DE1563660A1 - Strombegrenzungs-Selbstschalter - Google Patents

Description

StrombegrenzunKS-Selbstsehalter*

Die Erfindung betrifft einen magnetischenSchalter und insbesondere einen Strombegrenzungs-Selbstschalter mit einer magnetischen Verriegelungseinrichtung zur Verriegelung der Arbeitsstromkontakte des Schalters in deren Schließstellungen unter normalen Bedingungen durch eine magnetische Kraft und einer überstromauelöseeinrichtung zur Verringerung dieser magnetischen Kraft entsprechend der Grosse des Stroms, der durch die Kontakte über einen bestimmten Pegel hinaus fließt, so daß der Schalter selbsttätig jeden überstrom unterbrechen kann, der über den erwähnten Pegel hinausgeht, beispielsweise einen überstrom und einen Kurzschlufistrom, durch die Auslösung

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der magnetischen Verriegelungseinrichtung zum öffnen der erwähnten Kontakte.

Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung eines wirtschaftlichen Schalters von einfacher Pauart, der genau und rasch anspricht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer überstronauslöseeinrichtung zur Aufhebung der nafnetischen Verriegelung, die aus einem Dauernagnet besteht, der dadurch gekennzeichnet ist, daß seine genaue Auslösewirkung eine zuverlässige Unterbrechung Jedes Überstroms oder plötzlichen Kurzschlußstroms über einen bestimmten Pegel hinaus gewährleistet, ohne eine Entmagnetisierung des Dauermagnets der Verriegelungseinrichtung zu verursachen,so daß diese eine lange Lebensdauer hat.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuartigen Freiauslösungs-Mechanismus, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der erwähnten überstrom-Entriegelung zu erleichtern.

Ein v/elteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Abbrand stromführender Kontakte dadurch wirksam zu verhindern, daß dieee Kontakte in einen neuartigen Vakuumachalter von eLnfaeher

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Rauart dichtenfi eingeschlossen sind.

Zum besseren Verständnis der Erfindung v;ird-diese nachfolgend in Verbindung nit den beiliegenden Zeichnungen njiher beschriebeniind zwar zeigen:

Pip. 1 eine Seitenansicht, teilweise in senkrechten Schnitt, einer beispielsweisenAusfilhrunpsforn eines erfindun^sfeni^:5sen Schalters;

Fip, 2 eine Draufsicht dieses Schalters bei abgenommenem Deckel;

Fir,. 3 eine Seitenansicht des wesentlichen ^meils einer weiteren Ausführung form der Erfindung j

eine Ansicht im Schnitt nach der Linie IV-IV in . 3;

Fig« 5 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht wieder einer weiteren Ausführungsform der ERfindung;

Fig. 6 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie VI-VI in

f Fi<r. 5;

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Fig. 7 eine schaubildliche Ansicht hierzu mit einen Teil im Schnitt;

Fig. 8 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht ebenfalls einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 eine schaubildliche Ansicht des wesentlichen Teils derselben;

Flg.loA eine Schnittansicht einer weiterenAusführungform der Erfindung;

Fig.lon eine der Fig. loA ähnliche flchnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einer magnetischen Freiauslösung;

Fig«11 eine Schlttansicht eines erfindungsgemässen Vakuumschalters und

Fifr.12 eine Seitenansicht des Vakuumschalters.

In Fig. 1 und 2 bezeichnen 1 eine Basisplatte, 2 einen Deckel, 3 und 4 Klemmen, während 5 ein Betätigungsorgan

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bezeichnet, das an der oberen Wand des Deckels schwenkbar gelagert ist. Ähnliche Basisplatten, Deckel, Klemmen und Betätigungsorgane werden bei den anderen, nachfolgend in Verbindung mit Fig. 3-9 beschriebenen Ausführungsform der Erfindung verwendet, jedoch sind die Grundplatte, die Deckel, Klemmen und Betätigungsorgane in Fig« 3 - 9 der Einfachheit halber nicht gezeigt«

Das Betätigungsorgan 5 wird durch einen Kippschalter 6 gebildet, durch den sich in der Querrichtung eine tfelle 6a erstreckt, welche durch zwei Lagerelemente 7 drthbar gelagert ist, die auf entgegengesetzten Seiten einer rechteckigen öffnung der oberen Wand des Deckels 2 so angeordnet sind, daß ein unmittelbarer Kontakt eines Ansatzes 6d des Kippschalters .mit einem beweglichen Element 12a des erfindungsgemässen Ausschalters möglich ist, wenn der letztere geschlossen ist.

An dem linken Ende des Kippschalters 6, gesehen in Pig. I, ist eine halbkugelige Ausnehmung 6b ausgebildet, die zur Aufnahme einer Kugel 8 dient, welche zum Kippschalter 6 mittels einer Feder Io belastet ist, um eine Schnappbewegung des Kippschalters 6 zwischen sdner "Ein"-Stellung, die in Flg. 1 mit voll ausgezogenen Linien gezeigt 1st, und seiner "<\us^w-Steilung herbeizuführen, welch letztere Ln Fig» I mit

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unterbrochenen Linien dargestellt ist. Die Feder Io ist in einem Federgehäuse 9 angeordnet, das an der Innenfläche der oberen Wand des· Deckels 2 durch geeignete "ittel, beispielsweise durch Schrauben, befestigt ist.

Das rechte Ende 6c des Kippschalters 6 ist durch eine Blatbfeder 11 nach unten belastet, die das Bestreben hat, den Kippschalter in seine "Aus"-Stellung zu drehen. Me Blattfeder 11 ist ferner an der Innenfläche der oberen Viand des Deckels 2 durch Reeignete T'ittel, beispielsweise durch Schrauben, befestigt.

An der Untersdte des Kipphebels 6 ist ein Ansatz Gd so ausgebildet, daß, wenn der Kippschalter 6 sich in seiner "Einstellung befindet, der Ansatz 6d einen unmittelbaren Kontakt mit einem elastischen beweglichen Arm 12a einer Arbeitsstrom-Schalteinrichtunf: 12 erhält. Daher werden, v/enn der Kippschalter 6 von Hand zwischen seiner "Ein"- und seiner "Aus"-Stellung betätigt wird, die Kontakte der Arbeitsstromschaltelnrichtung 12 von Hand geschlossen und ge">Tfnet.

