DE2226196B2

DE2226196B2 - Elektromagnetisches Kleinschütz für induktionsfreie Schaltkreise

Info

Publication number: DE2226196B2
Application number: DE2226196A
Authority: DE
Inventors: Siegfried 5650 Solingen Alter
Original assignee: Metzenauer and Jung GmbH
Current assignee: Westinghouse Fanal Schaltgeraete GmbH
Priority date: 1972-05-30
Filing date: 1972-05-30
Publication date: 1975-06-26
Also published as: ATA348673A; AT337808B; DE2226196A1; DE2226196C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagneti- «ches Kleinschütz für induktionsfreie Schaltkreise, z. B. für Nachtstromheizungen, mit nebeneinander angeordneten Hauptstromschaltgliedern, wobei die bewegli-Chen Schaustücke einfach unterbrechend und auf den feststehenden Schaltstücken eine Abwälzbewegung ausführend ausgebildet sind.

Schütze für induktionsfreie Schaltkreise dienen zur Schaltung rein ohmscher Lasten, also z. B. von Heizwi- «!erständen 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, z. B. 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 sich. 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 Motorschütz die in Haushalten installierte Heizungsschütze durchweg voll ausgelastet werden. Eine ganz besondere Schwierigkeit stellt hierbei die richtige Absicherung dieser Geräte dar, die den hohen Betriebsstrom berücksichtigen muß und daher bei

id 40-A-Schützen durchweg mit 50- bzw. 63-A-Sicherungen vorgenommen wird. Der im Kurzschlußfall bei einer solchen Sicherung fließende Strom ist so hoch, daß ein Verschweißen der Schaltstücke bei dieser Belastung bei den Schützen konventioneller Bauart prak-

tisch unvermeidbar ist Verschweißte Schütze stellen in Nachsistromheizanlagen eine Gefahr dar, besonders wenn nur eine Teilvei'schweißung der Kontakte vorliegt, die sich nicht immer leicht erkennen läßt.

Die geschilderten Schwierigkeiten ließen sich, falls

keine Beschränkung hinsichtlich der einzuhaltenden baulichen Abmessungen vorliegen würden, durch eine Vergrößerung des Antriebsmagneten und einer ent sprechenden Verstärkung der Ankerrückstellfeder weitgehend berücksichtigen; angesichts der im vorlie-

genden Fall jedoch beengten Einbauverhältnisse kann dieser Lösungsweg nicht beschritten werden, sondern die Lösung des Problems kann nur so vorgenommen werden, daß die geringe zur Verfügung stehende Antriebskraft des Magneten bestmöglich ausgenützt wird.

Ein Schütz gemäß dem Gattungsbegriff ist durch die DT-AS 11 44 815 und das DT-Gbm 19 04 089 bekannt. Bei den dort beschriebenen Kleinschützen bestehen die feststehenden und beweglichen Schaltstücke aus mit einem Kontaktbelag versehenen, streif enförmigen Kontaktfedern, wobei die Kontakt- bzw. Unterbrechungsstellen der verschiedenen Phasen nebeneinander angeordnet sind. Die freien Kontaktenden jedes Kon taktfederpaares sind dort einander zugekehrt, so daß die Einspannstellen jedes Kontaktfederpaares beider-

seits der Kontaktstelle liegen. Die beweglichen Kontaktfedern sind einfach unterbrechend, so daß ein kleinerer Magnetantrieb als bei der bei Schützen sonst überwiegend vorgesehenen Zweifachunterbrechung benötigt wird. Die Kontaktfederbetätigung gewährlei-

stet dort eine gewisse Relativbewegung zwischen den Kontaktstücken, wodurch für eine Selbstreinigung der Kontakte gesorgt und einer Verschweißung vorgebeugt werden soll. Wenn allerdings dort die Kontakte beim Einschalten verschweißen sollten, wird die

so Schweißstelle in der Regel nicht aufgebrochen, weil die von der Traverse ausgeübten Kräfte größtenteils in eine elastische Verformung der Kontaktfedern ausweichen. Da diese bekannten Kleinschütze offensichtlich nicht speziell im Hinblick auf ein Aufbrechen eventuel-

ler Kontaktverschweißungen konstruiert sind, bleibt diese in der Praxis vorkommende Schadensmöglichkeit für den Einsatz der Geräte kritisch. Außerdem bringen die kleinen äußeren Abmessungen der bekannten Schütze in Verbindung mit den nebeneinander an-

