DE2447309A1

DE2447309A1 - Ferngesteuerter dreiphasenschalter

Info

Publication number: DE2447309A1
Application number: DE19742447309
Authority: DE
Inventors: Edward A Mallonen
Original assignee: Cutler Hammer World Trade Inc
Current assignee: Cutler Hammer World Trade Inc
Priority date: 1973-10-26
Filing date: 1974-10-03
Publication date: 1975-04-30
Also published as: US3863186A; FR2249430B3; SE7413297L; NL7413663A; FR2249430A1

Description

CUTLER-HAMMER WORLD OSADE, INC. - OBE 1893
Pernge steuerter ure iphasenschalt er

Gegenstand der Erfindung ist ein elektromagnetischer dreiphasiger Schalter für ferngesteuerte Schaltanlagen·

Die USA-Patente JJr. 3_f706,100 und 3,706,916 -beschreiben einen Hauptschalter und ein Steuersystem für einen ferngesteuerten Schaltertyp, welcher jetzt immer häufiger in sehr großen Düsenflugzeugen verwendet wird· Die Hauptschalter dieser Patente und andere gegenwärtig existierende vergleichbare !Schalter können nur einen einzigen Zweig des in derartigen
flugzeugen vorhandenen üblichen dreiphasigen Wechselstromversorgungssystems von 400 Hz schließen, öffnen und bei überlastung unterbrechen. Zur Erzielung einer vollständigen Beherrschung müssen daher drei derartige Hauptschalter mit individuellen stromempfindlichen Auslösemechanismen in einem drei-

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phasigen Belastungskreis benutzt v/erden. 15s wäre daher zweckmässig, einen Hauptschalter in Form einer baulischen Einheit vorzusehen, welcher gleichzeitig alle Zweige der in Düsenflugzeugen vorhandenen dreiphasigen Uelastungskreise schliessen und öffnen kann. Ferner ist das Vorhandensein eines gemeinsamen Auslösemechanismus wünschenswert, welcher auf Überströme in einer oder mehreren Phasen des Belastungskreises anspricht und einen derartigen Schalter automatisch öffnet.

Der Hauptzweck der Erfindung ist die Herstellung einer verbesserten Form eines Hauptschalters zur Benutzung in ferngesteuerten Schaltanlagen, welcher eine Mehrzahl von Phasenzweigen in einem mehrphasigen Wechselstrombelastungskreis schliessen und öffnen kann.

Die Erfindung bezweckt ferner die Herstellung

eines Schalters der obigen Art, in welchem eine einzige elektromagnetische Arbeitseinheit erregt werden kann, um gleichzeitig die ^Hauptkontakte in allen von dem Schalter bedienten Phasen zu schliessen und wieder zu öffnen.

Die Erfindung bezweckt ferner die Herstellung eines Schalters der obigen Art mit einem einzigen Mechanismus zur Auslösung der Kontakte, welcher auf eine Überlastung in aner oder mehreren Phasen des Belastungskreises anspricht.

Die Erfindung bezweckt ferner die Herstellung eines verbesserten Mechanismus für die Kompejisierung der Wirkung der Umgebungstemperatur für den obigen Mechanismus zur Auslösung der Kontakte, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß er die Auslösung in praktisch gleichen Zeiten bewirkt, ganz gleich, ob eine Überlastung in einem oder allen Zweigen des Belastungskreises vorhanden ist.

Hierfür ist der erfindungsgemäpe elektrische Schalter für Fernsteuerung mit einer Mehrzahl von Leistungskontakten, welche Paare von ortsfesten Kontakten und zugeordneten beweglichen Kontaktgliedern umfassen,sowie eine hin- und hergehende Bewegung ausführenden Mitteln, welche die beweglichen Kontaktglieder auf die ortsfesten Kontakte schliessen und wieder öffnen können, gekennzeichnet durch elektromagnetische Arbeitsmittel mit einem Paar von voneinander entfernten Wicklungen und einem Anker, welcher zwischen diesen schwenkbar gelagert ist und durch wahlweise Erregung dieser Spulen von