'Der fetite Kontakt 12b der Arbeltsstromnchaltelnrlchtung 12 Lst mit fiel' !.'liinrt' 'I über eLnen ίeltuncsdr^ht 'la verbunden, viclhrervl \aa ^r-ir.te Ende rieo beweglichen Kontakts 12a an einem stehenden "r'"f^ii· tv .^ν-»ίν>3ΐ: Lrfc V.;t_t der sich von der Basisplatte

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1 nach oben erstreckt und dann mit einen festen Kontakt I¹Ja einer tiberstronauslöseeinrichtung l^l\ fiber einen Leitungs· draht 13 verbunden ist.

Dei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist der feste Kontakt I¹Ja an der inneren Bodenfläche eines U-förmiren Zahnens 15 befestigt, der aus einem elektrisch leitenden Material besteht, so daß der Leitungsdraht 13 mit einer neeigneten Stelle ces U-förmigen Rahmens 15 verbunden werden kann. Die Überstrom-Auslöseeinrichtunp 1*1 besitzt einen beweglichen Kontakt I¹Ib, der durch eine Blattfeder Rebildet wird, welche an ihrem einen Ende an der Bäsisplatte 1 so befestigt ist, daß ihr entgegengesetztes Ende dem festen Kontakt I¹Ia zugekehrt ist. Die Blattfeder hat normalerweise eine Vorspannung, durch die der bewegliche Kontakt I¹Ib von dem festen Kontakt I¹Ia weg belastet ist. Das befestigte Ende des beweglichen Kontakts I¹Ib ist mit der Klemme 3 durch eine Steuerleitung 16 und einen Leitungsdraht 3a verbunden. Statt aus einer Blattfeder kann der bewegliche Kontakt I¹Ib aus einem anderen Reeigneten Element hergestellt sein,beispielsweise eine Schraubenfeder sein, die an ihrem einen Ende einen elektrischen Kontakt trägt.

Bei der vorliegenden Ausführun^sform hat die Steuerleitung

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16 die Form einer Spule mit mindestens einer Windung, vorzugsweise bestehend aus einem grossen halbkreisförmigen Leiter l6a und einem kleinen halbkreisförmigen elektrisch leitenden Teil l6b, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, wobei der kleine halbkreisförmige leitende Teil 16b vorzugsweise aus einem magnetischen Material ist, das entweder elektrisch leitend oder mit einem elektrisch leitenden Material beschichtet ist, wie Weicheisen, Magnetstahl mit keinen spontanen I'aftnetisierungseigenschaften, weiches Ferrit, das mit einem elektrisch leitenden Material überzogen ist, und so weiter.

Eine Verriegelung L besteht aus dem erwiJhnten leitenden Teil 16b, einem beweglichen magnetischen Element 17 und einem Träger 19« Das bewegliche magnetische Element 17 ist aus einem ferromagnetischen Material oder aus einem paramagnetischen Material, je nach der Art des Materials hergestellt, das beim leitenden Teil 16b verwendet ist, und an dem einen Ende eines Hebels 10 so befestigt, daß es dem leitenden Teil 16b mit einem geeigneten Abstand von diesem zur Erzeugung einer magnetischen Kraft gegenüberliegt, die auf das magnetische Element 17 entsprechend dem elektrischenStrom in dem leitenden Teil l6b wirkt.

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VJenn der leitende Tell l6b aus einem unmagnetischen Stoff hergestellt ist, soll der Träger 19 aus magnetischen Stoffen hergestellt sein» wie sie vorangehend In Verbindung mit den ■ Materialien für den leitenden Teil 16b beschrieben vmrden,* so daß eine magnetische Kopplung zwischen den Träger 19 und dem beweglichen magnetischen Element 17 über den leitenden Teil l6b zum EIrzielen einer geeigneten Verriegelungswirkung erzeugt vmrden kann.

Der Hebel 18 ist an einem Halter 2o aus Isoliermaterial befestigt, der seinerseits am U-fÖrmigen Rahmen 15 durch eine Achse 21 schwenkbar rrelagert ist. Der Halter 2o ist mit einer Nase 22 versehen, um den bewegliehen Kontakt l'Jb entgegen der erwähnten Vorspannung der Blattfeder nach unten zu drücken und die Kontakte l*la und 14b der üherstromauslöseeinrlchtung I¹I zu ochliessen. Das freie Ende des Hebels 18 wird daher nach unten gezogen und die Kontakte I¹Ia und 1^b sind unter normalen Bedingungen infolge der magnetischen Kraft in ^?!.er Verriegelung L, wie in PIß. 1 dargestellt, geschlosser..

Daher wird der Stromweg, der von der Klemme 3 über die Leitung 3a, die Steuer Leitung ΐβ, den beweglichen Kontakt IUb, den festen Kontakt l-'ia, den U-förmlgenRahmeii 13, den Leitungsdraht 13, den beweglichen Kontakt L2a, den festen Kontakt • .H) uvA Über einen Leitungsdraht ^s. 3ur Klemme ^!ί verlauft,

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durch eine BetFtirung de3 Kippschalters 6 der Betätigungseinrichtung 5 rcschlossen und reöffnet. Der Schliefzustand der überntronaunl"seeinrichtunp· l'l wird durch die rarnetinche Verriegelun^skraft an der Verriegelung L au^rrecht erhalten.

