-
Elektromagnetisches Schütz für induktionsfreie Schaltkreise Die Erfindung
bezidht sich auf ein elektromagnetisches Schütz für induktionsfreie Schaltkreise,
z. B. für Nachtstromheizungen, mit nebeneinander angeordneten Hauptstromschaltgliedern.
-
Schütze für induktionsfreie Schaltkreise dienen zur Schaltung rein
ohmscher Lasten, also z. Bo von Heizwiderständen in Nachtstromspeicheröfen, und
stellen einen Sonderfall für den Einsatz von Schützen dar, da sie wesentlich anders
beansprucht werden, als es beim Einsatz von Schützen für induktionsbehaftete Schaltkreise,
zO Bo für das Schalten von Motoren, der Fall ist. Ein bemerkenswerter Unterschied
besteht darin, daß eine sehr hohe Leistung hinsichtlich der zu schaltenden Stromstärken
bei Einhaltung äußerst kleiner räumlicher Abmessungen des Schützes verlangt wird.
Selbst für normale Haushaltsheizungen werden von dem Schütz Leistungen bis zu
40
Ampere und mehr bei derart kleinen Abmessungen des Schützes verlangt, daß dieses
mühelos in genormte Zählertafeln und Unterputzverteilungen mit Sicherungen untergebracht
werden kann.
-
Die Forderung nach hoher Leistung und kleinen Abmessungen bringt einige
Probleme hinsichtlich des thermischen Verhaltens und der Kurzschlußfestigkeit dieser
Schütze mit sich0 Die Erwärmung, insbesondere an den Kontaktstellen, muß äußerst
niedrig gehalten werden, da in Zählertafeln aus Kunststoff nur sehr schlechte Abkühlungsverhältnisse
vorliegen und im Gegensatz zum Motorschützen die in Haushalten installierte Heizungsschütze
durchweg voll ausgelastet werden0 Eine ganz besondere Schwierigkeit stellt hierbei
die richtige Absicherung dieser Geräte dar, die den hohen Betriebsstrom berücksichtigen
muß und daher bei 40A-Schützen durchweg mit 50 bzwO 63 A-Sicherungen vorgenommen
wird. Der im Kurzschlußfall bei einer solchen Sicherung fließende Strom ist so hoch,
daß ein Verschweißen der Schalt stücke bei dieser Belastung bei den Schützen konventioneller
Bauart praktisch unvermeidbar ist.
-
Verschweißte Schütze stellen in Nachtstromheizanlagen eine Gefahr
dar, besonders wenn nur eine Teilverschweißung der Kontakte vorliegt, die sich nicht
immer leicht erkennen läßt.
-
Die geschilderten Schwierigkeiten ließen sich, falls keine Beschränkung
hinsichtlich der einzuhaltenden baulichen Abmessungen
vorliegenden
würden, durch eine Vergrößerung des Antriebsmagneten und einer entsprechenden Verstärkung
der Ankerrückstellfeder weitgehend berücksichtigen; angesichts der im vorliegenden
Fall jedoch beengten Einbauverhältnisse kann dieser Lösungsweg nicht beschritten
werden, sondern die Lösung des problemes kann nur so vorgenommen werden, daß die
geringe zur Verfügung stehende Antriebskraft des Magneten bestmöglich ausgenützt
wird0 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für den speziellen Anwendungsfall
geeignetes, preiswertes Schütz zu schaffen, d. h0 ein für hohe Stromstärken verwendbares,
nur eine geringe Baugröße aufweisendes Schütz zu schaffen.
-
Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß
die beweglichen Schalt stücke einfach unterbrechend und auf den feststehenden Schalt
stücken eine Abwälzbewegung ausführend ausgebildet sind und daß die Unterbrechungsstellen
abwechselnd auf den beiden Hauptseiten des beweglichen Schaltstückträgers angeordnet
sind0 Durch diese Maßnahmen Werden eine Reihe von Vorteilen erreicht.
-
einmal kann, da statt der bisher üblichen Zweifachunterbrechung jeder
Phase nur eine Einfachunterbrechung vorgesehen ist, nunmehr der Kontaktdruck bei
gleicher Magnet leistung doppelt so groß sein als bei der Zweifachunterbrechung.
