DE2360439A1 - Selbsttaetiges schaltgeraet mit durch stromkraefte bewegbarem schaltstueck - Google Patents

Description

Westinghouse

Electric Corporation

Pittsburgh 3 0. NOV. 1973

Mein Zeichen:

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Selbsttätiges Schaltgerät mit durch Stromkräfte bewegbarem Schaltstück

Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechenden USA-Anmeldung Serial No. 311 077 vom 1.12.1972 beansprucht.

Die Erfindung befaßt sich mit einem-selbsttätigen Schaltgerät, das eine Schalteinrichtung aufweist, die ein bewegliches Schaltstück und, ein damit zusammenwirkendes Gegenschaltstück besitzt, wobei das bewegliche Schaltstück an einem schwenkbar gelagerten, durch Stromkräfte gegen eine Vorspannung bewegbaren Schalthebel angeordnet ist.

Schaltgeräte dieser Art können so ausgeführt sein, daß sie beim Auftreten hoher Überströme, insbesondere von Kurzschlußströmen, durch Ausnutzung der Stromkräfte schlagartig den Stromkreis öffnen und dadurch den Anstieg des Stromes auf die volle Höhe des Kurzschlußstromes verhindern. Dieses Arbeitsprinzip ist bei bekannten Schaltern mit thermisch und magnetisch wirkenden ÜberStromauslösern kombiniert, um- auch die Strombereiche zu erfassen, die unterhalb des Bereiches liegen, in dem die Öffnung durch Stromkräfte wirksam werden kann.

Es ist andererseits bekannt, selbsttätige Schaltgeräte, d. h. solche Schalter, die thermisch und magnetisch wirkende Überstromauslöser und einen Energiespeicher für die zum Ausschalten benötigten Kräfte besitzen, mit.Schmelzsicherungen zu kombinieren, die ein höheres Schaltvermögen besitzen und eine strombegrenzende Abschaltung hoher KurzSchlußströme ermöglichen.

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Durch die Erfindung soll ein selbsttätiges Schaltgerät der eingangs genannten Art geschaffen werden, das unter Ausnutzung von Stromkräften ebenfalls strombegrerizend öffnet, jedoch im Unterschied zu Schmelzsicherungen nach der Abschaltung nicht ausgewechselt zu werden braucht.

Gemäß der Erfindung ist hierzu dem Schalthebel'des Schaltgerätes eine magnetische Antriebsvorrichtung zugeordnet, die einen einseitig geschlossenen Schlitz besitzt, nahe dessen offenem Ende sich der Schalthebel in der geschlossenen Stellung befindet. Überschreitet der durch den Schalthebel fließende Strom einen bestimmten Wert, so übersteigen die in der magnetischen Antriebsvorrichtung erzeugten magnetischen Kräfte die Vorspannkraft, mit der der Schalthebel in der geschlossenen Stellung gehalten wird. Der Schalthebel wird mit großer Beschleunigung und hoher Geschwindigkeit in die Ausschalt.-•stellung bewegt, so daß - ähnlich wie bei einer Schmelzsicherung -.'sehr rasch ein Lichtbogen in dem Stromkreis eingeschaltet wird. Die strombegrenzende Wirkung kann noch dadurch verbessert werden, daß den Schaltstücken des Schaltgerätes eine Lichtbogenlöscheinrichtung zugeordnet wird, die einen schnellen Anstieg der Lichtbogenspannung bewirkt.

Die magnetische Antriebsvorrichtung kann aus gestapelten U-förmigen Platten aus magnetischem Material bestehen, deren Schlitz sich in der Längsrichtung des Schalthebels erstreckt. Die Kraftwirkung auf den Schalthebel entsteht hierbei ebenso, wie z. B. die Wicklungsleiter einer elektrischen Maschine durch Stromkräfte gegen den Nutengrund gepreßt werden.

Der Schalthebel kann eine längliche, ebene Gestalt mit rechteckigem Querschnitt besitzen, dessen Breitseiten in der Ebene der Schwenkbewegung liegen. Der Schlitz der magnetischen Antriebsvorrichtung kann hierbei eine verhältnismäßig geringe Breite erhalten, wodurch eine hohe magnetische Induktion erzielt wird. Die schmale rechteckige Querschnittsform gibt dem Schalthebel ein vorteilhaftes mechanisches Widerstandsmoment.

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Es empfiehlt sich, eine freigebbare Verkettungseinrichtung' vorzusehen, durch die der Schalthebel in der geöffneten Stellung verriegelbar ist. Dadurch wird sichergestellt, daß der Schalthebel nach der Öffnung nicht wieder in die Einschaltstellung zurückkehrt. Durch die Freigabe der Verklinkungseinrichtung, die beispielsweise durch einen Stößel oder einen Druckknopf bewirkt werden kann, kehrt der Schalthebel in die Einschaltstellung zurück, so daß die Betriebsbereitschaft wieder hergestellt ist.

