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"Schaltgerät zum Öffnen und Schliessen elektrischer Stromkreise" Die
der Ein-und Ausschaltung elektrischer Ströme dienenden Schaltgeräte können nach
verschiedenen Prinzipien arbeiten.
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Es gibt Schalter mit Einfach-, Zweifach-und Mehrfach-Unterbredhung
pro Pol. Bei Einfachunterbrechung sind nur zwei Schaltstücke pro Pol vorhanden.
Eines davon ist fest, das andere ist beweglich angeordnet. Der beim Öffnen der Unterbrechungstelle
entstehende Lichtbogen wird zumeist durch geeignete Mittel von der nur relativ kleinen
Schaltstrecke entfernt und dabei verlängert. Dadurch steigt die Spannung des Lichtbogens
an. Wird die Lichtbogenspannung höher als die zwischen den Schaltstücken anstehende
Spannung, so erlischt der Lichtbogen.
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Die Zweifach- oder Doppel-Unterbrechung arbeitet nach dem gleichen
Prinzip. Nur sind hier zwei hintereinander geschaltete Unterbrechungsstellen im
Strompfad vorgesehen, die gleichzeitig öffnen und schliessen. Dadurch wird die Beanspruchung
der Schaltstücke je Unterbrechungsstelle geringer und die Lebensdauer der Schaltstücke
höher. Auch die Zweifach-Unterbrechung benötigt zumeist noch zusätzliche Einrichtungen,
welche die Lichtbogen von den Schaltstücken entfernen und sie in Systeme von Kühlrippen
oder Kühlblechen treiben. Dort werden die Lichtbögen zum Erlöschen gebracht.
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Die Einrichtungen zum Entfernen der Lichtbögen von den Schaltstücken
besitzen aber den Nachteil, dass sie auch geschmolzenes oder verdampftes Schaltstüokmaterial
aus dem Kontaktbereich entfernen und dadurch die Lebensdauer der Schaltstücke relativ
gering halten.
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Mehrfachunterbrechungen unterscheiden sich von den angeführten Einfach-und
Zweifach-Unterbrechungen hinsichtlich Wirkungsweise und Aufbau. Sie dienen vorwiegend
der Unterbrechung von Wechselstromkreisen. Der Wechselstrom ändert hundertmal in
der Sekunde seine Richtung. Zwischen den Richtungsänderungen bestehen daher hundertmal
pro Sekunde Zustände der Stromlosigkeit, während denen der Lichtbogen von selbst
erlischt. Bei Mehrfach-Unterbrechung wird dieser natürliche Stromnulldurchgang dazu
benützt, um ohne Blasung und sonstige Lösohmittel kurze Lichtbogenzeiten und dadurch
geringen Schaltstüokverschleiss zu erreichen. Es befinden sich dabei mehrere gleichzeitig
öffnende Unterbrechungsstellen hintereinander geschaltet in jedem Strompfad. Die
Lichtbögen erlöschen während des Abschaltvorganges beim Stromnulldurchgang zwischen
den Schaltstücken. Durch die grössere Anzahl der gleichzeitig öffnenden Unterbrechungsstellen
wird eine Wiederzündung der Lichtbögen verhindert. Der Stromfluss wird daher schon
nach sehr kurzer Zeit unterbrochen, ohne dass die Lichtbögen aus den Spalten zwischen
den Schaltstücken herausgeblasen werden mussten. Verflüssigtes oder verdampftes
Schaltstückmaterial wird grösstenteils wieder an den Schaltstüoken im Kontaktbereich
angelagert.
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Je grösser die Anzahl der Unterbrechungsstellen je Strompfad ist,
desto geringer ist der Verschleiß der einzelnen Sohaltstüoke, weil mit steigender
Zahl von Unterbrechungsstellen die Lichtbogenarbeit je Unterbreohungsstelle sinkt.
Es wird daher bei einer gegebenen Schaltleistung und Schalthäufigkeit die Lebensdauer
der Schaltstücke gegenüber Einfach-und Zweifach-Unterbrechung ansteigen. Besonders
bei Motorschaltgeräten in kontinuierlich arbeitenden Betrieben mit grösseren Schaltleistungen
und hohen stündlichen Schaltzahlen ist geringster Schaltstückverschleiss notwendig,
um häufiges Wechseln der Schaltstücke und die damit verbundenen Stillstandszeiten
zu vermeiden.
