises. Die graphische Darstellung von Figur 5 zeigt den typischen Stromverlauf während der Unterbrechung eines asymmetrischen Kurzöclilußkreises.

In jeder dieser graphischen Darstellung gibt die Kurve A den Stromwert an, der zu erwarten ist, wenn die Unterbrechung mit Hilfe eines dem Stand der Technik angehörenden Selbstschalter erfolgt. Die. Kurve B hingegen gibt den Stromwert bei Unter?-, brechung mit fiilfe eines strombegrenzenden Selbstschalters nach der Erfindung, an. , . .

Wie aus den Kurven ersichtlich ist, liegt bei Verwendung eines zum Stand der Technik gehörenden, Selbstschalters die zum totalen Öffnen des Stromkreises erforderliche Zeit in der Größenordnung von i6 - 28 Millisekunden. Im Falle des strombegrenzenden Selbstschalters nach der Erfindung wird die Lichtbogendauer auf 8,33 - 14 Millisekunden verringert. Insbesondere wird die gesamte Lichtbotgendauer proportional verringert. Wegen, der

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Strombegrenzerwirkung kann der Selbstschalter in einer Kraftanlage verwendet werden, deren KurzSchlußleistung größer ist als die Unterbrecherleistung des Selbstschalters ohne Strombegrenzungseinrichtung.

Erreicht der Handgriff 3h im Uhrzeigersinn seine Endlage oder "Ein"-Stellung, die in Figur 2 gezeigt ist, dann steht die Rolle 35B im Eingriff mit einem Schulterteil 100 eines Haltegliedes 101, das bei 102 drehbar iia Deckel 11 gelagert ist. Dadurch wird der Handgriff entgegen der Kraft einer nicht gezeigten Rückstellfeder in der "Ein^w-Stellung gehalten, die fortwährend den Handgriff 3h im Gegenuhrzeigersinn in die Anfangslage zu verdrehen sucht.

Wenn die Auslösung beginnt und der Kontaktarm 20 sich nach oben bewegt, berührt ein vom Kontaktträger 20 abstehender Teil 2OB den Fußteil 102 des Gliedes 101, wodurch dieses Glied 101 im Gegenuhrzeigersinn gedreht und der Schulterteil 100 von der Rolle 35B zurückgezogen wird* Auf diese Weise kann nun die Rückstellfeder den Handgriff 3^ in die in Figur 1 gezeigte "Aus"-Stellung zurückbringen. Wenn dies eintritt, bringt eine Rückstellfeder 37A am Nockenelement 37 dieses in die in Figur 1 gezeigte Sperrstellung.

Zum Öffnen von Hand wird der Handgriff 3k im Gegenuhrzeigersinn von der "Ein"-Stellung nach Figur 2 in die "Aus"-Stellung nach Figur 1 bewegt. Während dieser Bewegung wird die Rolle 35B über die Schulter 100 des Haltegliedes 101 ent-

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gegen der Kraft der Feder 101A bewegt. Bei weiterer Biegung des Handgriffes 34 im Gegenuhrzeigersinn berührt schliesslich die Rolle 35B den Sehulterteil HOA des Hebels iiO. Dadurch wird das untere Ende des Hebels IiO gegen den Kopfteil eines Stössels 110 gedrückt. Der Stössel ill drückt gegen einen Winkelhebel 112, der mit einem auf der Auslösestange 67 sitzenden Anschlag 113 im Eingriff steht. Die Auslösestange 67 wird dadurch nach links bewegt, wodurch das Sperrglied 62 zurückgezogen wird, so daß sich der Kontaktträger 20 unter dem Einfluß der Druckfeder 33 nach oben bewegen kann. Die Teile bewegen sich dann in die in Figur 1 gezeigte "Aus^Stellung.