Für die Wirkungsweise des Schaltgerätes ist es vorteilhaft, wenn sich der Schalthebel im wesentlichen über die Länge der magnetischen Antriebsvorrichtung erstreckt, wobei sich an dem einen Ende der Antriebsvorrichtung eine Lager st eile und an dem anderen Ende das bewegliche Schaltstück befindet und wobei ferner die Höhe des Schlitzes im Bereich der Lagerstelle geringer als im Bereich des Schaltstückes ist. Der Schlitz ist somit der Schwenkbewegung des Schalthebels angepaßt.

Die vorstehend erläuterte magnetische Antriebsvorrichtung für den Schalthebel des Schaltgerätes arbeitet mit dem Magnetfluß, den der durch den Schalthebel fließende Strom in dem umgebenden Plattenstapel erzeugt. In Weiterbildung der Erfindung kann der Magnetfluß und damit zugleich der Arbeitsbereich des Schaltgerätes noch dadurch vergrößert v/erden, daß die Strombahn des Schaltgerätes einen in Reihe mit dem Schalthebel liegenden Hauptleiter umfaßt, der in mehreren Windungen den Mittelteil des Blechstapels der Antriebsvorrichtung umschließt. Zur Aufnahme der Windungen kann der Schlitz der Antriebsvorrichtung T-förmig gestaltet sein.

Ferner können die Stromkräfte noch dadurch besser ausgenutzt werden, daß das Gegenschaltstück ebenfalls an einem schwenkbar gelagerten und unter Vorspannung in der geschlossenen Stellung gehaltenen Schalthebel angebracht ist, dem eine weitere magnetische Antriebsvorrichtung zugeordnet ist. Die beiden Schalthebel führen bei symmetrischer Anordnung gegenläufige Bewegun-

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gen aus. Eine völlig gleichlaufende Bewegung kann dadurch erzielt werden, daß die Schalthebel an ihren gelagerten Enden mit einer Triebverzahnung' ineinandergreifen.

Wie bereits erwähnt, sind Schaltgeräte bekannt, die einen mit thermisch und magnetisch wirkenden Überstromauslösern versehenen Selbstschalter und in Reihe mit diesem geschaltete Schmelzsicherungen aufweisen. Das Schaltgerät nach der Erfindung eignet sich besonders als Ersatz für die Schmelzsicherungen und kann zu diesem Zweck mit einem Selbstschalter vereinigt werden. Das Schaltgerät kann aber auch ein eigenes Gehäuse besitzen und mit der Anschlußvorrichtung eines Selbstschalters verbindbare Anschlußmittel aufweisen. Zweckmäßig kann das Schaltgerät nach der Erfindung in derselben Polzahl wie der Selbstschalter ausgeführt sein, so daß der Selbstschalter und das zusätzliche Schaltgerät auf einfache Weise in Reihe miteinander geschaltet werden können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig» 1 zeigt eine teilweise abgebrochen dargestellte Draufsicht eines Schaltgerätes nach der Erfindung.

Die Fig. 2 ist ein Schnitt im wesentlichen entlang der Linie H-II in Fig. 1.

Die Fig. 3 ist ein Schnitt einer Poleinheit des in Fig. 2 gezeigten Schaltgerätes mit magnetischem Antrieb entlang der Linie HI-III in Fig. 2.

Fig. 4 ist ein teilweise abgebrochen dargestellter seitlicher Schnitt, der ein anderes Schaltgerät nach der Erfindung zeigt.

Fig. 5 ist ein seitlicher Schnitt im wesentlichen entlang der Linie V-V in Fig. 4.

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Fig. 6 ist ein teilweise abgebrochen dargestellter seitlicher Schnitt, der eine andere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, während Fig. 7 einen seitlichen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie VII-VII in Fig. 6 zeigt.

In den Figuren 1 und 2 ist ein dreipoliges Schaltgerät 5 gezeigt, das einen Selbstschalter 7 und ein elektrisch in Reihe mit diesem geschaltetes Schaltgerät nach der Erfindung umfaßt, das im folgenden als Unterbrecher bezeichnet wird. Beide Geräte sind stirnseitig aneinanderstoßend angeordnet.

Der Selbstschalter 7 ist von der ausführlicher in der US-Patentschrift 3 462 716 beschriebenen Bauart. Daher wird hier nur eine kurze Beschreibung des Selbstschalters 7 gegeben.