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Nicht alle Schalter müssen hohe Sohaltatückslebensdauer besitzen.
Viele Schalter werden nur gelegentlich geschaltet. Für diese Fälle kann daher die
Schaltleistung entsprechend erhöht werden. Andere Schalter müssen wieder vorwiegend
Dauerstrom führen und brauchen nur geringes Schaltvermögen besitzen. Diese
Schalter
werden dann mit nur wenigen Unterbrechungsstelleje Strompfad ausgeführt, dafür kann
aber der zulässige Dauerstrom erhöht werden. Ausserdem müssen Schalter einen oder
mehrere Strompfade unter den oben angeführten Bedingungen gleichzeitig schalten
können. Dielsolierung der Strompfade gegeneinander muss dabei unter allen Umständen
gewährt bleiben. Ebenso muss die Überwachbarkeit und Zugänglichkeit zu den Schaltstücken
durch einfache Handgriffe möglich sein.
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Um einen Schalter den verschiedenen Verwendungszwecken anpassen zu
können, ist eine besondere Gestaltung der Schaltstücke und der sie tragenden Teile
notwendig.
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Die Neuerung betrifft ein Schaltgerät zum Öffnen und Schliessen elektrischer
Stromkreise, dessen Kontaktsystem nach dem Baukastenprinzip aufgebaut ist. Durch
Verwendung vorzugsweise gleicher Teile nur in unterschiedlicher Zahl und Anordnung
lassen sich die Eigenschaften des Schaltgerätes verschiedenen geforderten Betriebsbedingungen
leicht angleichen. Es wird eine kostspielige Lagerhaltung vermieden und die Herstellung
der Sohaltereinzelteile sowie deren Montage wesentlich erleichtert. Die Neuerung
| schafft die Möglichkeit, jedem Verwendungszweck gut angeglichene |
| Schaltgeräte zu bauen. |
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Das neuerungsgemässe Schaltgerät ist wesentlich dadurch gekennzeichnet,
dass die ruhenden Schaltstücke durch lösbare Aufbringung auf vorzugsweise gleichartige,
aber getrennte Isolierstofftragkörper, vorzugsweise Isolierstofftragleisten, zu
beliebigen Mehrfach-und/oder Parallelunterbrechungsstellen vereinbar und durch Kontaktbrücke
schliessbar sind, deren isolierende Tragstücke vorzugsweise die Zwischenräume der
isolierenden Tragkörper der erstgenannten Schaltstücke durchsetzen und in entsprechender
Mehrfach-und/oder Parallelunterbrechungsanordnung einem einem Antrieb unterliegenden
Zwischenträger aufsetzbar sind. Dabei bestehen die Schaltstücke in besonders zweckmässiger
Weise aus Endschaltstücken mit Anschlussfahnen und Zwischenschaltstüoken ohne
Anschlußfahnen.
Die Anzahl der auf jeden Isolierstoffträger aufzubringenden Schaltstücke kann neuerungsgemäss
mit der Zahl der Schaltpole wechseln bzw. sich mit dieser decken. Ferner besteht
in einer Fortführung des Neuerungsgedankens der die Führung der Kontaktbrücken übernehmende
Zwischenträger aus zwei im wesentlichen T-förmigen Teilen, deren waagerechte Balken
durch der Aufbringung der Kontaktbrücken-Tragstücke dienende Bolzen und deren untere
Enden durch einen Führungsbolzen überbrückt sind. In vielen Fällen erweist es sich
als vorteilhaft, den die Führung der Kontaktbrücken übernehmenden Zwischenträger
aus einem U-förmig gebogenen, flächigen Teil zu bilden, dessen Schenkel durch einen
Führungsbolzen überbrückt sind, während der Mittelteil der über Bohrungen vorgenommenen
Aufbringung der Kontaktbrücken-Tragstücke dient.