Bei einer Verriegelung L der erwähnten Bauart wird, wenn ein überstrom, der eine bestimmte Grosse des normalen Laststroms überschreitet, durch den leitenden Teil 16b infolge einer überlastung oder eines Kurzschlusses fließt und die Geschwindigkeit der V/ärneerzeup;unr in diesem höher als die Geschwindigkeit der V/£rmeableitung aus dieser: ist, die Temperatur des leitenden Teils und damit diejenige der Verrierelun' L allmählich erhöht. Hierdurch wird die magnetische Flußdichte in der Verriegelung L ebenfalls herabgesetzt infolge entweder¹ einer thermischen reversiblen Verringerung in der spontanen Magnetisierung der die magnetische Verriegelung bildenden ferroma^netischen "ubstanz oder der thermischen reversiblen Verringerung in der Permeabilität der anderen die Verriegelung L blLdenden paramagnetischen Substanz, wie der vorerwähnte ''ar^netstahl mit keinen spontanen 'iajrnetislerungselgeriü-haften oder weiches Ferrit. '.^renri die erwähnte macnetische PLu'diciite In der Verriegelung ':elter verringert •wird, wird JL; Hi'ojtje der elastischen Vorupannung der Blattfeder den brii.nh!.:^: Kuntaktr. L^b grosser als die Verrie-

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BAD ORIGINAL

nelunr.skraft, welche auf die Blattfeder durch die Verriegelung L über den Hebel 18 ausgeübt wird, was die Unterbrechung des durch den erfindungsgemässen Ausschalter fliessenden überstroms zur Polr;e hat. Da die Geschwindigkeit der erwähnten Verringerung in der magnetischen PluMichte in der Verriegelung L und damit die Vereinterunp in der VerrieGelunr,skraft, die auf den beweglichen Kontakt I¹Jb wirkt, in einer bestimmten mathematischen Γ-eziehunr; zur Grosse des lurch die rteuerleitunr 16 fliessenden Stromes stehen, kann eine r.eeif-nete zeitliche Verzögerung für die erwähnte Unterbrechung des f'berstromes in Abhüncirleit von der Grosse dieses Stromes vorgesehen werden.

Andererseits '..'ird, wenn der Stror. von eirer bestimrten Frequenz, der durch die Steuerleitunr 16 fließt, plötzlich auf einen außerordentlich hohen Wert zunimmt, beispielsweise infolge einar ernsten Störung in der angeschlossenen Schaltunft, der nn. T.etirohe Kreis durch die Elemente 17 und 19 der Ver~ riegelunc L sofort entmagnetisiert, wodurch die Anziehung zwischen den rierventen 17 und Ϊ9 aufgehoben v.'lrd, was zur FolKe hat, daß sich die Kontakte l*la und I¹Jb sofort mit hoher "eschv.'indirkeit öffnen, um den Fehlerstrom zumindest innerhalb einer, "eriode der Frequenz des Stromes dadurch zu unterbrechen oder :-uszulc"sen, da"· die Beschränkung der \^rorspH.nnun."¹

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an der Blattfeder des beweglichen Kontakts I¹Jb aufgehoben wird.

Um das erneute Schliessen der Kontakte I¹Ia und I¹Ib der überstromauslöseeinrichtung I¹J zu erleichtern, ist der Halter 2o aus Isoliermaterial mit einem rechtwinkelig abstehenden Arm 2oa ausgebildet, wie Fig, 2 zeigt, so daß der Arm 2oa nach oben gegen den Kippschalter 6 nach der Unterbrechung des Überstroms durch das öffnen der Kontakte I¹Ia und I¹Ib nach oben gedrückt werden kann, um sein rechtes Ende 6c feststehend eu halten.

Die Kontakte I¹Ia und I¹Ib der Einrichtung I¹I können daher nur geschlossen werden, wenn der in der beschriebenen Weise angehobene Arm 2oa dadurch abwärtsbewegt wird,daß der Endteil 6c des Kippschalters 6 nach unten gedrückt wird.

Mit anderen Worten, es muß, nachdem einmal der Ausschalter durch das Öffnen der Kontakte I¹Ia und I¹Ib der überstromauslöeeeinrichtung I¹I durch das Lösen der magnetischen Verriegelung L ausgelöst worden ist, die Laststromschalteinrichtung 12 zuerst geöffnet werden, bevor der Ausschalter von neuem geschlossen werden kann.Wenn nachdem der Ausschalter zurückgestellt und von neuem dirch die Betätigung des Kipp-

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schalters 6 geschlossen worden ist, der Fehler immer noch besteht, wiederholt sich der Auslösevorgang des Ausschalters durch die Verriegelung L und die überstromschalteinrichtung 14 ohne Störung, wodurch das sogenannte Arbeiten mit freiauslösung des Ausschalters sichergestellt wird.

Die vorangehend beschriebene AusführungsTorrn der Erfindung ist zur Anwendung auf Sicherheitsschalter beim Betriebseinsatz (at service entrance), Wandschalter mit einer Ausschaltleistung bis zu 15oo Ampere geeignet.

Es ist vorzuziehen, die überstromauslöseeinrichtung lh in einer Löschkammer 23 einzuschliessen, wie durch unterbrochene Linien in Pig. I und 2 gezeigt.

In Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform des Verriegelungsund überstromunterbrechungsteils des erflndungsgemässen Ausschalters dargestellt, bei welcher eine lineare Steuerleitung Iß in einer magnetischen Verriegelung L angeordnet ist, die aus magnetischen Elementen 17 und 19 besteht, welche so angeordnet sind, daß sie die lineare Steuerleitung 16 einschliessen. Das magnetische Element 17 der Verriegelung ist an einem beweglichen Hebel Iß be-

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festigt, während das andere Element 19 der Verriegelung an der Basisplatte 1 durch Winkelstücke 2¹I und 25 befestigt

Zumindest das eine der magnetischen Elemente 17, 19 ist aus einem ferromagnetiBchen Material hergestellt, während das andere der beiden Elemente, falls vorgesehen, aus einem paramagnetischen Stoff hergestellt ist, so daß eine Anziehung zwischen den beiden Elementen in der Welse erzeugt werden kann, daß die elastische Vorspannung der Blattfeder des beweglichen Kontakts l4b durch die erwöhnte Anziehung überwunden wird, um die Kontakte der überstromauslöseeinrichtung 14 zu schliessen.

Bei der in Pig. 3 und 4 dargestellten Verriegelung L wird, wenn der durch die Steuerleitung fliessende Strom über eine bestimmte Grenze zunimmt, die magnetische Plußdichte im magnetischen Kreis durch die magnetischen Elemente 17 und 19 infolge einer Zunahme des magnetischen Oegenflusses verringert, der durch den überstrom durch die Steuerleitung erzeugt wird, was zum öffnen der Kontakte der übei'3tromauslöseelnrichtung 1*J in der gleichen Weise führt, wie bei der Ausführungsform nach Flg. 1 und 2.