Der Selbstschalter 7 ist dreipolig ausgebildet und besitzt einen Schaltmechanismus 13, der in einem isolierenden Gehäuse 11 angeordnet ist, das ein isolierendes Gehäuseunterteil 15 und eine frontseitige isolierende Abdeckung 17 umfaßt. Das Gehäuse 11 besitzt geeignete Isolierstofftrennwände, die das Gehäuse in drei innere Abteile zur Aufnahme der drei Poleinheiten des Selbstschalters unterteilen. Der Schaltmechanismus 13 umfaßt einen Antriebsmechanismus 19» einen Verriegelungsmechanismus 12 sowie ein thermisch und magnetisch wirkendes Auslösegerät 23.

Für Jeden Pol des Selbstschalters 7 sind ein feststehendes Schaltstück 25, ein bewegliches Schaltstück 27 und eine Lichtbogenlöscheinrichtung 29 vorgesehen. Das feststehende Schaltstück 25 jeder Poleinheit ist an dem inneren Ende eines Leiters 31 befestigt, der sich nach außen in eine Ausnehmung erstreckt, wo an dem Leiter 31 eine geeignete Anschlußvorrichtung 33 befestigt ist. Das bewegliche Schaltstück 27 jeder Poleinheit ist an einem Schalthebel 35 befestigt, der auf einem Schaltarm 37 angebracht ist, der an einer den drei Polen gemeinsamen Isoliertraverse 39 starr befestigt ist.

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Der Antriebsmechanismus 19 umfaßt einen Antriebshebel 41 von im wesentlichen umgekehrter U-Form, eine Übertotpunktfeder und ein Kniehebelsystem 45. Ein Isolierhandgriff 47» der durch eine öffnung in der Abdeckung 17 hindurchragt, ist mit dem Hebel 41 verbunden. Der Antriebshebel 41 ist drehbar um die inneren Enden seiner Schenkel angeordnet. Das Kniehebelsystem 45 ist an seinem einen Ende schwenkbar an einem Auslöseglied 49 und an seinem anderen Ende mit dem Schaltarm 37 der mittleren Poleinheit verbunden. Das Kniehebelsystem 45 umfaßt an einem Kniegelenk 50 schwenkbar miteinander verbundene Glieder.

Die Schaltstücke werden von Hand geöffnet durch Bewegung des Handgriffes 47 aus der "Ein¹¹-Stellung in die "Aus"-Stellung. Dabei wird die Wirkungslinie der Übertotpunktfedern 43 bis zum Zusammenbruch des Knieheb el sy stems 45 bewegt. Da alle drei Schaltarme durch die Isoliertraverse verbunden sind,, werden gleichzeitig die drei Schaltarme 37 in die geöffnete Stellung gebracht. Die Schalt stücke werden von Hand durch umgekehrte Bewegung des Handgriffes 47 von der "Aus"- in die "Ein"-Stellung geschlossen, wobei die Wirkungslinie der Übertotpunktfedern 43 so bewegt wird, daß das Kniehebelsystem 45 aufgerichtet wird und dadurch mit dem mittleren Schaltarm 37 die übrigen Schaltarme 37 in die geschlossene Stellung nach Fig. 2 gebracht werden.

Der Antriebsmechanismus 19 umfaßt ein Auslöseglied 49» das mittels einer Verklinkungseinrichtung 21 verriegelt ist. In Jeder Poleinheit umfaßt das Auslösegerät 23 einen Bimetall 51, ein Magnet joch 53 und einen Anker 55. Beim Auftreten eines Überstromes oberhalb eines ersten vorbestimmten Wertes biegt sich der Bimetall 51 zeitverzögert nach rechts aus, worauf die Justierschraube 57 eine gemeinsame Auslösestange 59 in eine Auslösestellung bewegt und dadurch eine Klinke 61 und das Auslöseglied 49 freigibt. In der verriegelten und geschlossenen Stellung nach Fig. 2 befinden sich die Federn 43 in der gespannten Stellung. Daher bewirken die Federn 43 eine Bewegung des Auslösegliedes 49 im Uhrzeigersinn um den Drehpunkt

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60, ferner den Zusammenbruch des Kniehebelsystems 45 und eine Öffnungsbewegung der Schaltarme 37 in bekannter Weise. Im Anschluß an eine thermische Auslösung wird der Schalter zurückgestellt und verriegelt durch Bewegung des Handgriffes 47 in die "Aus"-Stellung, worauf ein Teil 62 des Hebels 41 eine Schulter 63 des Auslösegliedes 49 erfaßt, um dieses Auslöseglied in die verriegelte Stellung zurückzubewegen. Wenn der Selbstschalter einer Überlastung oberhalb eines zweiten vorbestimmten Wertes ausgesetzt wird, der oberhalb des ersten vorbestimmten Wertes liegt, wird der Anker 55 augenblicklich an das Joch 53 gezogen und im Uhrzeigersinn um einen Drehpunkt

64 bewegt, worauf ein oberer Teil des Ankers 55 die Auslösestange 59 erfaßt und einen Auslösevorgang bewirkt, wie er zuvor im Hinblick auf die thermische Auslösung beschrieben worden ist.