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einer in eine andere Schwenkstellung gebracht werden kann, einen an diesem Anker schwenkbaren Hebel, welcher in der Nähe eines Endes mit den eine hin- und hergehende Bewegung ausführenden Mitteln verbunden ist, ein schwenkbares Sperrglied, welches mit diesem Hebel an seinem anderen Ende in Eingriff gehalten wird, eine schwenkbare Klinke, welche mit dieser Sperre so in Eingriff gehalten wird, daß sie eine Verschwenkung derselben sowie des genannten Hebels verhindert, in den Stromkreis eines jeden Leistungskontakts geschaltete Bimetallglieder, und Mittel, welche an der Klinke angebracht sind und Abschnitte aufweisen, welche mit den Bimetallgliedern in Berührung kommen können, wenn sich diese unter der Wirkung von Überströmen durchbiegen, wodurch die Klinke so verschwenkt wird, daß sie außer Eingriff mit dem Sperrglied kommt, wobei dieses Sperrglied nach Freigabe durch die Klinke sowie der Hebel durch die auf die eine hin- und hergehende Bewegung ausführenden Mittel wirkende Kraft so verschwenkt werden, daß sie diese Mittel für eine Bewegung zur Öffnung der Kontakte freigeben.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert·

Pig, 1 ist eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Schalters.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Schalters

der JJ*ig. 1 in etwas grösserem Maßstab, wobei der stirnseitige Deckel entfernt ist.

irig. 3 ist eine Draufsicht des Schalters nach Entfernung einer Schranke, wobei Teile im Schnitt dargestellt sind.

Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4-der Fig. 2.

Pig, 5 ist eine Ansicht auf das ünde eines Teils des Auslösemechanismus des Schalters.

Fig· 6 ist eine Seitenansicht eines Teils

des Auslösemechanismus und des Hilfsschalters des erfindungsgemässen Schalters.

Fig. 7 ist eine schaubildliche auseinandergezogene Ansicht der Klinke und des Auslösemechanismus des Schalters.

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Der dargestellte Hauptschalter enthält eine

Metallbasis 10, vorzugsweise aus gepresstem Aluminiumblech, ein formgepresstes isolierendes Gehäuse 12 und eine die Klemmen isolierende Schranke 14· Die Basis 10 besitzt Montageflansche 10 mit öffnungen zur Aufnahme von Montageschrauben oder -bolzen· Das Gehäuse 12 ist mit einem abnehmbaren stirnseitigen Deckel 12 versehen, welcher durch Schrauben in seiner Stellung gehalten wird, welche in mit eingeformte Gewindeeinsätze 12 eintreten. Ein die obere Hälfte der Rückseite des Gehäuses 12 überdeckender Deckel 12^C wird ebenfalls durch (nicht dargestellte) Schrauben in seiner Lage gehalten, welche in ein Paar von (nicht dargestellten) Einsätzen eingreifen, welche wie die Einsätze 12 ausgebildet sind. Das Gehäuse 12 wird auf der Basis 10 durch einen Epoxykitt und (nicht dargestellte) Schrauben gehalten, welche durch öffnungen der Basis treten und in Gewindebohrungen in dem Boden des Gehäuses eingreifen.

Wie am besten aus Fig· 1, 2 und 4 ersichtlich ist, treten sechs mit Gewinde versehene Klemmen L1, L2, L3 und T1, T2 und TJ durch die Oberfläche der obersten Wand 12^d des Gehäuses 12 und werden elektrisch voneinander durch die Wände 14^a der Schranke 14 isoliert. Die Schranke 14 ist an der Abschlußwand 12 durch Schrauben 16 befestigt, welche durch öffnungen in einer der Wände 14^a treten und in mit Gewinde versehene Einsätze in der Abschlußwand 12 eingreifen. Ein isolierendes Klemmbrett 18 in der allgemeinen Form eines Rechtecks tritt durch eine öffnung in der oberen Abschlußwand 12^d. Der Block 18 besitzt einen Dichtungsring 20 aus Gummi, welcher Drähte erfasst, welche in ihn mit Steckern eintreten. Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann der Block 18 Buchsen zur Aufnahme der Stecker aufweisen, wofür eine bevorzugte Ausführungsform in dem USA-Patent Nr· 5»110,093 gezeigt ist. Der Block 18 wird in seiner Lage durch Schrauben gehalten, welche in Ausschnitte in der Oberseite der Abschlußwand 12^" passen, durch diese treten und unten in eine die Innenfläche der Wand 12^d enthaltende Montageplatte eintreten.