⁽'° geordneten Schaltstellen eine weitere Schwierigkeit, weil beim Abschalten der verhältnismäßig hohen Ströme eine relativ starke Verrußung unvermeidlich ist, die zu einer Herabsetzung der Isolierfesligkeit zwischen den einzelnen Phasen führt, so daß nach einer gewissen

⁶S Zeit die kurzen Kriechwege zwischen den Phasen ?.u Querkurzschlüssen führen, die das Schütz zerstören.

Die DL-PS 62 364 zeigt ein elektromagnetisches Schütz mit einem als Doppelhebel ausgebildeten, ein-

fach unterbrechenden beweglichen Schaltstück, welches durch eine Kontaktdruckfeder belastet ist. Beim öffnen des Kontaktes wird die Lagerstelle des Doppelbebel-Schaltstücks von der Schalttraverse verschwenkt, so daß bei der Kontaktgabe eine Relativbewegung der Schaltstücke erfolgt Dort muß aber der Schaltmagnet im Falle einer Kontaktverschweißung sowohl Kräfte zum Aufbrechen der Schweißstelle als auch gleichzeitig Kräfte zum Komprimieren der Kontaktdruckfeder aufbringen. Da diese Anforderungen die zur Verfugung stehenden Kräfte des Magneten übersteigen können, wird ein Auforechen eventuell verschweißter Kontakte erschwert Darüber hinaus ist auch bei diesem Schütz die Kriechstrom-Isolierung zwischen den einzelnen Phasen kritisch, wenn das Schütz sehr klein gebaut werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gatttungsgemäße Kleinschütz hinsichtlich der Luft- und Kricchstrecken zwischen den Hauptstromschaltgliedern und hinsichtlich der Fähigkeit, eventuell Kontaktverschweißungen aufzubrechen derart zu verbessern, daß das Kleinschütz für hohe Stromstärken mit langer Lebensdauer zuverlässig einsetzbar ist

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Unterbrechungswellen abwechselnd auf den beiden Hauptseiten des beweglichen Schaltstückträgers angeordnet sind und daß die beweglichen Schaltstücke aus Hebeln bestehen, die abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen aus Durchbrächen des Schaltstückträgers herausragen und gegen die Kraft ihrer Kontaktfedern in den Durchbrüchen kippbar gelagert sind.

Durch die Anordnung der Unterbrechungsstellen an den beiden Hauptseiten des beweglichen Schaltstückträgers sind auch bei kleinen Gesamtabmessungen des Schützes große Luft- und Kriechwege zwischen den Unterbrechungsstellen geschaffen, so daß auch bei großen Stromstärken der Gefahr von Querkurzschlüssen wirksam begegnet ist. Diese Verteilung der Unterbrechungsstellen und damit der beweglichen Schaltstücke auf die beiden Hauptseiten des Schaltstückträgers erweist sich auch in mechanischer Hinsicht als sehr vorteilhaft, da die durch Reibung und Rückfederung auf den Schaltstückträger ausgeübten Kräfte weitgehend ausbalanciert bleiben und störende Kipp- oder Drehmomente vermieden sind. Durch die spezii ile Lagerung der beweglichen Schaltstücke in dem beweglichen Schallstückträger wird erreicht daß bei einer eventuellen Kontaktschweißung die Magnetkräfte unvermindert am langen Hebelarm des verschweißten Schaltstücks angreifen und infolgedessen eine erhebliche Auf- brechkraft an der Schweißstelle erzeugen. Insgesamt ist mit diesen Maßnahmen ein auch für hohe Stiomstärken zuverlässig einsetzbares Kleinschütz geschaffen.