Wie die Fig. 2 zeigt, erstreckt sich die Strombahn durch jede Poleinheit des Selbstschalters 7 von einem im wesentlichen L-förmigen Leiter 65 über einen biegsamen Leiter 67ι den Bimetall 51f den biegsamen Leiter 71» den Schalthebel 35, das bewegliche Schaltstück 27, das feststehende Schaltstück 25 und den Leiter 31 zu der Anschlußvorrichtung 33. Wie aus den Figuren 1 und 2 zu ersehen ist, besitzt jede Poleinheit je eine Ausnehmung an den gegenüberliegenden Enden des Gehäuses* Der Leiter 31 ist in der Ausnehmung auf der rechten Seite untergebracht, während der Leiter 65 sich in die linke Ausnehmung hinein erstreckt. In jeder Poleinheit ist der Leiter

65 so angeordnet, daß er an einen der Anschlußpunkte des Unterbrechers 9 in einer im folgenden noch näher zu beschreibenden Weise angeschlossen werden kann.

Wie. aus den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist, umfaßt der Unterbrecher 9 drei Poleinheiten 77, die nebeneinander und stirnseitig anschließend an die drei Poleinheiten des Selbstschalters 7 angeordnet sind. Da die drei Poleinheiten vollkommen gleich aufgebaut sind, wird im folgenden nur eine der drei Poleinheiten beschrieben. Jede Poleinheit umfaßt ein isolie-

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rendes Gehäuse 78, zu dem eine isolierende Grundplatte 79 und eine daran befestigte isolierende Abdeckung 81 gehört. Ein feststehendes Schaltstück 83 ist auf einem Anschlußleiter 85 befestigt, der sich durch eine Öffnung des Gehäuses 78 erstreckt und der mit einer Öffnung zur Aufnahme einer Schraube 87 versehen ist, die den Anschlußleiter 85 mit dem zugeordneten Leiter 65 des Selbstschalters 7 verbindet. Ein bewegliches Schaltstück 91 ist an einem Ende eines länglichen, flachen stromführenden Schalthebels 93 befestigt, der um einen Drehzapfen 95 schwenkbar- gelagert ist. Der Schalthebel 93 ist mit einer zur Verklinkung dienenden Verlängerung 97 versehen, die in noch zu beschreibender Weise mit einer Klinke 99 zusammenwirkt. Der Schalthebel 93 wird durch eine Schraubendruckfeder 101, die zwischen der Grundplatte 79 und der Verlängerung 97 angeordnet ist, in der geschlossenen Stellung gehalten. Die Klinke 99 ist um einen Lagerzapfen 105 schwenkbar gelagert und mittels einer Schraubenfeder 107 in die in Figur 2 gezeigte Verriegelungsstellung vorgespannt. Ein isolierender Stößel 111, der sich durch eine geeignete Öffnung des Gehäuses 78 erstreckt, wird durch eine Feder 113 in der Ruhestellung nach Figur 2 gehalten. Eine Anschlußvorrichtung 115 ist auf einem Leiter 117 befestigt, der an der Grundplatte 78 mittels einer Schraube 119 angebracht ist. Ein biegsamer Leiter 121 ist an seinem einen Ende mit dem Leiter 117 und an seinem anderen Ende mit dem Schalthebel 93 verbunden. Wie in Figur 2 zu erkennen ist, besitzt das Gehäuse 78 eine stirnseitige Öffnung 125 zur Aufnahme eines Leiters, der durch die Öffnung 125 eingeführt und mit der Anschlußvorrichtung 115 verbunden werden kann. An seiner Vorderseite besitzt das Gehäuse 78 eine Öffnung 127 zur Einführung eines Werkzeuges, das zur Bedienung einer Schraubklemme 129 benutzt werden kann, um einen Leiter an der Anschlußvorrichtung 115 zu befestigen. Wie aus der Figur 2 zu entnehmen ist, befindet sich eine Isolier stoff wand zwischen der Ausnehmung, in der sich die Anschlußvorrichtung 115 befindet, und der Kammer, in der bei Abschaltungen Lichtbogen gezogen werden.