Die mit Gewinde versehenen Klemmen L1 bis L3 und T1 bis T3 treten durch öffnungen in der Abschlußwand 12 und Unterlegscheiben 24, worauf sie in Gewindebohrungen in

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weiter unten beschriebenen Klemmen treten. Ringförmige Muttern 26 ziehen diese Klemmen in Vertiefungen in der Oberseite der Abschlußwand 12 .

Ein am besten in Mg. 2, 4 und 6 sichtbarer elektromagnetischer Arbeitsmechanismus ist innerhalb des Gehäuses 12 an der Innenfläche der Bodenwand 12^e angebracht. Dieser Arbeitsmechanismus hat einen Magnetrahmen mit einer Bodenplatte 30 aus Elektromagneteisen, bewickelte Kerne 32 und 34, vorzugsweise aus Vanadiumpermandur, und Steuerdauermagnete 36 aus Alnico V. Wie am besten in Fig. 4 sichtbar, ruht die Platte 30 mit ihrer Unterseite links auf einem erhöhten Ansatz 12^ der Gehäuse ab schlußwand 12^e und rechts auf einem isolierenden Zwischenstück 38. Die Platte 30 wird durch (.nicht dargestellte) Schrauben gehalten, welche in Ausschnitten der Bodenfläche der Abschlußwand 12^e des Gehäuses sitzen, durch Öffnungen derselben treten und in Gewindebohrungen in der Platte eintreten. Die Kerne 32 und 34 sind in Öffnungen der Platte 30 eingepresst.

Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich,

sind die Dauermagnete 36 senkrecht zu der Oberseite der Platte 30 durch einen rechteckigen Teil 39 aus Magneteisen festgeklemmt. Der Teil 39 wird gegen die oberen Enden der Magnete durch ein Paar von länglichen Schrauben 40 gedrückt, welche in Öffnungen durch die Platte 30 treten und in den Enden des Teils 39 benachbarte Gewindebohrungen eingreifen.

Auf den Kernen 32 und 34 sitzen Wicklungsanordnungen 42 und 44. Obwohl dies nicht dargestellt ist, sei angenommen, daß jede dieser Wicklungsanordnungen konzentrisch gewickelte Paare von Wicklungen aufweist, wie dies in dem genannten USA-Patent Nr. 3»706,100 beschrieben ist. Jüin

Q Ci T^

Anker 48,/wie in Fig. 4 sichtbar, im Längsschnitt die jrorm eines flachen V hat, sitzt schwenkbar auf der Oberseite des Magneteisenteils 39. In dem Anker 48 sind Verlängerungen der Schrauben 40 gegenüberliegende Öffnungen gebildet, wodurch jede merkliche seitliche Verschiebung oder Längsverschiebung des Ankers 48 auf dem Teil 39 verhindert wird. ■

Wie am besten aus jfig. 2 und 4 ersichtlich, übergreift ein Hebel 50 den Anker 40 mit einem auf ihm

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liegenden mittleren vollen Teil 5O^a und nach unten gebogenen Lappen 50 , welche an gegenüberliegenden Seiten des AnIcers anschlagen. Der Hebel 50 ist an dem Anker 48 an Zapfen bildenden Schrauben 52 schwenkbar, welche durch öffnungen der Lappen 50 treten und in uewindebohrungen in gegenüberliegenden Seiten des Ankers 48 eingreifen. Ein Halter für die beweglichen Kontakte mit einer quer liegenden Verbindungsplatte 54 und voneinander entfernten, rechtwinklig nach unten gebogenen Flanschen 56 ist an dem Hebel 50 mit Hilfe von Zapfen 58 schwenkbar gelagert, welche durch öffnungen in den Flanschen 56- und den Lappen 50^b des Hebels 50 treten.

