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Installationsselbstschalter hoher Schaltleistung. Erwiesenermassen
werden die Schaltbeanspruchungen eines Installatiönsselbstschalters klein, wenn
man den sogenannten Aus-Schaltverzug, d.h. die Zeit vom Entstehen des Kurzschlusses
bis zur Öffnung der Kontaktstrecke, möglichst klein und die an der geöffneten Kontaktstrecke
während des Kurzschlusses auftretende Lichtbogenspannung möglichst hoch wählt. Während
eine Erhöhupg der Lichtbogenspannung über den Wert der Netzspannungsamplitude hinaus
nicht nur mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden ist; sondern auch keine wesentlichen
Vorteile mehr erbringen würde, wäre dagegen die weitergehende Herabsetzung des bisher
erreichten Ausschaltverzuges durchaus von Vorteil.
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In dieser Beziehung befasst sich die Erfindung mit den für diesen
Ausschaltverzug massgebenden Bauelementen des Installationsselbstschalters, nämlich
dem elektromagnetischen Auslöseorgan in Verbindung mit dem von diesem beeinflussten
Schaltwerk zur Betätigung der Kontaktanordnung. Um in erster Linie die Eigenzeit
des durch elektromagnetische oder@auch thermische Auslösung entriegelten Schaltwerks
klein zu halten, koppelt die Erfindung die von Hand zu betätigende Mechanik mit
der Verklinkung des Schaltwerks über einen in sich elastischen und vorzugsweise
als Blattfeder ausgebildeten Hebel, der zwischen den betreffenden
beiden
Kopplungspunkten gemeinsam mit der Spannfeder in den Schaltschieber für-den beweglichen
Teil der Kontaktanordnung eingreift. Dabei stellt sich die Betätigungsmechanik als
ein drehbeweglich mit einem Ansatz der Betätigungshandhabe gekoppelter Kniegelenkbügel
dar, wobei ein von letzterem gehalterter und in einer schlitzförmigen Ausnehmung
des Schutzschaltergehäuses geführter Bolzen als Lagerzapfen einen der Kopplungspunkte
abgibt, wogegen der andere einfacherweise"durch die Stützfläche der in gespanntem
Zustand des Schaltwerks von dem zweiten Blattfederende untergriffenen Auslöseklinke
dargeboten wird.
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Den Schaltwerksausführungen vorhandener Installationsselbstschalter
gegenüber besitzt die erfindungsgemässe Ausführung den wesentlichen Vorteil, dass
diese Blattfeder als vollwertiges Verklinkungs- und Betätigungsglied der Schaltwerkmechanik
zu gleicher Zeit aus sich selbst heraus die Erzeugung des notwendigen Kontaktdrucks
bewirkt, den man bislang durch Erzeugung eines Überhubes in der Schaltwerkmechanik
oder vermittels besonderer Federelemente erzeugen musste; was sich nachteilig auf
die Eigenzeit des Schaltwerks und den zu einwandfreier Funktion erforderlichen konstruktiven
Aufwand auswirkte. Des weiteren kann das Spannen und die Verrastung des Schaltwerks
in der Einschaltposition unter Mitwirkung der Blattfeder einfacherweise durch Überkippen
der Kniegelenkmechanik erfolgen. Andererseits hebt das federnde Verklinkungsglied
nach Einleitüng des Abschaltvorganges in sich-selbst den Druck äüf'die 'Kontakte
auf und lässt im Zuge dessen die gespannte Schleuderfeder-zur Wirkung gelangen,
wodurch der Abschaltvörüäng ohne
die geringste Verzögerung vonstatten
geht.
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Einer Weiterbildung der Erfindung gemäss ist das elektromagnetische
Auslöseorgan derart ausgebildet, dass der an seinem unteren Ende gegen die Kraft
einer Feder drehbeweglich gelagerte und mit seinem oberen Ende auf die Auslöseklinke
einwirkende Auslösehebel etwa in seiner Mitte ein teilweise abgewinkeltes Ankerteil
aufweist, das die entsprechenden Polenden des Eisenkerns der elektromagnetischen
Auslösespule in erregtem Zustand als seitlicher Eisenschluss zu überbrücken vermag.