Gernäß einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die Schaltkammern zu beiden Seiten des Schaltstückträgers symmetrisch ausgebildet sind, derart, daß sowohl Kontaktanordnungen mit Einfachunterbrechung als auch mit Zweifachunterbrechung einbaubar sind, und daß bei Einfachunterbrechung die jeweils nicht benötigte Schaltkammer eine Ao 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 ^fi5 Motorschütze mit Zweifachunterbrechung, verwendet werden kann. Die Verwendung einer flexiblen Verbindungslitze zwischen beweglichem Schaltstück und der Anschlußklemme ist bereits in dem Schütz nach der OE-PS 1 66 862 bekannt

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß die aus Spule, Kern und Anker bestehende Magneteinheit durch zwei formschlüssig miteinander verbundene Gehäusehalbschalen fixiert isi, welche sich ihrerseits formschlüssig mit dem Schaltergehäuse verbinden und durch von außen ansetzbare FederkJammern fest mit diesem verbunden sind. Auf Grund dieser Konstruktion ist das Schütz schraubenlos zusammenfügbar und sind die Magneteinheit und das die Schaltkammern enthaltende Unterteil des Schützes formschlüssig ineinandersteckbar, wodurch die Montagezeit in erheblichem Maße verkürzt und andererseits die Inspektion des montierten Gerätes erleichtert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, wobei zeigt

F i g. 1 das Schütz in einem Vertikalschnitt gemäß der Linie 1-1 in F i g. 2,

F i g. 2 eine Aufsicht auf das die Schaltkammern aufweisende Unterteil des Schützes,

F i g. 3 das Schütz in einem weiteren Vertikalschnitt, dessen Schnittebene senkrecht zu der Schnittebene nach F i g. 1 liegt, und

F i g. 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 besiehenden 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 F i g. 2 ersichtlich ist, sind die beweglichen Kontaktstücke 16 in dem Schaltstückträger versetzt angeordnet, so daß die Kontakt-Unterbrechungsstellen im Dreieck rechts und links der Hauptstiten des Schahstückträgers 17 innerhalb der Schaltkammern 8, 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 F i g. 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 andererseits 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 beschriebene Anordnung kann selbstverständlich auch bei einem Schütz mit zwei zu schaltenden Phasen vorgesehen werden, in welchem Fall die Unterbrechungsstellen dann diametral angeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Kleinschüiz für induktionsfreie Schaltkreise, z. B. für Nachtstromheizungen, mit nebeneinander angeordneten Hauptstromschaltgliedern, wobei die beweglichen Schaltstücke einfach unterbrechend und auf den feststehenden "Schaustücken eine Abwälzbewegung ausführend ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsstellen abwechselnd auf den beiden Hauptseiten des beweglichen Schaltstückträgers angeordnet sind und daß die beweglichen Schaltstücke (16) aus Hebeln bestehen, die abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen aus Durchbrüchen des Schaltstückträgers (16) herausragen und gegen die Kraft ihrer Kontaktfedern (18) ;n den Durchbrachen kippbar gelagert sind.

Z Schütz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkammern (8, 8', 9, 9', 10, 10') zu beiden Seiten des Schaltstückträgers (17) symmetrisch ausgebildet sind, derart, daß sowohl Kontaktanordnungen mit Einfachunterbrechung als auch mit Zweifachunterbrechungen einbaubar sind, und daß bei Einfachunterbrechung die jeweils nicht benötigte Schaltkammer (8', 9', 10') eine an sich bekannte, flexible Verbindungslitze (15) zwischen beweglichem Schaltstück (16) und der Anschlußklemme (2) aufnimmt.

3. Schütz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Spule (3), Kern (2) und Anker (4) bestehende Magneteinheit (5) durch zwei formschlüssig miteinander verbundene Gehäusehalbschalen (24, 25) gehaltert ist, welche sich ihrerseits formschlüssig mit dem Schaltergehäuse (7) verbinden und durch von außen ansetzbare Federklammern (26) fest mit diesem verbunden sind.