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Eine magnetische Antriebsvorrichtung 133 ist in dem Gehäuse 78 mittels eines länglichen Stiftes 134 befestigt, der sich durch die Antriebsvorrichtung 133 erstreckt und in geeigneten Schlitzen des Gehäuses 78 festgelegt ist. Die Antriebsvorrichtung 133 umfaßt eine Anzahl verhältnismäßig dünner, im wesentlichen U-förmig gestalteter Platten 135 aus v/eichmagnetischem Material, z. B. Eisen, die zu einem Stapel zusammengefügt sind. Eine dünne isolierende Beschichtung ist auf der Oberfläche der Antriebsvorrichtung 133 angebracht. Aus der Figur 3 ist zu entnehmen, daß jede der Platten 135 eine umgekehrte U-Form aufweist und dadurch einen Schlitz 137 zur Aufnahme des Schalthebels 93 bildet. Wie aus den Figuren 2 und 3 zu ersehen ist, besitzt der Schlitz 137 an seiner linken Seite eine geringere Höhe, die sich nach rechts vergrößert, so daß der Schlitz 137 den geschwenkten Schalthebel 93 in der vollständig geöffneten Stellung aufnehmen kann. Die Figuren 2 und 3 zeigen ferner, daß der an seinem Boden offene Schlitz 137 verhältnismäßig eng ist und an der Oberseite der Antriebsvorrichtung 133 geschlossen ist.

Der Unterbrecher 9 ist in Figur. 2 in der geschlossenen Stellung gezeigt. In dieser Stellung verläuft der Stromkreis von der Anschlußvorrichtung 115 durch den Leiter 117, den biegsamen Leiter 121, den Schalthebel 93, das bewegliche Schaltstück 91, das feststehende Schaltstück 83 und den Leiter 85 zu dem zugehörigen Leiter 65 des Selbstschalters 7. Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, sind die Schaltstücke 83 und 91 in einer Lichtbogenlöschvorrichtung 141 angeordnet, die eine isolierende Umhüllung 143 mit einer Anzahl flacher, im wesentlichen U-förmiger Platten 145 aus magnetischem Material umfaßt. Die magnetischen Platten 145 sind mit gegenseitigem Abstand und ausgerichteten Schlitzen so angeordnet, daß das eine Ende des Schalthebels 93 sich innerhalb der Schlitze in die geöffnete Stellung bewegt.

Der durch den Strom in dem Schalthebel 93 erzeugte magnetische Fluß wirkt in der magnetischen Anordnung 133 entlang einem in Figur 3 durch Pfeile gekennzeichneten Pfad. Beim Auftreten von

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normalen Strömen und von Überströmen bis zu einem dritten vorbestimmten Wert, der höher als der zweite vorbestimmte Wert ist, besitzt die Feder 101 eine Kraft, welche die elektromagnetischen Kräfte überwindet, so daß der Schalthebel 93 in der geschlossenen Stellung verbleibt. Beim Auftreten eines starken Überstromes oberhalb des dritten vorbestimmten Viertes sind jedoch die elektromagnetischen Kräfte ausreichend, um die Vorspannung der Federn 101 zu überwinden und den Schalthebel 93 entgegen dem Uhrzeigersinn (Figur 2) um den Drehzapfen 95 in eine Öffnungs stellung zu bewegen, die durch das Auf treffen des Schalthebels 93 an einer Anschlagfläche 146 bestimmt ist. Die bei starker Überlastung oder Kurzschlüssen fließenden Ströme erzeugen in dem Schalthebel 93 große magnetische Kräfte, die ihn mit sehr hoher Geschwindigkeit in die geöffnete Stellung bewegen und dadurch den Strom auf einen erträglicheren Wert begrenzen. Während der Öffnungsbev/egun^ des Schalthebels 93 wird zwischen den Schaltstücken 83 und 91 ein Lichtbog-en gezogen, der magnetisch in die ausgebuchteten Teile der magnetischen Platten 145 gezogen wird, v/o er in bekannter Weise in eine Anzahl in Reihe geschalteter Lichtbogen unterteilt wird.

Während der Öffnungsbewegung des Schalthebels 93 wird der Anker 55 des Selbstschalters 7 im Auslösesinn inganggesetzt. Infolge seiner Trägheit setzt der Anker 55 seine Bewegung nach der Unterbrechung des Stromes fort und entriegelt das Auslöseglied 59, wodurch die SchaHtstücke aller drei Poleinheiten des Selbstschalters 7 geöffnet werden.