In diesem Zusammenhang kann der von der Auslösespule umgebene Eisenkern anstelle
einer massiven Ausführung mit angesetztem Polblech vorteilhafterweise durch ein
einfaches Stanzteil aus Eisenblech ersetzt werden, von dessen U-förmigem Kernbügel
nach beiden Seiten hin Pollappen abgewinkelt sind. Dabei wirkt der genannte Auslösehebel
des elektromagnetischen Auslöseorgans äquivalent dem Bimetallstreifen des thermischen
Auslöseorgans auf das eine Hebelende der beispielsweise gleicharmig ausgebildeten
Auslöseklinke ein, deren anderes Hebelende als Verklinkungspunkt gegen die Kraft
einer Druckfeder ton dem vorbezeichneten Blattfederelement der Schaltwerkmechanik
uistergriffen wird.. Auf diese Weise verfügt man im Angriffspunkt des Auslösehebels
und damit auch im Verklinkungspunkt der Blattfeder - bezogen auf die An-,zugskraft
des elektromagnetischen Auslöseorgans - zwar über seine geringere, jedoch durchaus
hinreichende Teilkraft, legt aber in Relation zu der Ankerbewegung zum Zwecke einer
Entklinkung der Blattfeder den gleichen Betätigungsweg nur noch in der Hälfte der
Anzi.igszei-t _ z_urüek.. ln-folge dessen gelangt man durch
die
erfindungsgemässe Ausbildung des elektromagnetischen Auslöseorgans in Zusammenwirken
der des von diesem beaufschlagten Schaltwerks zu extrem niedrigen Ausschaltzeiten.
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Wie aus der angefügten Darstellung eines typischen Ausführungsbeispiels
der Erfindung in den Figuren 1 bis 4 der Zeichnung ersichtlich, baut sich ein erfindungsgemäss
zum Schutz elektrischer Leitungen und Geräte vorgesehener Installationsselbstschal-ter
in: vorteilhafter Anordnung seiner Funktionselemente und -bereiche dergestalt auf,
dass-in der einen Hälfte 13 des breitseitig unterteilten Schutzschaltergehäuses
10 neben einem über Durchbrechungen 22 mit der eigentlzchen_Lichtbogenkammer 11
verbundenen Ausdehnungsraum 25 das elektromagnetische sowie das thermische Au.slösesystem
angeordnet sind, deren gemeinsame Auslöseklinke 6 die (nicht ausdrücklich bezeichnete)
Zwischenwandung des @ehäuses 10 durchdringt. Dabei greift diese Auslöseklinke
6 in den innerhalb der anderen Gehäusehälfte über der die Kontaktstrecke 9, 21 enthaltenden
Lichtbogenkammer 11 angeordneten Schaltwerksraum 12 ein. Nach aussen hin verfügen
beide Gehäusehälften jeweils über eine lösbar aufgeschraubte oder vernietete Abdeckung
26, die in sich keinerlei Kontakt-oder Lagerstellen beinhaltet.
