DE2226196C3 - Elektromagnetisches Kleinschütz für induktionsfreie Schaltkreise - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Kleinschütz für induktionsfreie Schaltkreise, z. B. für Nachtstromheizungen, mit nebeneinander angeordneten Hauptstromschaltgliedern, wobei die beweglichen Schaltstücke 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 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, 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 nieirig gehalten werden, da in Zählertafeln aus Kunstü off nur sehr schlechte Abkühlungsverhältnisse vorlii gen und im Gegensatz zum Motorschütz die in Haushalten installierte Heizungsschütze durchweg voll ausgelastet werden. Eine ganz besondere Schwierigkeil stellt hierbei die richtige Absicherung dieser Geräte dar, die den hohen Betriebsstrom berücksichtigen muß jnd daher bei ίο 40-A-Schützen durchweg mit 50- bzw. 63-A-Sicherungen vorgenommen wird. Der im Kurzschlußfall bei eine- solchen Sicherung fließende Stron ist so hoch, daß ein Verschweißen der Schaltnocke b;i dieser Belastung bei den Schützen konventioneller Bauart praktischunvermeidbar ist. Verschweißte Schütze stellen in Nachststromheizanlagen eine Gefahr dar, besonders wenn nur eine Teilverschweißurig der Kontakte vorliegt, die sich nicht immer leicht erkennen läßt.
Die geschilderten Schwierigkeiten ließen sich, falls

keine Beschränkung hinsichtlich der einzuhaltenden baulichen Abmessungen vorliegen würd.-n, durch eine Vergrößerung des Antriebsmag-neten und einer entsprechenden Verstärkung der Anke rückstellfeder weitgehend berücksichtigen: angesichts der im vorlie-

genden Fall jedoch beengten Einbauvernältnisse 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 ausgenutzt wird.

Ein Schütz gemäß dem Gatungsbegrrf ist durch die DT-AS 11 44 815 und das DT-Gbm 19 04 089 bekannt. Bei den dort beschriebenen Kldnschützen bestehen die feststehenden und beweglichen Schaltstücke aus mit einem Kontaktbelag versehenen, st eitenförmigen Kontaktfedern, wobei die Kontakt- b'.w. Unterbrechungsstellen der verschiedenen Phasen nebeneinander angeordnet sind. Die freien Kontaktenden jedes Kontaktfederpaares sind dort einander zugekehrt, so daß die Einspannstellen jedes Kontaktfederpaares beiderseits der Kontaktstelle liegen. Die beweglichen Kontaktfedern sind einfach unterbrechend, so daß ein kleinerer Magnetantrieb als bei der bei Schützen sonst überwiegend vorgesehenen Zweifach unterbrechung benötigt wird. Die Kontaktfeclerb<nätig mg gewährleistet dort eine gewisse Relativbewegung zwischen den Kontaktstücken, wodurch für eine Selbstreinigung der Kontakte gesorgt und einer Ve-schweißung vorgebeugt werden soll. Wenn allerdings dort die Kontakte beim Einschalten verschweißen sollten, wird die 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 eventueller 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-

fio geordneten Schaltstellen eine weitere Schwierigkeit, weil beim Abschalten der verhältnismäßig hohen Ströme eine relativ starke Verrußung unvermeidlich ist, die zu einer Herabsetzung der Isolierfestigkeit zwischen den einzelnen Phasen führt, so daß nach einer gewissen Zeit die kurzen Kriechwege zwischen den Phasen zu Querkurzschlüssen führen, die das Schüti 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 Doppelhebel-Schaltstiicks von der Schalttraverse verschwenkt, so daß bei der Kontaktgabe eine Relativbewegung der Schaltstücke erfolgt. Dort muß aber der Schaltmagnet im Falle einer Kontaktverschweißuug 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 Aufbrechen eventuell verschweißter Kontakte erschwe. i. 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 gattungsgemäße Kleinschütz hinsichtlich der Luft- und Kriechstrecken zwischen den Hauptstromschaltgliedern und hinsichtlich der Fähigkeit, eventuelle Kontaktverschweißungen aufzubrechen dera.t zu verbessern, daß das Kleinschütz für hohe Stromstärken mit langer Lebensdauer zuverlässig einsetzbar ist.