Wie in Fig. 2 dargestellt, sind drei bewegliche Kontaktanordnungen in gegenseitigen" Abständen an der Verbindungsplatte 54 angebracht. Jede dieser Anordnungen umfasst einen durch obere und untere Muttern 62 und 64 gehaltenen Führungsstift 60, ein Kontaktglied 66 mit Kontakten 66^a, obere und untere isolierende Halter 68 und 70, von welchen das Kontaktglied 66 gehalten wird, eine Betätigungsfeder 72 und eine Einstellmutter 74·· Die oberen Enden der Führungsstifte 60 passen in Ausnehmungen in isolierenden Zwischenstücken 76. Die oberen Enden eines Paares von Druckschraubenfedern 78 umgeben zylindrische Fortsätze von mit der isolierenden Schranke 80 zusammenhängenden Vorsprüngen 80^a, während die unteren Enden der Federn durch ah der Platte 54- ausgebildete hochstehende Zentrierstifte gehalten werden. Die Federn 78 dienen als Rückholfedern zur Erzeugung der Abwärtsbewegung der beweglichen Kontaktanordnung zur Entfernung der Kontakte 66 von den ortsfesten Kontakten, wie dies weiter unten genauer beschrieben ist. Wie in Fig. 4 dargestellt, wird die Abwärtsbewegung der beweglichen Kontaktanordnung dadurch begrenzt, daß die unteren Enden der Flansche 56 mit einstellbaren Muttern 82 in Berührung kommen, welche auf den Gewinde schäften von in der Platte 30 der elektromagnetischen Arbeitseinheit befestigten Schrauben 84 in Berührung kommen«

Wie am besten ta Fig.2 und 4 sichtbar, ist eine rohrförmige Hülse 86 an dem hochstehenden rückwärtigen Abschnitt 54^a der Verbindungsplatte 54· befestigt und springt in Richtung auf den hinteren Deckel 12° des Gehäuses vor. Ein Abschnitt eines Hebels 88 in der allgemeinen Form eines

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L passt in die Bohrung der Hülse 86. Der durch Binen Draht gebildete Hebel 88 ist an einem Stift 90 dadurch schwenkbar angebracht, daß er an diesem eine sich über 540° erstreckende Windung bildet, wobei ein Abschnitt 84^a des Hebels mit einem Schauzeichen 92 in Berührung kommt, welches in Fig· 1 dargestellt ist und Angaben "EIN" und "AUS" trägt, welche durch ein an der Oberseite der Abschlußwand 12 befestigtes Fenster 94 hindurch sichtbar sind. Wenn die bewegliche Kontaktanordnung sich in der in Fig. 2 dargestellten Öffnungsstellung befindet, wird der Hebel 88 im Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß die Angabe "AUS" sichtbar ist. Umgekehrt, wenn sich die bewegliche Kontaktanordnung in der Stellung "EIN" befindet, wird der Hebel 88 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, so daß das Schauzeichen 92 in die Stellung kommt, in welcher die Angabe "EBi" durch das Fenster 94- sichtbar ist.

Wie in ii'ig· 4 sichtbar, tritt jede Klemme

durch eine Unterlegscheibe 98 und den oberen Schenkel eines ortsfesten Kontakthalters 100 in der allgemeinen Form eines U. Die Klemmen L1 bis L3 sind an die Unterseite der oberen Schenkel der Halter 100 hart angelötet. Schrauben 102 treten durch Öffnungen in Anschlagnocken bildenden Blocks 104, Abstandsstücken 106 und Öffnungen in dem vollen Teil zwischen dem oberen und dem unteren Schenkel des Halters 100 in Gewindebohrungen in den mit der oberen Abschlußwand 12 des Gehäuses 12 zusammenhängenden Ansätzen 12^. Die Anschlagblocks 104 bilden eine keilförmige Strebe zwischen dem oberen und dem unteren Schenkel des Halters 100, um eine merkliche Durchbiegung der unteren Schenkel zu verhindern, wenn die beweglichen Kontakte 66^a mit den ortsfesten Kontakten 100 in Berührung kommen.