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Dem Stromlauf in diesem Letungsschutzschalter gemäss handelt es sich
einfacherweise um eine Unterbrechungsmöglichkeit der Festkontaktstrecke 21 im Zuge
einer Reihenschaltung der elektromagnetischen Auslösespule 17 und des Bimetallstreifens
19 zwischen den äusseren Anschlussklemmen 20. Diese Unterbrechung
bewirkt
ein von Seiten des Schaltwerks über den Kontaktschieber 8 gesteuerter beweglicher
Teil der Anordnung in Form einer Kontaktbrücke- 9. Die weitere Ausbildung dieser
Kontaktanordnung bewirkt, dass der zufolge Abschaltung unter Last nach erfolgter
Kontaktöffnung entstehende Lichtbogen durch-magnetische Blasung von der Auslösespule
17 her in Teillichtbögen unterteilt und mit seinen Fusspunkten seitlich ausgelenkt
der Kontaktausbildung gemäss an die Hornenden bewegt wird. lVon dort ab erschließt
sieh über mehrere.Durchbrechungen 22 in der Zwischenwandung des Gehäuses 10 zu Löschzwecken
ein weiterer Ausdehnungsraum 25 in der anderen Gehäusehälfte. Im Zuge dessen zieht
eine derartige Aufgliederung in Teillichtbögen sowie deren Verlängerung und Kühlung
die beabsichtigte Erhöhung der Lichtbogenspannung nach sich: Den eigentlichen Auslösungsvorgang
und damit die Wirkungsweise des Leitungssehutzschalters betreffend handelt es sich
um das Zusammenwirken des elektromagnetischen und des thermischen Auslöseorgans.
Während das thermische Auslöseorgan aus einem stromdurchflossenen und im-Effekt
auf die Auslöseklinke 6 des Schaltwerks einjustierbaren Bimetallstreifen
19 besteht, wird: das elektromagnetische Auslöseorgan von einer im-Normalfall
nur vom Verbraucherstrom durchflossenen Spule 17 gebildet, die vermittels ihres
Eisenkerns 18 bei einem bestimmten Kurzschlussstromwert einen Anker 16 anzieht.
Dieser als Winkelstück ausgebildete Anker 16 befindet sich im Mittelteil des Auslösehebels
14, der seinerseits als einarmig ausgeführt gegen die Kraft
einer
Feder 24 um sein unteres Ende 15 drehbar gelagert ist und vermittels seines oberen
Endes ebenfalls auf die bereits genannte Auslöseklinke 6 des Schaltwerks einzuwirken
vermag. Die Auslöse-' klinke 6 aber ist beispielsgemäss als ein gleicharmiger Hebel
ausgebildet und, dem Angriffspunkt der beiden Auslöseorgane gegenüber unter Federspannung
(23) stehend, mit einer. die Zwischenwandung des Gehäuses durchgreifenden Rastvorkehrung
zur Entriegelung des gemeinsamen Schaltwerks und damit zur Auftrennung der Kontaktstrecke
versehen.
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Das Schaltwerk selbst ist derart konstruiert, dass der den beiden
Auslöseorganen für die Einleitung des Abschaltvorganges abverlangte Aufwand an mechanischer
Arbeit relativ gering ist. Infolge dessen bewirkt die sofortige Entriegelung der
Schaltwerkmechanik, dass das zu gleicher Zeit den benötigten Kontaktdruck bewirkende
Verbindungsglied zwischen der Verklinkung 6; dem Schaltschieber 8 und der Handbetätigungsmechanik
(2 bis 5) in Form einer elastischen Blattfeder 1 sich unmittelbar in sich selbst
entspannt und im Zuge dessen, d.h. ohne jede Verzögerung; die Gegenkraft der Spannfeder
7 freigibt, die demzufolge schlagartig die Kontaktanordnung aufreisst. In diesem
Zusammenhang verfügt das Schaltwerk über eine Freiauslösung, die eine Wiedereinschaltung
des Leitungsschutzschalters bei Überlastung und bei fortbestehendem Kurzschluss
verwehrt.
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Der durch diese erfinderischen Massnahmen dem bekannten Stand der
Technik gegenüber erreichte Fortschrittibesteht in der Erstellung eines Installationsselbstschalters
mit extrem geringem
Ausschaltverzug, der sich bei kleinen Bauabmessungen
durch ein hohes Schaltvermögen, grosse Selektivität den vorgeschlalteten Sicherungen
gegenüber und eine hohe Kurzschlussleistung, sowie in fertigungstechnischer Hinsicht
durch einen einfachen Aufbau vermittels weniger Einzelteile auszeichnet.