Nach einer durch einen Kurzschluß verursachten Unterbrechung befinden sich die Teile in der in Figur 3 gezeigten Lage, in welcher die Kontaktarme 17 und 23 durch die Arretierglieder 50 und 59 in einer niedergedrückten Stellung gehalten werden. Zum Schliessen des Trennschalters muß der Handgriff zunächst in die Rückstellage bewegt werden. Dabei wird der Handgriff 3k in die im Gegenuhrzeigersinn liegende Endlage bewegt, so daß sich das Noekenelernent 37 wieder vor das Sperrglied 39 stellen kann. Der Handgriff wird anschliessend wieder im Uhrzeigersinn verdreht, wodurch der Kontaktträger 20 gegen die Federkraft der Feder 33 nach unten gedruckt wird. Bei der Abwärtsbewegung des Kontaktträgers 20 berührt der abstehende Teil 2OA den Teil 5OA des Arretiergliedes 50 und verdreht dieses im Gegenuhrzeigersinn, wodurch das Ende des Kontaktarmes 23 freigegeben wird. Der Kontaktarm 23 kann nun durch die

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Feder 27 nach oben in die Schließstellung der Kontakte 21 und 22 bewegt werden. Die Kontakte 18 und 19 sind jedoch zu diesem Zeitpunkt noch nicht geschlossen. Bei weiterer Verschwenkung des Handgriffes 3²I im Gegenuhrzeigersinn rastete der Vorsprung 69 in das Sperrglied 62 ein und der Vorsprung 70 des Kontaktträgers 20 berührt den Hebel 57, wodurch dieser vom Kontaktarm 17 weggedreht wird. Im Laufe der weiteren Verdrehung des Handgriffes 34 wird das Sperrglied 39 in Auslösestellung bewegt, wodurch das Nockenelement 37 freigegeben wird und der Kontaktträger 20 nur mehr durch das Sperrglied 62 allein gehalten wird. Während des letzten Teiles der Verschwenkung des Handgriffes 34 berührt schliesslich der Vorsprung 35A den Hebel 73, der wiederum die Stange 75 nach unten drückt, welche das Arretierglied 59 berührt und dieses im Uhrzeigersinn verdreht, wodurch der Kontaktarm 17 freigegeben wird, der sich dann in die Schließstellung bewegt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.!Selbstschalter mit thermischer und magnetischer ÜberstromauBlösung sowie Kurzschlußstrombegrenzung unter Verwendung eines von Strom erregten Magnetkernes, der bei Kurzschlußstrom eine Abhebung des einen Kontaktes von dem anderen Kontakt bewirkt, wobei der abgehobene Kontakt durch ein Arretierglied in der abgehobenen Lage gehalten wird und schliesslich durch die Überstromauslösung eine weitere Trennung der Kontakte erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kontaktarm (17 bzw. 23)f der den zur Kurzschlußstrombegrenzung abhebbaren Kontakt (l8 bzw. 22) trägt, ein dem Magnetkern (95 bzw. 96) zugeordneter Anker (97 bzw. 98) angeordnet ist und der andere Kontakt (i9 bzw. 2i) auf einem bei Übers tromausl tauig abhebbaren Kontaktträger (20) sitzt.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Magnetkern (95 bzw* 96) eine Anschlußschiene (i3

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-lng. Axel Hansmann, Dipl.-Phy». Sebastian Herrmann

. 8AiONCHEN 2, THE«£8IENSTRASSE 33 · T.lefen:S«1202 · T.leeremm-Adr.M·. Upotli/MOnA« . Beyer. Varetntbapk ΜΟηφ«, Zwe!g»t. Otkor-von-Miller-Rine, Kto.-Nr. 8824« ' fothchidc-ICenfe. MOnehw Nr. 1S33W

' Opp*«iu»r BOtO₁ PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

Neue Unterlagen (A^ 7 11 Abe. 2 NA1 8atz 3 des Xmlerungseee. v. 4,9.19β7)

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bzw. 27) liindurchgeführt ist, die mit einem senkrecht verlaufenden Leiterteil (14), einem waagerecht verlaufenden Leiterglied (15 bzw. 25) und einem biegsamen Leiter (i6 bzw. 2h) mit dem Kontaktarm (17 bzw. 23) in elektrischer Verbindung steht, der wiederum durch den Magnetkern hindurchgeführt ist.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Paare relativ zueinander beweglicher Kontakte (l8, 19» 2i, 22) vorgesehen sind und ein Kontakt {19 bzw. 2l) jedes Kontaktpaares auf dem bei Überstromauslc&ing abhebbaren Kontaktträger (20) sitzt.

k. Schalter nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger (20) von Hand betätigbar ist.

5· Schalter nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktarm (i7> 23) in Schließstellung federnd vorgespannt ist und für das Arretierglied (59) eine Preigabeeinrichtung (73-76) vorgesehen ist, welche das Arretierglied freigibt, wenn der Kontaktträger (20) abgehoben wi rd.

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