Die magnetischen Kräfte, die den Schalthebel bei hohen Überströmen mit großer Geschwindigkeit antreiben, werden durch den Überstrom selbst gespeist. Die auf den Schalthebel wirkende treibende Kraft ergibt sich aus dem Zusammenwirken des Stromes in dem Schalthebel und dem selbstinduzierten magnetischen Fluß in dem umgebenden weichmagnetischen Joch und in dem Spalt, in dem sich der Schalthebel befindet. Diese Kraft bewirkt, daß der Leiter tiefer in den Schlitz hineingezogen wird in der gleichen Weise, wie die Windungen eines Motors beimDurchgang eines hohen Stromes in ihre Nuten gezogen werden. Die Kraft F

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in Newton, die einen Leiter in eine Nut zieht, folgt annähernd der Gleichung:

F = 63,5 . 3- . 10"⁸,

worin L die Länge des Joches in Zentimetern, I der Strom in Ampere und 1 die Nutbreite in Zentimetern ist. Diese Gleichung gilt für einen Leiter in einer parallelwandigen Nut unendlicher Tiefe in einem sättigungsfreien Eisen* In der Praxis sättigt sich natürlich das Eisen, und .die obige Gleichung ist ein Sonderfall der allgemeineren Gleichung

F = BIL . 10~⁶,

worin B die Flußdichte in Gauss in dem Spalt ist, in dem sich der Leiter befindet.

:Dies ist die bekannte Gleichung für die auf einen Leiter im magnetischen Feld wirkende Kraft. Nimmt man nun an, daß sich das Joch bei ungefähr 18 Kilogauss sättigt, so zeigt sich, daß an einem Schalthebel von 5 Zentimeter Länge in einem 5 Zentimeter langen Joch mit einem 0,4 Zentimeter breiten Schlitz bei 10.000 Ampere eine Kraft von 900 Newton und bei 20.000 Ampere eine Kraft von 1800 Newton erzielbar ist. Demzufolge stehen bei Strömen dieser Größenordnung große Kräfte zum Antrieb der Schalthebel zur Verfügung, wodurch für eine rasche Kontakttrennung gesorgt ist. Diese rasche Kontakttrennung in Verbindung mit dem Hineintreiben des Lichtbogens in die Platten bewirkt, den schnellen Anstieg der Lichtbogenspan- nung, die zu der Strombegrenzung führt. Je schneller der anfängliche Anstieg der Lichtbogenspannung ist, umso besser ist die sich daraus ergebende Strombegrenzung.

Wenn der Schalthebel 93 die geöffnete Stellung erreicht, wird das Ende 97 beim Vorbeilaufen an der Klinke 99 von dieser erfaßt und verriegelt. Geeignete Anschlagmittel, ζ. B. die Anschlagfläche 146, begrenzen die Bewegung des Schalthebels 93. Zur Rückstellung des Unterbrechers 9 wird der Stößel 111 nie-

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dergedrückt, der die Klinke 99 im Uhrzeigersinn bis zur Freigabe des Endes 97 bewegt, worauf die Feder 101 den Schalthebel 93 in die geschlossene Stellung nach Figur 2 zurückbewegt. Der Selbstschalter 7 wird im Anschluß an eine Auslösung in der schon beschriebenen Weise wieder verriegelt. Wie am besten aus der Figur 3 zu ersehen ist, bewegt sich der flache Schalthebel 93 in dem verhältnismäßig schmalen Schlitz 137 entlang den im wesentlichen ebenen Seitenflächen.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung-ist in den Figuren 4 und 5 dargestellt, in denen Teile, die den Teilen des ersten Ausführungsbeispieles ähneln, mit Bezugszeichen versehen sind, denen ein Strich hinzugefügt ist. Der Unterbrecher 9' nach den Figuren 4 und 5 ist in Reihe mit einem der Figur 2 entsprechenden Selbstschalter in der beschriebenen Weise anzuordnen, und der biegsame Leiter 155 ist an einem dem Anschluß 85 in Figur ähnlichen Anschluß anzuschließen, der seinerseits mit dem Leiter 65. in Figur 2 zu verbinden ist. Ein zusätzlicher biegsamer Leiter 157 (Figur 4) kann an einer Anschlußvorrichtung entsprechend der Anschlußvorrichtung 115 in Figur 2 angeschlossen werden. Wie aus den Figuren 4 und 5 zu ersehen ist, sind zwei längliche, im wesentlichen ebene stromführende Schalthebel 93' auf Lagerstiften 95* in dem isolierenden Gehäuse 78' angeordnet, Jeder der Schalthebel 93' trägt an seinem freien Ende ein bewegliches Schaltstück 91^f, und Federn 101' spannen die Schalthebel 93' in entgegengesetzten Richtungen in die in Figur 4 gezeigte geschlossene Stellung -vor. Eine Lichtbogenlöschvorrichtung 141·, die eine Anzahl mit gegenseitigem Abstand angeordneter, im wesentlichen ebener, geschlitzter magnetischer Platten 145¹ umfaßt, umgreift die freien Enden der Schalthebel 93'. Zwei symmetrisch angeordnete magnetische Aritriebsvorrichtungen 133' sind in dem Gehäuse mittels der Stifte 135' befestigt. Jeder der Schalthebel 93' ist mit einer Triebverzahnung 161 an seinem gelagerten Ende versehen; die Verzahnungen 161 greifen derart ineinander, daß sie eine gleichzeitige Bewegung der Schalthebel 93' in entgegengesetzten Richtungen sicherstellen. Die Strombahn durch den Unterbrecher 9* erstreckt