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Bei dem erfindunßspcemiissen Ausschalter ist die Verwendung von Polstücken zwischen dem festen magnetischen Element 19 und dem beweglichen Element 17 zulässig, wie bei 19a in ^pin;. Ί gezeigt, um die Bildung eines geschlossenen magnetischen Kreises zu erleichtern. Solche Polstücke können aus einem paramagnetischen Material hergestellt werden, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Weicheisen, magnetischen Stoffen ohne spontane ffagnetisierungselgenschaften, \eiches Ferrit, u.dgl. besteht.

R. 5 - 7 zeigen eine weitere Ausführungsform der Verriegelungs- und ttberstromauslögeeinrichtung des erfindungsgemiissen Ausschalters ₉ bei welcher die Entriegelungskraft unmittelbar auf das Blattfederelement des beweglichen Kontakts 1Mb in der überstromauslöseeinriehtung 1*1 ausgeübt wird. Auf der Basisplatte 1 ist ein nach oben stehender Halter 26 befestigt, welcher die magnetische Verriegelung L auf seiner Oberseite trägt. Die Verriegelungseinrichtung besteht aus einem magnetischen Element 17, das an dem einen Ende eines beweglichen Hebels 18 befestigt ist, und aus einem weiteren magnetischen Element 19, beispielsweise aus einem Dauermagnet, der auf der Oberseite des Halters 26 befestigt ist, welche beiden magnetische Elemente so angeordnet sind, daß sie zwischen sich eine Anziehung erzeugen,-um den beweglichen Kontakt I¹Ib der überstromauslöseeinricht-

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ung I¹I in seiner Schließstellung in direktem Kontakt mit dem festen Kontakt I¹Ia durch den Hebel 18, einen Hebelhalter 2o und eine Nase 22 zu halten. Ferner sind zwei Dauermagnete 27, 28 vorgesehen, die aus einem ferromagnetischen Material hergestellt und auf der Basisplatte auf entgegengesetzten Seiten der überstromauslöeeeinrichtung I¹J befestigt sind, wie in Fig. 7 gezeigt.

Bei der überstromausladeeinrichtung I¹I nach Fig. 5-7 wird, wenn ein überstrom, der eine bestimmte Grenze überschreitet, durch den Ausschalter fließt, die Grosse einer magnetischen Kraft, welche beim Stromfluß durch den beweglichen Kontakt I¹Ib entsprechend der Dreifingerregel erzeugt, so erhöht, daß sie die erwähnte magnetische Verriegelungskraft überschreitet, die durch den Hebel 18 und den Halter 2o wirkt, wodurch die Kontakte I¹Ia und I¹Ib der überstromauslöseeinrichtung I¹I geöffnet werden und die Verriegelungswirkung der Verriegelungseinrichtung L aufgehoben wird.

Fig. 8 und 9 zeigen ebenfalls eine weitere Ausführungsform der Verriegelungs- und überstrom-Unterbrechungselnrichtung des erfindungsgemässen Ausschalters, bei welcher das rechte Ende des Hebels 18, gesehen in Fig. 8, aus einem

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paramagnetischen Material hergestellt Ist, während das entgegengesetzte Ende des Hebels 18 so auf der Achse 21 gelagert 1st,daß es um diese drehbar 1st. Ein Element aus einem ferromagnetischen Material,beispielsweise ein Dauermagnet, ist in eine Ausnehmung eingesetzt, welche am oberen Ende eines stehenden Halters 29 ausgebildet ist, der sich von der Basisplatte 1 senkrecht nach oben erstreckt, und an dieser durch geeignete Mittel, beispielsweise durch Schrauben 3o, befestigt ist. Zwischen dem paramagnetischen Material am rechten Ende des Hebels 18 und dem ferromagnetischen Element bzw. dem Dauermagneten 17 wird eine magnetische Verriegelungskraft erzeugt, um den beweglichen Kontakt l^l\b des ÜberStromunterbrechers mittels des Hebels 18, des Halters 2o und der Nase 22 in seiner Schließstellung zu halten.

Eine spiralige Steuerlelting 16 mit mindestens einer Windung ist unmittelbar unter dem ferromagnetischen Element mit einem geeigneten und einstellbaren Abstand zwischen beiden angeordnet, während der Innenraum der spiidLigen Steuerleitung 16 entweder durch einen Kern 31 aus einem magnetischen Material oder aus einem unmagnetischen Material gefüllt oder freigelassen werden kann« Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 und 9 sitzt der Kern 31 mit enger Passung

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in einem durch die spiralige Leitung 16 begrenzten Raum.

Bei der Verriegelungs- und überstromunterbrechungseinrichtung nach Fig. 8 und 9 wird, wenn der durch die Steuerleitung fliessende Strom über einen bestimmten V/ert zunimmt, durch den Magnetfluß, welcher durch den durch die Steuerleitung 16 fliessenden Strom erzeugt wird, der Magnetfluß infolge des ferromagnetischen Elements oder Dauermagneten 17 aufgehoben, was zur Folge hat, daß die magnetische Verriegelungskraft, die den beweglichen Kontakt 14b in seiner Schließstellung hält, verringert wird und die elastische Vorspannung der Blattfeder des beweglichen Kontakts l4b die verringerte magnetische Verriegelungskraft überwindet, so daß die Kontakte des Überstromunterbrechers I¹I öffnen, um die Verriegelungseinrichtung L über die Jase 22, den Halter 2o und den Ift>el 18 zu entriegeln.

Bei jeder der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung mußte ein zweiter Kontakt in Reihe mit dem Hauptkontakt des Ausschalters geschaltet werden, jedoch ist bei der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung die Notwendigkeit eines solchen zweiten Kontakts völlig \ermieden und die magnetische. Verriegelung wird auf eine einzige Kontaktanordnung ausgeübt, um mit Leichtig-

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keit einen Betrieb mit Freiauslösung zu erzielen.