Wie in Fig. 2 bis 4 dargestellt, ist

jeder rechte ortsfeste Kontakt 1Co^a einem linken ortsfesten Kontakt 108^a zugeordnet, welche an die Unterseiten der sich nach links erstreckenden Streifenabschnitte 110^a von Bimetallgliedern 110 hart angelötet sind, welche die allgemeine Form eines U haben, wie in Fig. 3 dargestellt. Heben den Streifenabschnitten 110^a werden diese Bimetallglieder isoliert an den unteren Schenkeln 112^a von KIemmenteilen 112 durch Schrauben 114 gehalten, wobei (nicht dargestellte; isolierende Unter-

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legscheiben die Schrauben 114 umgeben und zwei Streifen 11O^a an einer Berührung mit dem Halter 108 hindern. Die rechten Schenkel sind in der Nähe ihres freien Endes hart an die unteren Schenkel 112^a von üSwischenklemment eilen 112 angelötet.

Wie am besten aus Fig. 2 und 5 ersichtlich, hat jeder ülemmenteil 112 einen oberen Schenkel 112 , durch welchen das untere Ende einer zugeordneten Klemme T1 bis T3 tritt, welches an ihn angenietet ist. Die Teile 112 besitzen Abschnitte 112°, welche die Abschnitte 112^a und 112 miteinander verbinden, sowie Arme 112 , welche sich gegen die Hückseite je eines Ansatzes 12^s legen. Schrauben 116, welche durch Öffnungen in den Armen 112 in Gewtode bohrungen in den Ansätzen 12⁶ eintreten, bewirken die Verankerung eines jeden Klemmenteils mit dem Gehäuse 12.

Die isolierenden Zwischenstücke 76 besitzen,

wie am besten in Pig· 2 ersichtlich, eine Verbindung mit Feder und Nut mit Schrankenabschnitten 12 , welche sich von der Unterseite der oberen Abschlußwand 12 des Gehäuses 12 nach unten erstrecken. Die Unterseiten der isolierenden Zwischenstücke 76 legen sich gegen die Oberseiten der Kontaktträger 108 und verhindern jede merkliche Durchbiegung derselben, wenn die beweglichen Kontakte 66^a mit den ortsfesten Kontakten 108^a in Berührung kommen.

Wie aus Fig. 4, 6 und 7 hervorgeht, wird der Hebel 50 normalerweise an einer Schwenkbewegung an dem Anker 48 durch eine Klinke 120 verhindert. Die Klinke 120 hat einen Hauptabschnitt 120^a, an welchen sich an entgegengesetzten .rinden desselben sich nach unten erstreckende Lappen 120 anschliessen. In einer Flucht liegende Öffnungen dndaiLappen 120 nehmen einen Schwenkzapfen 122 auf, welcher in nach unten umgebogenen Flanschen 124^a eines an dem Schwenkzapfen 90 angebrachten Jochs 124 gelagert ist* Der Schwenkzapfen 90 ist in voneinander entfernten Armen 126^a eines an der Platte 50 angebrachten Rahmens 126 gelagert»

Wie am besten in Fig· 7 dargestellt, hat die Klinke 120 einen an seinem freien Ende gegabelten Arm 120^c. Ein zylindrischer Stift 120 verbindet die gegabelten Enden des Arms 120^c in der Querrichtung und wird lose in einem Käfig 120® so gehalten, daß er sich in diesem um seine Längsachse

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drehen kann. Bin Klinkenarm 128^a eines Klinkengliedes 128 kommt mit einer Schulter 128^C mit dem Stift 120^d in Berührung, und der Arm 120^c kommt mit seiner Unterseite mit der Oberseite des Hebels 50 in Berührung. Eine aus einem Bandmaterial hergestellte Feder 130 besitzt einen unteren Schenkel, der sich gegen die Unterseite des. benachbarten Hebels neben dem linken Ende desselben legt, wie in Fig. 4 dargestellt, und einen oberen Schenkel, welcher sich gegen die Unterseite des Abschnitts 120^a der Klinke 120 legt.

Die Klinke hat voneinander entfernte Lappen

128 , welche auf dem Stift 90 zwischen den Flanschen des Jochs 124 gelagert sind. Eine Torsionsfeder 132, welche an einem Ende an dem bügeiförmigen Verbindungsteil 124 des Jochs 124 verankert ist, ist um den Zapfen 90 gewickelt und an ihrem anderen Ende an der Klinke 128 verankert. 7/ie aus Fig. 4 ersichtlich., übt die Feder 132 auf die Klinke 128 eine Kraft aus, welche diese auf dem Zapfen 90 im Uhrzeigersinn zu verdrehen und ihre . Schulter 128^C mit dem Zapfen 120^d an der Klinke 120 in Berührung zu bringen sucht. Die Klinke 120 wird so verklinkt gehalten und verhindert eine Aufwärtsbewegung des linken Endes des Hebels 50.