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Als Antriebe kommen alle bekannten Systeme von Hand-, Magnet, Motor-und
Druckluft-Antrieben infrage. Ebenso können alle üblichen Elemente zur Kraftübertragung,
beispielsweise Hebel,
| Kniehebel, starre Gestänge und Kurvenscheiben, verwendet werden. |
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| In den Abb. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der beim neuerungs- |
| gemässen Schaltgerät benutzten Schaltstück-Trägerleisten |
aus Isolierstoff schematisch wiedergegeben. Dabei zeigt die Abbc 1 eine Draufsicht
und die Abb. 2 eine Seitenansicht. Die Leiste selbst besitzt zwei seitliche Befestigungsstufen
30a, eine durchgehende Stufe 3o und der letzteren aufgesetzte Stufen 300, Die letzteren
dienen der Aufnahme der Anschlußfahnen 31, die an ihren unteren Enden die Kontaktstücke
31a tragen. Diese sind als schraffierte Flächen gezeigt.
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In den Abb. 3 und 4 sind wiederum in Draufsicht und in Seitenansicht
Ausführungsformen der beim neuerungsgemässen Schaltgerät benutzten Isolierstoffleisten
für Zwischenschaltstücke wiedergegeben. Dabei sind aus den Abb. 1 und 2 wiederkehrende
Teile mit gleichbleibenden Kennzahlen versehen. Die Zwischenschaltschaltstücke sind
mit 32 bezeichnet. Diese Isolierstoffleisten für Zwischen schaltstücke können in
beliebiger Anzahl aufeinanderfolgen, ehe
wieder eine die Schaltstrecken
abschliessende Isolierstoffleiste mit Endschaltstücken nach Art der in den Abb.
1 und 2 wiedergegebenen folgt. Bei den in den Abb. 1-4 dargestellten Isolierstoffleisten
handelt es sich um solche für ein dreiphasige Schaltgerät.
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In den Abb. 5 und 6 sind, diesmal nur in der Draufsicht, Schaltstück-Trägerleisten
aus Isolierstoff für ein zweiphasiges Schaltgerät wiedergegeben. Dabei trägt die
in Ahb. 5 dargestellte Leiste Anschlusschaltstücke 31 und die in Abb. 6 dargestellte
Leiste Zwischenschaltstücke 32. Die Trägerleisten selbst sind wie vordem abgestuft.
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In den Abb. 7 und 8 sind in zwei um 9o gegeneinander versetzten Seitenansichten
neben End-bzw. Zwischen-Schaltstücken auch ihrer Schliessung dienende bewegliche
Kontaktbrücken 34 beispielhaft wiedergegeben. Die letzteren sind von Isolierstoff-Bolzen
33 getragen, die mit ihren im Durchmesser abgesetzten Enden 36 durch nicht näher
dargestellte Bohrungen der Kontaktbrücken 34 greifen, und hier von einer zylinderischen
Spiralfeder 38 umgeben sind, die sich auf die Kontaktbrücke 34 einerseits und auf
eine am abgesetzten Bolzenende 36 gehalterte Scheibe 37 andererseits abstützt.
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Ein Querstück 39a ist mit Bohrungen 39 versehen. Mittels dieser Bohrungen
wird der Schaltbrücken-Träger auf zwei Bolzen aufgefädelt.
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In den Abb. 9-11 ist eine beispielhafte Ausführungsform für den die
Führung der Kontaktbrücken übernehmenden Zwischenträger in Aufriss, Grundriss und
Seitenansicht schematisch dargestellt.
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Der einem Antrieb zu unterwerfende Zwischenträger besteht aus zwei
im wesentlichen T-förmigen Teilen 4o, einem diese an ihren unteren Enden überbrückenden
Führungsbolzen 53 und aus Bolzen 41, die in Bohrungen der waagerechten Balken der
T-förmingen Teile 4o eingelassen sind und die letzteren ebenfalls überbrücken. Dabei
entsprechen die Abstände der in einer Reihe angeordneten Bolzen 41 den Abständen
der Bohrungen 39 in den Querstücken 39a der Kontakt-
Brückenträger
33. Wie insbesondere die nachfolgenden Abbildungen 12-14 veranschaulichen, können
auf die Bolzen 41 Kontakt-Brücken-Träger 33 in unterschiedlichen Kombinationen aufgefädelt
werden.