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fsich von der Anschlußvorrichtung (vgl. Anschlußvorrichtung 115 in.Figur 2) durch den biegsamen Leiter 157» den oberen Schalthebel 93', die beweglichen Schaltstücke 91·, den unteren Schalthebel 93 * und den biegsamen Leiter 155 zu einem Anschluß ähnlich dem Anschluß 85 in Figur 2. Fließen Ströme unterhalb des vorbestimmten dritten Wertes, so verbleiben die Schalthebel unter dem Einfluß der Federn 101' in der in den Figuren 4 und 5 gezeigten geschlossenen Stellung. Wie aus der Figur 5 ■zu entnehmen ist, erzeugt der durch die Schalthebel 93' fließende Strom einen magnetischen Fluß,- der in der zugeordneten magnetischen Antriebsvorrichtung 133⁵ entlang den in Figur 5 mit Pfeilen bezeichneten Flußpfaden wirkt. Beim Auftreten eines starken Überstromes oberhalb des dritten vorbestimmten Wertes überwinden die elektromagnetischen Kräfte die Vorspannung der Federn 10t¹ und bewegen die Schalthebel 93⁸ in entgegengesetzten Richtungen (der obere Schalthebel 93' bewegt sich entgegen dem Uhrzeigersinn und der untere Schalthebel 93' im Uhrzeigersinn mit großer Geschwindigkeit) in die geöffnete Stellung. Die Verzahnung 161 stellt dabei die gleichzeitige Bewegung der Schalthebel 93* sicher. Bei der Trennung der Schaltstücke 91' wird ein Lichtbogen gezogen, der in die ausgebuchteten Teile der Platten 145' gezogen wird, wo er in eine Anzahl von in Reihe geschalteten Lichtbogen aufgeteilt wird, die dann in bekannter Weise gelöscht werden. Der Riegelteil 97' des oberen Schalthebels 93' wirkt mit einer freigebbaren Verklinkungseinrichtung ähnlich der in Figur 2 gezeigten Einrichtung zusammen, so daß die Schaltstücke in der geöffneten Stellung bis zur Freigabe der Verklinkungseinrichtung durch Niederdrücken eines Stößels ähnlich dem Stößel 111 in Figur 2 verbleiben, worauf die Federn 101» die Schalthebel 93' in die geschlossene Stellung zurückbewegen.

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 6 und 7 veranschaulicht. Der Schalter 165 nach den Figuren 6 und 7 umfaßt ein Gehäuse 167, zu dem eine isolierende Grundplatte 169 und eine an dieser befestigte isolierende Abdeckung 171 gehört. Ein feststehendes Schaltstück 173 ist auf einem