Bei der in Fig. loA dargestellten Ausführungsform der Erfindung v/eist die Betätigungseinrichtung 5 einen senkrecht beweglichen Knopf 6¹ auf, dessen Schaftteil 32 in den Innenraum des Ausschalters durch den Deckel 2 eingesetzt ist* Auf dem Schaft 32 ist eine gleitbare Scheibe 33 angeordnet, die durch einen Einrastmechanismus aus Federn 9 und Kugeln 8 gleitbar gehalten wird, welcher dem der in Fig» 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ähnlich ist. Dis gleitbare Scheibe 33 trägt eine Steuerleitung l6, deren eines Ende mit der Klemme 3 des Ausschalters durch einen biegsamen Leitungsdraht 36 ™srbunden ist, während das entgegengesetzte Ende der Leitung 16'mit dem beweglichen Kontakt I¹Jb⁸ der Schalteinrichtung 1*1 des Ausschalters verbunden ist. Der bewegliche Kontakt IiIb¹ ist ferner an der gleitbaren Scheibe 33 so befestigt, daß er in unmittelbaren Kontakt mit dem festen Kontakt l^a der Schalteinrichtung 1*1 gebracht werden kann, wenn der Knopf in seine untere Stellung niedergedrückt wird, während er sich von dem festen Kontakt l*Ja in Abstand befindet, so lange der Knopf 6'gezogen ist und in seiner angehobenen Stellung gehalten wird.

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BeI der Ausführungsform nach Flg. loA ist es vorzuziehen, mindestens eine Windung in der Steuerleitung 16 vorzusehen· Zwischen dem Deckel 2 und der gleitbaren Scheibe ist eine Schraubenfeder 11 so eingesetzt, daß deren oberes und unteres Ende am Deckel bzw· an der gleitbaren Scheibe befestigt ist, wie in FIg* loA bezeichnet, so daß eine elastische Kraft auf die gleitbare Scheibe 33 in einer Richtung wirken kann, in der die Scheibe 33 nach oben gezogen wird.

Am unteren Ende der gleitbaren Scheibe 33 1st ein gleitbares rohrförmiges magnetisches Element 19 In geeigneter Weise so befestigt,daß es sich in dem Raum zwischen dem -Schaft 32 und der Leitung 16 befindet· Ausserdem ist ein Dauermagnet 17 dicht am unteren Endteil des Schaftes 32 befestigt, um das bewegliche magnetische Element 19 am Dauermagnet 17 angesogenfcu halten und dadurch die gleitbare Scheibe 33 entgegen der elastischen Kraft der Schraubenfeder 11 nach unten zu riehen.

Daher werden unter normalen Bedingungen die Kontakte und 14b* der Schalteinrichtung 14 geschlossen und geöffnet, wenn der Knopf 6* senkrecht nach unten gedrückt bzw« nach oben gezogen wird.

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Bei der in Fig· loA gezeigten Schalteinrichtung nimmt, wenn die Grosse des durch die Steuerleitung 16 hindurohtretendenStromes über einen bestimmten gewählten Wert zunimmt, der durch den Strom erzeugte und durch den Dauermagnet hindurchtretende Magnetfluß ebenfiLls zu·'In dem Augenblick, in welchem der erwähnte Magnetfluß eine Herabsetzung der Grös*se der magnetischen Kraft, welche die gleitbare Scheibe 33 nach unten zieht, auf einen Wert bewirkt, der niedriger als die Qrösse der elastischen Kraft der Feder 11 ist, welche die gleitbare Scheibe 33 nach oben zieht, werden die letztere und das an ihr befestigte rohrförmige magnetische Element 19 längs des Schaftes nach oben gezogen· Hierdurch werden die Kontakte l*la und I¹Ib¹ der Schalteinrichtung 14 geöffnet, so daß der durch den. Ausschalter fliessende überstrom einwandfrei unterbrochen wird.

Zur erfolgreichen Durchführung der erwähnten Unterbrechung des Überstroms soll die elastische Kraft, durch welche die gleitbare Schtibe 33 nach oben gesogen wird, zumindest grosser als die Kraft der die Scheibe 33 haltenden Ein- _; stelnrlchtung s$in, jedoch soll die elastische Kraft otner als die zusammengesetzte Wirkung der magnetischen ift, durch welche die Scheibe 33unter normalen Bedingungen ii unten gezogen wird, und die erwähnte Kraft des Unrast-

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mechanismus zum Halten der Scheibe 33 sein.

Die Ausbildung des Einrastmechanismus ist nicht auf die In Pig. 1, 2 und loA gezeigten Bauformen beschränkt, sondern es kann eine beliebige andere geeignete Bauform, beispielsweise eine magnetische Vorrichtung von der in Pig. loB gezeigten Art ebenfalls zufriedenstellend mit dem erfindungsgemässen Ausschalter verwendet werden. Bei dem in Fig. loB dargestellten Einrastmechanismus ist der Betätigungsknopf 6¹ in seiner unterenSteilung durch eine magnetische Anziehung zwischen einem festen magnetischen Element 3Ί, das an der Grundplatte 1 befestigt ist und einem beweglichen magnetischen Element 35 verriegelt, das am unteren Endteil des Schaftes 32 der Betätigungseinrichtung 5 befestigt ist. Wenn einmal der Knopf 6· durch eine ausreichend grosse Kraft unter Überwindung der magnetischen Anziehung zwischen den erwähnten magnetischen Elementen nach oben angehoben worden ist, wird der Knopf 6^f in seine vollständig angehobene Stellung durch die elastische Kraft der Feder 11 voll nach oben gezogen,

Fig. 11 und 12 zeigen einen Vakuumausschalter mit Schalt- und Verriegelungseinrichtungen, die der in Fig. loA gezeigten ähnlich sind, wobei jedoch eine beträchtlich grössere Ausschaltleitung im^fergleich zu derjenigen des Ausschalters

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nach PiR. loA erzielt wird. In Fig. 11 bezeichnet 37 eine Röhre aus einem unmagnetischen Material, wie Glas, während mit 38 und 39 Verschlußelemente bezeichnet sind, die aus ähnlichen unragnetlschen Materialien, wie Glas, hergestellt sind und die Röhre 37 verschliessen. Die Verschlußelemente 38, 39 sind so in beide Enden der Röhre 37 eingesetzt, daß sie den mittleren Teil der Röhre luftdicht abdichten. Ein solcher Sitz wird erhalten, wenn ringförmige Glaskörper, durch welche Leitungsdrähte ko und ¹Il hindurchgeführt sind, eingesetzt und dann dadurch in die gewünschte Form gebracht werden, daß sie nach dem Erweichen bei einer erhöhten Temperatur gepreßt werden.