Durch
diese Kontaktdruckerhöhung wird einerseits die Erwärmung herabgesetzt
und außerdem nur noch auf eine einzige Unterbrechungsstelle der Strombahn reduziert,
so daß die Gesamterwärmung des Gerätes dort trotz hoher Belastung wesentlich kleiner
ist als bei der bisher üblichen Bauweise. Das Abschaltvermögen wird zwar durch die
einfache Unterbrechung herabgesetzt, was aber in dem speziellen Anwendungsfall möglich
und ohne Bedeutung ist, weil Heizungsschütze weder Induktivitäten noch ein Mehrfaches
des Nennstromes schalten können müssen, wie es bei Motorschützen der Fall ist. Die
in ohmschen Stromkreisen dieser Größe zu bewältigende Abschaltleistung wird dort
durch Einfachunterbrechung sicher gewährleistet.
-
Die erwähnte Kontaktdruckerhöhung ist aber allein noch nicht ausreichend,
um das Schütz auch im Kurzschlußfall durch die erforderliche Sicherung so zu schützen,
daß es zu keiner Verschweißung der Schaltstücke kommt. Diesem Problem ist beim Gegenstand
der Erfindung dadurch begegnet, daß die Schaltstücke so angeordnet sind, daß sie
eine leichte Abwälzbewegung ausführen. Durch die Abwälzbewegung werden entstehende
Verschweißungen im Flüssigzustand wieder aufgehoben und ein festes Verschweißen
der Schalt stücke sicher verhindert. Die Abwälzbewegung der Schalt stücke zur Vermeidung
von Verschweißungen ist an sich bekannt, wurde jedoch bei Heizstromschützen bisher
nicht angewendet, weil die bekannten Schütze durchweg aus Motorschützen entwickelt
wurden, bei denen die
Einfachunterbrechung und Abwälzbewegung aus
verschiedenen Gründen nachteilig sind. vie Ablehnung der Einfachunterbrechung und
der Abwälzbewegung, die bei Motorschützen zu Recht besteht, wurde aber von der Fachwelt
bisher unberechtigterweise auch auf Schütze für induktionsfreie Schaltkreise, speziell
Heizstromschütze, übertragen.
-
Die beschriebene Einfachunterbrechung und Abwälzbewegung der Schaltstücke
reicht aber nocht nicht aus, ein in der Praxis einwandfrei brauchbares, eine ausreichende
tebensdauer besitzendes Heizstromschütz zu schaffen. Denn die durch die kleinen
äußeren Abmessungen des Schützes verursachten kleinen Schaltkammern werden beim
Abschalten der verhältnismäßig hohen Ströme stark beansprucht und verrußen allmählich.
Die Folge dieser Verrußung ist eine Herabsetzung der Isolierfestigkeit zwischen
den einzelnen Phasen, was nach einer gewissen Zeit zu Kriechwegen zwischen den Phasen
und dann zu Querkurzschlüssen führt, die das Schütz zerstören er Erfindung zufolge
sind deshalb die drei Unterbrechungsstellen beim neuen Schütz weit voneinander entfernt
angeordnet, indem sie gewissermaßen im Dreieck angeordnet sind. Auf diese Weise
gibt es keine eng benachbarten Unterbrechungs- bzw. Verrußungsstellen, die unter
Umständen zu Querkurzschlüssen führen können. Das Gesamtergebnis der Lösungsmerkmale
erbringt ein preiswertes, für den speziellen Anwendungsfall mit voller Funktionstüchtigkeit
verwendbares Schütz.
-
Gemäß einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
werden, daß die Schaltkammern zu beiden Seiten des Schaltstückträgers symmetrisch
ausgebildet sind derart, daß sowohl Kontakt anordnungen mit Einfachunterbrechung
als auch mit Zweifachunterbrechung einbaubar sind, und daß bei Einfachunterbrechung
die jeweils nicht benötigte Schaltkammerdie flexible Verbindungslitze zwischen beweglichem
Schaltstück und der Anschlußklemme aufnimmt. Durch diese Maßnahmen wird eine Typenreduzierung
erreicht, da nunmehr das Schaltkammerngehäuse auch für Kontaktanordnungen üblicher
Bauart, z. B.
-
für Motorschütze mit Zweifachunterbrechung, verwendet werden kann.
-
Schließlich ist der Erfindung zufolge noch vorgesehen, daß die aus
Spule, Kern und Anker bestehende Magneteinheit durch zwei formschlüssig miteinander
verbundene Gehäusehalbschalen fixiert ist, welche sich ihrerseits formschlüssig
mit dem Schaltergehäuse verbinden und durch von außen ansetzbare Federklammern fest
mit diesem verbunden sind. Aufgrund dieser Konstruktion ist das Schütz schraubenlos
zusammenfügbar und sind die Magneteinheit und dan die Schaltkammern enthaltende
Unterteil des Schützes formschlüssig ineinandersteckbar, wodurch die Montagezeit
in erheblichem Maße verkürzt und andrerseits die Inspektion des montierten Gerätes
erleichtert wird.