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Der gemeinsame Zwischenträger stellt die gleichzeitige und einwandfreie
Trennung, wie Schliessung der vorgesehenen Unterbrechungsstellen sichere Eine weitere
vorteilhafte Befestigungsmöglichkeit für die Trägerstücke der Kontaktbrücken ist
durch die Abb. 15-17 erfaßt" Dabei gehen die Abb. 15 + 17 um 90° gegeneinander versetzte
Seitenansichten und die Abb. 16 eine Draufsicht wieder. An dem unteren Ende des
Isolierstoff-Träger-Bolzens 33 befindet sich
| ein Bund 43 mit Befestigungsbohrungen 44e |
| Eindieser BefagtigunggmSgliohkeit antapreohender b@igpi@l@haftr |
| Zwiechenträger ist in den Abb. 18-2o schematisch wiedergegeben. |
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Er ist von einem U-förmig gebogenen, flächigen Teil 45 gebildet, dessen
Schenkel durch einen Führungsbolzen 46 überbrückt sind.
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Das die Schenkel miteinander verbindende flächige Mittelstück weist
Bohrungen 51 auf, die in ihren Ausmassen und in ihrer Anodrdnung den Bohrungen 44
im Bund 43 der Kontaktbrüoken-Trägstücke 33 entsprechen. Die letzteren können somit
in den verschiedensten Anordnungskombinationen an dem Mittelstück des Zwischenträgers
befestigt werden. Die Kombinationsmöglichkeiten sind dabei nicht auf die durch die
Abb. 18-2o offenbarten beschränkt.
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In den Abb. 21-23 ist ein vollständiges Ausführungsbeispiel des neuerungsgemässen
Schaltgerätes mit festen und beweglichen Schaltstücken im Aufriss, Grundriss und
in der Seitenansicht dargestellt. Es handelt sich dabei um ein Dreiphasen-Schaltgerät
mit 8 hintereinandergeschalteten Unterbrechungsteilen je Phase.
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Aus den bisherigen Abbildungen wiederkehrende Teile sind auch hier
mit unveränderten Kennzahlen versehen.
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Als Haupttragteil dient eine mit Durchtrittsöffnungen für die Kontaktbrücken-Träger
-Bolzen 33 ausgestattete Grundplatte 47, an deren Stelle kann auch ein Rahmen treten.
Die Grundplatte 47 trägt neben zwei Isolierstoff-Tragleisten für Schaltstücke mit
Anschlussfahnen 31 drei Isolierstoff-Tragleisten für Zwischen-Schaltstücke 32. Zwischen
den Schaltstücken-Tragleisten ragen die Trägerstücke 33 für die Kontaktbrücken 34
hindurch. Die letzteren werden über die Trägerstücke 33 von einem Zwischenträger
nach den Abb. 9-11 getragen und durch diesen betätigt.
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Die Teile des Kontaktapparates sind in ein Gehäuse 48 eingebaut, das
zusätzlich den Antrieb 52 und Führungen 49 enthält. Eine Kappe 5o deckt die Schaltstücke
ab. Zwischenwände 54 sorgen für eine zuverlässige Trennung der einzelnen Phasen.
In Abb.
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22 ist die Abdeckplatte aus Gründen der Übersichtlichkeit aufgeschnitten
wiedergegeben.
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Die Abb. 24 zeigt schematisch eine Schaltstück-Anordnung für drei
Phasen mit je sechs Unterbrechungsstellen je Phase. In der Abb. 25 ist eine Schaltstücken-Anordnung
für drei Phasen mit vier Unterbrechungsstellen je Phase dargestellt. Es handelt
sich dabei jedoch nur um Ausführungsbeispiele. Die Kombinationsmöglichkeiten sind
weit zahlreicher. Sämtliche Ausführungen können aus den gleichen Teilen zusammengebaut
werden. So ändert sich jeweils nur die Anordnung und Stück -zahl.