In das Verschlußelement 39 werden während öse erelhsiten Formgebungsvorgangs bei einer erhöhten Temperatur Schenkel ^2 zur Halterung einer Basisplatte ^3 eingebettet. Die Basisplatte wird dann an den inneren Enden der Zuleitung *H und der Schenkel H2 befestigt.

In der Dasisplatte *J3 ist ein Pührungsschaft ¹Hl befestigt, durch welchen die Bewegung einer gleitbaren Platte 33 gefüllt wird, von der aus sich ein beweglicher Kontakt I¹Ib* erstreckt und auf der ein magnetisches Element 19 befestigt 1st. Der Pührungsschaft 44 ist ferner durch zwei Dauermagnete hindurch-

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geführt« die aus einem Haltemagnet 17 und einem Arbeltemagnet 35 bestehen« welche durch ein Abstandsstück 55 aus unmagnetischem Material in einem solchen Abetand voneinander gehalten werden« daß die rechte Endfläche des Haltemagnets 17 unmittelbar an der linken Bndfläche des erwähnten magnetischen Elements 19 anliegt« wie in Fig· 11 geeeigt« wenn die Kontakte l4b· und 14a der Schalteinrichtung IH geschlossen sind· Am linken Ende des PÜhrungsschaftes HH ist ein Anschlagring 54 befestigt« um die Bewegung der Mafcnete 17 und H$ Eu begrenzen. Zwischen der Btsisplatte 43 und der gleitbaren Platte 33 sind Schraubenfedern 11 In der Weise befestigt« daß jedes Ende derselben an der Basisplatte bew« an der gleitbaren Platte befestigt 1st« wie in Pig· 11 dargestellt· Die Schraubenfeder 11 übt eine Kraft auf die gleitbare Platte 33 In einer Richtung aus« in welcher diese vom Dauermagnet 17 weg belastet 1st« wobei Jedoch die Grosse dieser elastischen Belastung geringfügig kleiner als die Kraft einer magnetischen Aflplthunt twischen dea Magnetischen Element 19 auf der gleitbaren Platte 33 und dem Hebemagnet 17« trenn sich die Schalt einrichtung 14 in Ihrer SchXleA-stellung befindet«

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wobei das eine Ende der Leitung 1(S alt der Zuleitung 4l verbunden ist, wahrend das entgegengesetste Ende der Arbeltsleitung mit dem beweglichen Kontakt Hb¹ verbunden ist· Der feste Kontakt l<ia der Schalteinrichtung ift ist mit der Zuleitung Io verbunden, von de» er In geeigneter Weise so gehalten wird, dal er sich gegenüberliegend dem beweglichen Kontakt I¹Ib* befindet«

Die Stärke der Magnetisierung des Haltemagnets 17 ist gerade ausreichend hoch, um das magnetische Element 19 zu halten, so daß die gleitbare Platte 33 von diesem unter normalen Bedingungen angezogen wird, wenn die Schalteinrichtung entgegen der elastischen Kraft der Federn 11 geschlossen worden 1st» Die Stärke der Magnetisierung des Arbeltsmagnets 45 soll ausreichend hoch sein, damit eine ausreichend grosse magnetische Kraft «wischen dem Magnet 45 und dem nachstehend näher beschriebenen Steuermagnet bzw« Richtmagnet 49 erzeugt wirft· Di» beidan Magnete 17 und 45 sind aneinander mit dem liftanäsatück 55 zwischen sich befestigt, so daß sie lings des Führutigsachaftes 44 als Einheit gleiten können«

Die erwähnten Inneren. Elemente und T^tile. dtes Ausschalters werden in das.Innere einer geringfügig ausgeflachten Röhre

aua einem unmagnetlsohen Material gebracht, wie in Pig. gezeigt, worauf die Verschlußelemente 39 und 38 luftdicht in die Röhre 37 bei einer erhöhten Temperatur eingesetzt werden und dann die Luft innerhalb der Röhre durch einen AuslaAkanal 47 ausgepumpt wird, der im VerschluBelement vorgesehen ist· Nachdem In der Röhre durch das Auspumpen der richtige Vakuumgrad erhalten worden ist, wird der Ausla&kanal '47 an seinem äusseren Ende, wie bei 48 in 71g. gezeigt, abgedichtet·

An d.er Aussenselte der Röhre 37 lit ein itimmgabelförmiger Rlohtmagnet 49 mit einem Knöpf 5o io angeordnet, da* er In der Längsrichtung der Röhre gleitbar ist«

Der Riehtmagnet 49 wird mit der gleichen Polarität wie der Arbeitsmagnet 45 polarisiert, S.Bt in der Weise, daß beide Magnete 45 und 49 so magnetisiert werden, daft Südpole an den der gleitbaren Platte 33 näher liegenden Seiten erhalten werden, wie In FIg* 11 geselgt, so daft die gleichen Selten der Magnet· 49 und 45 einander durch die magnetische Kraft abstossen, die «wischen den Polen von der gleichen Polarität wirkt·

Wenn die Kontakte 14a und l4b» der Schalteinrichtung 14 ge-

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BAD

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schlossen sind, während der Riehtmagnet 49 in einer Stellung benachbart einem Anschlag 52 am rechten Ende des Bewegungen hubee des Richtmagnets gehalten wird, werdenAbstossungskräfte zwischen den Magnetpolen von der gleichen Polarität der Magnete 45 und 49 erzeugt, so daß eine Kraft auf den Arbeitsmagnet 45 in einer Richtung von der glfcitbaren Platte 33 weg ausgeübt wird, die gegen die feste Klemme 14a durch die magnetische Anziehung zwischen dem Haltemagnet 17 und dem an der gleitbaren Platte befestigten magnetischen Element 19 gedrückt wird· Da die zusammengesetzte Wirkung der erwähnten Abstossungskräfte so gewählt 1st» daß sie grosser als die zusammengesetzte Wirkung der. Vorspannung der Federn 11, jedoch kleiner als die Anziehungskraft zwischen dem Magnet 17 und dem magnetischen Element 19 1st, wird der bewegliche Kontakt 14b¹ der Schalteinrichtung 14 in seiner Schließstellung verriegelt« wie In . 11 gezeigt. :