-
Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben, wobei zeigen Fig.
1 das Schütz in einem Vertikalschnitt gemäß der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 eine
Aufsicht auf das die Schaltkammern aufweisende Unterteil des Schützes, Fig. 3 das
Schütz in einem weiteren Vertikalschnitt, dessen Schnittebene senkrecht zu der Schnittebene
nach Fig. 1 liegt, und Fig. 4 eine perspektivische Explosivdarstellung, zum Aufbau
der Magnetbaugruppe.
-
Das Schütz besteht aus einem die Schaltkammern aufweisenden Unterteil
1, einer den Magnetkern 2, die Spule 3 und den Magnetanker 4 umfassenden Magneteinheit
5 und einer Haube 6. In dem aus Isolierstoff bestehenden Schaltergehäuse 7 des Unterteils
1 sind drei Schaltkammerpaare 8/8', 9/9' und 10/10' vorgesehen, welche jeweils durch
Zwischenwände 11 getrennt sind. In diesen Schaltkammern befinden' sich außenliegend
die Anschlußklemmen 12, die teilweise in Verbindung stehen mit den feststehenden
Schaltstücken 13 und teilweise mit Anschlußteilen 14, an die jeweils eine feindrähtige
Litze 15 angepunktet ist, welche die Verbindung zu den beweglichen Schaltstücken
16 herstellt. Die beweglichen Schaltstücke 16 sind in einem beweglichen Schaltstückträger
17
aus Kunststoff gelagert und durch Kontaktdruckfedern 18 gegen diesen abgestützt.
Der Schaltstückträger 17 ist über einen Bügel 19 an den Anker 4 angeschlossen. Wenn
der Schaltstückträger 17 beim Einschalten gegen die Wirkung der Rückstellfedern
20 in das Schaltergehäuse 7 hineingedrückt wird, kommen die beweglichen Schaltstücke
16 mit den feststehenden Schaltstücken 13 in Berührung und wälzen sich auf den feststehenden
Schaltstücken ab, wobei die Wälzbewegung um den Drehpunkt 21 an dem Schaltstückträger
17 erfolgt.
-
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die beweglichen Kontaktstücke
16 in dem Schaltstückträger versetzt angeordnet, so daß die Kontakt-Unterbrechungsstellen
im Dreieck rechts und links der Hauptseiten des Schaltstückträgers 17 innerhalb
der Schaltkammem8, 9, 10 angeordnet sind. In den jeweils nicht für die Unterbringung
von Kontaktstellen benutzten Schaltkammern 8', 9' und 10' sind die Litzen 15 untergebracht.
Zu beiden Seiten der in den Schaltkammern 8, 9 und 10 angeordneten Gruppe von Hauptstromschaltgliedern
ist jeweils noch ein Hilfsschalter 22, 23 vorgesehen.
-
Wie insbesondere aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, wird die Magneteinheit
5 durch zwei Gehäusehalbschalen 24, 25 zusammengehalten, welche eine Auflage 241
für den Kern 2 und einen Anschlag 243 für den beweglichen Anker 4 aufweisen.
-
Die Gehäusehalbschalen greifen mit unteren Vorsprüngen 244 formschlüssig
in Aufnahmelöcher der Deckplatte 71 des Schaltergehäuses 7 des Unterteils 1 und
werden in dieser Stellung durch Federklammern 26 gehalten, die mit ihren abgebogenen
Enden einerseits an Querstegen 245 der Gehäusehalbschalen und andrerseits in die
an der Unterseite des Schaltergehäuses 7 vorgesehene Aufnahmen 72 eingespannt sind.
Das gesamte Schütz, welches durch die mittels der Schraube 27 befestigte Haube 6
abgedeckt ist, läßt sich mit der Klammer 28 auf den in der Installationstechnik
üblichen Schienen 29 befestigen.
-
Die Erfindung ist nicht auf das dargestell te husführungsbeispiel
eines drei Phasen schaltenden Schützes beschränkt, sondern die beschriebene Anordnung
kann auch bei einem Schütz mit zwei zu schaltenden Phasen vorgesehen werden, in
welchem Fall die Unterbrechungsstellen dann diametral angeordnet sind.