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

Dutch die Anordnung der Unterbrechungsstellen an den beiden Hauptseiten des beweglichen Schaltstückträgers sind auch bei kleinen Gesamtabmessungen des Schützes große Luft- und Kriechwege /wischen den Unterbrechungsstellen geschaffen, so daß auch bei großen Stromstärken der Gefahr von Querkurzschlüssen wirksam begfgnet 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 spezielle Lagerung der beweglichen Schaltstücke in dem beweglichen Schaltstückträger wird erreicht, daß bei einer eventuellen Kontaktsehweißung die Magnetkräfte unvermindert am langen Hebelarm des verschweißten Schaltstücks angreifen und infolgedessen eine erhebliche Aufbrechkraft an der Schweißstelle erzeugen, insgesamt ist mit diesen Maßnahmen ein auch für hohe Stromstärken zuverlässig einsetzbares Kleinschütz geschaffen.

Gemäß 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 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. Die Verwendung einer flexiblen Verbindungslitze zwischen beweglichem Schaltstück und der Anschlußklemme ist bereits in dem Schütz nach der OF-PS 1 66 862 bekannt

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht dann, 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. 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

'5 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 I-I 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 ι g. 1 liegt, und

F i g. 4 eine perspektivische Explosivdarstellung, /um Aufbau der Mjgnetbaugruppe.

Das Schutz besteht aus einem die Schaltkammern aufweisenden Unterteil 1, einer den Magnetkern 2, die

3<J 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

ο 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 angepuiiktet 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

5" 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 Hauptseiten des Schaltstückträgers 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

^fi5 ist, wird die Magneteinheit 5 durch zwei G^häusehalbschalen 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 Vor- gesamte Schütz, welches durch die mittels der Schrau-

sprüngen 244 formschlüssig in Aufnahmelöcher der be 27 befestigte Haube 6 abgedeckt ist, läßt sich mit der

Deckplatte 71 des Schaltergehäuses 7 des Unterteils 1 Klammer 28 auf den in der Installationstechnik übli-

und werden in dieser Stellung durch Federklammern 26 chen Schienen 29 befestigen.

gehalten, die mit ihren abgebogenen Enden einerseits 5 Die beschriebene Anordnung kann selbstverständlich

an Querstegen 245 der Gehäusehalbschalen und an- auch bei einem Schütz mit zwei zu schaltenden Phasen

dererseits in die an der Unterseite des Schaltergehäu- vorgesehen werden, in welchem Fall die Unterbre-

ses 7 vorgesehene Aufnahmen 72 eingespannt sind. Das chungsstellen dann diametral angeordnet sind

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Kleinschütz für induktionsfreie Schaltkreise, z. B. für Nachtstromheizungen, mit nebeneinander angeordneter. Hauptstromschaltgliedern, wobei die beweglichen Schaltstücke einfach unterbrechend und auf den feststehenden Schaltstücken eine Abwälzbewegung ausführend ausgebildet sind, dadurcn 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 (17) herausragen und gegen die Kraft ihrer Kontaktfedern (18) in den Durchbrüchen kippbar gelagert sind.

2. 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, <ia3 sowohl Kontakianordnungen mit Einfachunterbrechung als auch mit Zweifachunterbrechungen einbaubar sind, und daß bei Hinfachunterbrechung die jeweils nicht benötigte Schaltkammer (8', 9', 10') eine an sich bekannte, f<exible Verbindungslitze (15) zwischen beweglichen Schaltstück (16) und der Anschlußklemme (2) aufnimmt.

3. Schütz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Spule (3), Ken (2) und Anker (4) bestehende Magneteinheit (5) durch zwei formschlüssig miteinanJer 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.