Wenn der Richtmagnet 49 aus der in Fig· Il gezeigten Stellung nach links bewegt wird, werden die geometrischen Abstände zwischen gleichnamigen Polen der Magnete 49 und 45 verringert, wodurch öle Oröisee der Abstossungskraft zwischen ihnen zunimmt, jedoch wefien infolge der mechanischen Anlage den W^nxn~ · lila mS i&sb⁹ und der» Anziehung

sehen dem Haltemagnet 17 und dem magnetischen Element 19 die Magnete 45 und 17 weiterhin in der in Pig. Il gezeigten Stellung gehalten« Wenn der Richtmagnet 49 weiter nach links bewegt wird und der Abstand zwischen den Magnetpolen von entgegengesetzter Polarität der Magnete 49 und 45 gleich dem Abstand zwischen den Polen von gleicher Polarität wird, wird die Grosse der Abstossungskraft zwischen ihnen verringert und werden, sobald die zusammengesetzte Wirkung ; der elastischen Vorspannung der Federn 11 diejenige der erwähnten Abstossungskräfte zwischen den Magneten 49 und übersteigt, die gleitbare Platte 33 und die Magnete 17» als Einheit mit. einem einzigen Hub zur Baslsplatte 43 gezogen« t Hierdurch werden die Kontakte l4a und l4b^f voneinander mit einer Schnappwirkung getrennt«

Wie ersichtlich, werden die Kontakte 14a und l4b^f dadurch

wieder geschlossen, daß der Richtmagnet·49 nach rechts ,· aus seiner linken Endstellung verschoben wird, die durch einen Anehlag 51 bestimmt wird, welcher sich an demjenigen ^

Ende des Hubes dee Richtmagnete 49 befindet, das von der Basleplatte 43 am weitesten abgelegen ist.

In Pig« 12 bezeichnet $3 einen Bügel, welcher die oberen Teile des Stimmgabel finnigen P.ichtmagnes *,0 überbrttek" ,

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-29-

• Bei der Schalt- und Verriegelungseinrichtung nach Fig* Il . und 12 wird, wenn die Grosse des durch die Arbeitsleitung 16 hindurchtretenden Stromes über einen bestimmten Wert zunimmt, die Ansiehung «wischen dem Haltemagnet 17 und dem magnetischen Element 19 aufgehoben, so daß die gleitbare Platte 33 nur Basisplatte 43 durch die elastische Vorspannung der Federn 11 infehnliqher Weise gesog·η wird, wie bei dem vorangehend lh Verbindung mit FIg₄IoA beschriebenen Beispiel«

Ferner ergibt sich', daß bei dtn Ausschaltern nach Fig· loA, loB, 11 und 12 der Riohtmagnet einmal in eine "Ausstellung bewegt werden muß, um die Kontakte I¹Ia und lib' der Schalt'-

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ι einrichtung 14 *u sch^iessen, naohd·* $*« infolge eines T

■■ .» . \ * ... : ^f 'u ■' ■ -· tiberatromee durch die Arbeitaleitun^ 1$ geöffnet worden sind·

Hierdurch wird ein· Arbeitsweis« d*· ÜM>f9SÄlt#r8 mit Frei-

■■ "'

Ö09812/0S25

Claims (1)

1. -3ο-

   Fi t »Dtiniprflt bt ι

   1. Stroabegrensunes-Selbstschalter, geJcennseiohnet durch einen Leiter, «In· Sehaltelnrlehtung, dl· m Sehli«ssen •In·· Stromkreises dureh den erwähnten Leiter in ihr« •in« Stellung «nd iur Unterbrechung «In·· Stromkreise· durch den erwähnten Leiter in ihrer ander·« Steilem beveglieh ist» «in er·tee Organ, welobe· die Sohalteinriohtung in der erwthnten «in·» Stellung belastet, ein svelte· OTgAn₉ velebea die Sebmlteinrlebtimg η 4er erwähntes anderen Stellung belastet, wobei da« «rat· BelastttRgsorgan dureh einen Magnet gebildet wird» während die Sehalteinrichtang einen Anker aufweist, der noraalerwelse vefi de« Magnet snga«»g»ii wird, eine Rlnrlebtoa«« dl· aef einen Oberstreei in den erwähnten Leiter aaesarlcht, mm dl· Belastmngswirkung d«s Magnets so weit an verringern, da* die Belastwngswirlnrag des swelte« Balaatsjngsorgan· grosser als dl· B«lasta«gawirkung des ersten Belastangsorgans unter Oberstinsajedtusjaiigen wird, so da» dl· Sehalteinrlehtung aus ltar·» elsjen Stellung in ihr· ander« Stell- «ag bewegt wird, «■ da« »rwilmtea Stromkreis s« unter-

   009812/0825 _M

   breehen» wob·! dl· erwlhnte auf einen überstre* ansprechende Einrichtung Ib Stroakrels Mittel für dl· Zufuhr des Uberstroeaagnetflase· st» Anker in einer Rieht«ns₉ im des Flut de« erwähnten Magnete sunlndest teilweise entgegcnsuwirken, und ein Organ, durch die Sohaltelnrlehtanc ·«» der erwlhnten anderen Stellung in die erwähnte eine Stellung inner derart bewegt wird, daft die auf überstrom antrpeehende Einrichtung den Sfero»- kreia unterbricht₉ ao lange die Oberstroabedingungen bestehen.