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Leiter 175 befestigt, und ein bewegliches Schaltstück 177 ist an dem freien Ende eines länglichen, flachen Schalthebels 179 "befestigt, der um einen Lagerstift 181 schwenkbar· beweglich ist. Eine Lichtbogenlöscheinrichtung 183 unterbricht die zwischen den sich trennenden Schaltstücken 177 und 173 gezogenen Lichtbogen. Eine magnetische Antriebsvorrichtung 187 mit einer Anzahl von Platten 189 aus weichmagnetischem Material ist in dem Gehäuse mittels eines Tragstiftes 191 befestigt. Wie aus der Figur 7 zu entnehmen ist, besitzen die Platten 189 einen im wesentlichen T-fb'rmigen Schlitz 193. Ein biegsamer Hauptleiter 195 erstreckt sich von der linke Seite (Figur 6) und ist so gestaltet, daß er über dem oberen Teil der magnetischen Antriebsvorrichtung 187 eine Anzahl von Windungen bildet, wobei sich der Hauptleiter durch den oberen Teil des T-förmigen Schlitzes 193 in der in den Figuren 6 und 7 gezeigten Weise erstreckt. Das eine Ende des Hauptleiters 195 ist an dem· Schalthebel 179 befestigt. Der Strompfad durch den Unterbrecher -165 erstreckt sich durch den Hauptleiter 195 von links (Figur 6) durch den Wicklungsteil des Hauptleiters, den Schalthebel 179 und die Schaltstücke 177 und 173 zu dem Leiter 175. An dem Unterbrecher 165 sind an den entgegengesetzten Enden nicht gezeigte Anschlußvorrichtungen angebracht, um die Einschaltung des Unterbrechers in einen, elelstrischen Stromkreis zu ermöglichen. Der durch den Strom in dem Häuptleiter 195 und dem Schalthebel 179 erzeugte magnetische Fluß wirkt in der magnetischen Antriebsvorrichtung 187 in einem in Figur 7 durch Pfeile bezeichneten Pfad. Nicht gezeigte Vorspannmittel halten den Schalthebel 179 in der in Figur 6 gezeigten geschlossenen Stellung. Beim Auftreten eines starken, oberhalb des dritten vorbestimmten Wertes liegenden Überstromes durch den Unterbrecher 165 überwindet der durch den Strom in dem Hauptleiter 195 und dem Schalthebel 179 erzeugte magnetische Fluß die Vorspannkraft des Vofspannmittels, worauf die elektromagnetischen Kräfte den Schalthebel 179 entgegen dem Uhrzeigersinn in dem Schlitz 193 in die geöffnete Stellung bewegen. Der Schalthebel 179 wird mit hoher Geschwindigkeit in die geöffnete Stellung getrieben, um den Strom während der Ab-

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schaltung zu begrenzen. Der zwischen den Schaltstücken 173 , und 177 gezogene Lichtbogen wird in die weichmagnetischen Platten 184 der Lichtbogenlöscheinrichtung 183 gezogen und dort in eine Anzahl in Reihe"geschalteter Lichtbögen aufgeteilt und in bekannter Weise gelöscht.

10 Ansprüche <

7 Figuren

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Claims (10)

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   Patentansprüche

   (1. ^Selbsttätiges Schaltgerät mit einer Schalteinrichtung, die ^■ein bewegliches Schaltstück- und ein mit diesem zusammenwirkendes Gegenschaltstück aufweist, wobei das bewegliche Schaltstück an einem schwenkbar gelagerten, durch Stromkräfte gegen eine Vorspannung bewegbaren Schalthebel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schalthebel (93) eine magnetische Antriebsvorrichtung (133) zugeordnet ist, die einen einseitig geschlossenen Schlitz (137) besitzt, nahe dessen offenem Ende sich der Schalthebel (93) in der geschlossenen Stellung befindet.
2. 2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Schaltstücken (83, 91) eine Lichtbogenlöscheinrichtung (141) zugeordnet ist.
3. 3. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Antriebsvorrichtung (133) gestapelte U-förmige Platten (135) aus magnetischem Material aufweist, deren Schlitz (137) sich in der Längsrichtung des Schalthebels (93) erstreckt.
4. 4. Schaltgerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (93) eine längliche, ebene Gestalt mit rechteckigem Querschnitt besitzt, dessen Breitseiten in der Ebene der Schwenkbewegung liegen.
5. 5. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (93) in der geöffneten Stellung durch eine freigebbare Verklinkungseinrichtung (97, 99) verriegelbar ist.

   -17-40982 3/0973

   V?A 72/8370
6. 6. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schalthebel (93) im wesentlichen über die Länge der magnetischen Antriebsvorrichtung (133) erstreckt, wobei sich an dem einen Ende der Antriebsvorrichtung eine Lagerstelle (95) und an dem anderen Ende das bewegliche Schaltstück (91) befindet und wobei die Höhe des Schlitzes (137) im Bereich der Lagerstelle (95) geringer als in dem Bereich des beweglichen Schaltstückes (91) ist. ,
7. 7. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (193) der magnetischen Antriebsvorrichtung (187) im wesentlichen T-förmig gestaltet ist und daß die Strombahn des Schaltgerätes einen in Reihe mit dem Schalthebel (179) liegenden Hauptleiter (195) umfaßt, der in mehreren Windungen den Mittelteil des Blechstapels (189) der Antriebsvorrichtung umschließt. —
8. 8. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenschaltstück (83) an einem v/eiteren schwenkbar gelagerten und unter Vorspannung in der geschlossenen Stellung gehaltenen Schalthebel (93^!) befestigt ist, dem eine weitere magnetische Antriebsvorrichtung (133') zugeordnet ist.
9. 9. Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalthebel (93') an ihren gelagerten Enden mit einer Triebverzahnung (161) ineinandergreifen.
10. 10. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgerät ein Gehäuse besitzt und mit den Anschlußvorrichtungen, eines Selbstschalters verbindbare Anschlußmittel aufweist.

    409823/0923