   2· Selb*tachalter nach Anspruch I₉ dadurch gekennKeiehnet» da& die Sohaltelrsriehtung swel ArbeltsstroB»Unterbr®eh« ungskontakt« und swel über»troR»Unterbr#ehung»kontakte besitxt·

   · Selsstsehalter sa^li in&pm^h l® teiiaren ,

   daft aissdeft' .. ϊ,β mim Elmm&t 4®s Mxuemm der SeMlteinriehtung und der Kagoet @q® «triitee !«!.astvats^rean· 8aae

   *. Selbstschalter nach Anepruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daA jefcs Eleaent dti Anker« der Schalteinrichtung und der Magnet de· eraten Belastungsorgans aus eine« par·· Magnetischen Material hergestellt sind, daa aus der (Truppe ausgewflhlt let, welche au· Weicheisen, magnetischen Stoffen ohne spontane Magnetlslerungseigenechaft, welches Ferrit u. dgl· besteht·

   5· Selbstschalter nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, da£> Mindestens das eine Elenent des Ankers der Schalteinrichtung und der Magnet des ersten Belastungsorgan· Magnetisch« Polstücke aus einen Material aufweisen, welshes aus der (trappe ausgewählt lst₉ die aus Weicheisen, Magnetischen Stoffen ohne spontane Kagnctlsierungeelgenschaft uud welche» Ferrit besteht·

   6« Selbstsehalter nach Anspruch 1, dadurch gekennseIchnet, da« die auf überstrom ansprechende Einrichtung eiae spirallge Steuerleitwng aufweist» die Mindestens eine Windung besitst, welche das erste Belastungsorgan mglbt, welche Stellerleitung «it der erwlhnten Schaltelnrlchtuag verbuadea ist«

   0 0 9 812/0825 _{BAD 0}BiCi?·:Μ-

   7. Selbstschalter nach Anspruch l_t dadareh gekennKelahjMtt, daft dl· auf Oberatroa ansprechende Einrichtung «in· apira 11g· Steuerleitung alt alndeatena «Inar Windung aufweist, waitha dan Anker dar Schalteinrichtung mglbt₉ welcher Anker ainan beweglichen Kontakt dar Schalteinrichtung trigt·

   Θ. Selbstschalter nach Anspruoh 7» dadarah galcaraisalecnat» dafi sowohl das arata Balaatungaorgan ala tneh dia Sahaltainriohtung einen hohlen rebrfOral*aa Magnat aafvalst·

   9. Salbataanaltar naah Asapmaah I₉ dadureh gakannsalahnat« da« dia amttota Laltwag aiaan liaaaran «ail baaltat, welcher von de? Nagnatflelbahn daa Magnate ά— «raten Balmatunceorgana

   dar Magnat des agratenS^lJisteiigeiavsans nigiätet^ne «ine® -

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   009812/OB25 bau

   au

   •lnrlehtung werbenden «ad In der Nlh· d·· Dauermagnet* io angeordnet let» da· der »agnetisehe Widerstand der Magnetflusbahn deren dm Anker bei überströmen dureh dl· Schalteinrichtung erhöht wird» iub dl· Schalteinrichtung aus der erwlhnten «inen Stellung In dl· «rwlnnt· andere Stellung BU bewegen·

   11· Selbstschalter nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daA dl· auf Oberetro« aneprechende Elnrtfiohtung so aage« ordnet 1st« daft dl· geoaetrleehen besiehungen swlsehen der auf Ob«rstrosi aiispreohenden Elnrlehtung und das Magnet des ersten Btlastungsorgans einstellbar sind*

   12· Se lbs tsohalter naeh Aneprueh I₉ dadureh gek—is lehnet, da· dl« auf überstrom anspreohende £lDrleht«ng svel τοη-elnand«r In Abstand befindliebe Magnetpole von entgegengesetzter Polarität aufweist Hai ein bewegliebes Eleswnt der SebaltelarleAtung in «In·« Magnetfeld ivlsehen den ervlhnten Msgnetpolen so angeordnet 1st» da· da· bewegliehe Elewent geswunge« wird, dl· S«halteiisrleht«ng au· der erwlhnten einen Stellung in dl· erwähnte andere Stellung

   009812/0825

   BAD

   tnit Hilf· einer Kraft cu bewegen, die zwischen dem stromführenden beweglichen Element und dem erwähnten Magnetfeld untr überstrombedlngungen wirkt·

   13· Selbstachalter nach Anspruch 1, gekennselahnet durch einen FOhrungsschaft und swel Rlchtmagnete» wobei der Magnet des ersten Belastungsorgans durch einen hohlen rohrförmigen Haltemagnet gebildet wird, um den Anker der Schalteinrichtung anzuziehen, welcher ein bewegliches Element der Schalteinrichtungträgt, wobei der Anker und der Haltemagnet von dem PQhrungssehaft gleitbar »tragen werden und die beiden Riehtmagnete durch einen hohlen rohrförmigen Arheltsnagnet gebildet werden, der eine wesentlich höhere Magnetislerungslntensltfit als der Haltenagnet Beultet und mit de« Haltemagnet durch ein Abstandsstflek aus unnagnetlschem Material verbunden ist, USi einen Qleltsits auf de« POhrungssehaft zu erhalten, und ein Betetigungsm&gn@t 1» Abstand von Arbeitsmagnet alt einer Magnetisierungsintenvitlt vorgesehen 1st, die 8ur Betätigung dee Aroeltaaagnets in einer Stellung im Abstand von dieser, ausreichend hoch 1st, so-daß die Ssimlfceigiri^htuKig swiseh^si der «xtiflhnten

   OC 98 12/0025

   elnen teilung und der anderen Stellung dadurch bewegt werden kann, äai der Betltlgungenagnet in die Mtthe der enrlhnten Abatandiatellung tue Arbeiteaagnet bewegt wird.

   IH· Selbstschalter nach Aneprueh 13, dadmreh gekeaBselelmet₉ dai der Arbeltaamgiiet ameh ale veil dee Magnete dee er a ten Belaatwtgaorgai» aitatelle dee enrihaten Halte-■agnete wirkt·

   15· Selbstschalter tiaeto anapmeh 13» gekenn«elehnet dureh dessen Anordnung in eine« Vakuungehluee «it Auanahae eines Teile des enrlhnten Leiters und de· Betltigung·- ■agnete·

   IC· Selbstschalter naeh Aneprueh X₉ dadurch gekemwelehnet» dal die erwähnte Sahalteinrichtung swel ati*»—interbreehungakontakte beeitat·

   Patentanwalt

   Dipl.-Ing. E. Eder

   Ii, Elitabetbttr. 94

   0 0 9 812/0825 &'^{hD 0?}"~^llV"