Eine merkliche Schwenkung des Jochs 124 im

Uhrzeigersinn wird durch eine Anschlagschraube 123 verhindert, welche in einen rechtwinklig umgebogenen Abschnitt 126° eingeschraubt ist, welcher von einem die Arme 126^a des Rahmens 126 verbindenden bügeiförmigen Abschnitt 126 ausgeht. Eine aus einem Bandmaterial hergestellte Feder 125 übergreift den Bügel 126^ des Rahmens 126 und hat einen nach rückwärts umgebogenen Abschnitt 125^a, welcher sich gegen die Unterseite des Bügels 124¹³ legt und diesen mit dem Ende der Anschlagschraube 123 in Berührung hält. Wie weiter unten genauer erläutert ist, bestimmt die Einstellung der Schraube 123 den Punkt, an welchem die Klinke 120 für eine gegebene thermische Verschiebung-des Mittelpunkts eines der Bimetallglieder 110 von der Sperre freikommt.

Eine Verbindungsschiene 134 ist an der Oberseite der Klinke 128 befestigt und besitzt drei voneinander entfernte, von einem längsabschnitt 134^b ausgehende Finger ^a

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Drei Kompensationsbimetallglieder 136 sind an die Schiene 134 an entsprechenden Enden in gegenseitigen Abständen angenietet und besitzen schraubenförmig gebogene Zwischenabschnitte I36^a. An ihren anderen entsprechenden Enden sind die Glieder an einen Hebel 138 angenietet, welcher drei voneinander entfernte Arme 138^a besitzt, welche auf den Fingern 134^a der Verbindungsschiene 134- liegen. An die Oberseite der Arme 138^a sind isolierende Streifen 140 neben den freien Enden derselben angenietet. Jeder Streifen 140 besitzt einen Abschnitt 140^a, welcher nach oben abgewinkelt ist und unter der Unterseite der betreffenden Bimetallglieder 110 liegt. Wie weiter unten genauer erläutert ist, kommen bei Überstrom ein oder mehrere Bimetallglieder 110 mit den Streifen 140 in Berührung und verschwenken' den Hebel 138, die Schiene 134 und die Klinke 128 im Gegenuhrzeigersinn.

Wie am besten aus Fig. 2 und 6 ersichtlich, sind zwei mechanisch betätigte Schalter 142 und 144 an einer an der Platte 130 der elektromagnetischen Betätigungseinheit befestigten Tragplatte 146 angebracht. Der Schalter 142 hat einen äußeren Arbeitskolben 142^a, welcher normalerweise durch einen Arm 50° des Hebels 50 innen gehalten wird, um die Schaltkontakte zu öffnen. Der Schalter 144 hat einen Arbeitskolben 144^a, dessen Ende mit einem Ansatz 56^a in Berührung kommen kann, welcher an dem linken Bügel 56 befestigt ist, wie in Fig. 2 dargestellt. Der Schalter 142 wird in der öffnungsstellung der Kontakte gehalten, wenn das linke Ende des Hebels 50 in der unteren Stellung durch die Klinke 120 und die Klinke 128 verriegelt wird. Dieser Schalter dient als Überlastungsschalter, und sein Zweck und seine Arbeitsweise sind in der am 13· September 1973 eingereichten, noch schwebenden Anmeldung mit der Seriennummer 396,733, welche auf den gleichen Mandatar wie die vorliegende Anmeldung übertragen ist, genauer beschrieben. Je nach Wunsch kann der Schalter 144 einen einzigen Satz oder einen Doppelsatz von Kontakten haben. Einer dieser Sätze ist geschlossen, wenn die Hauptkontakte geschlossen sind, während der andere Satz geschlossen wird, wenn die Hauptschalterkontakte offen sind. Obwohl seine Anwendung nicht hierauf beschränkt ist, werden die Kontakte des Schalters 144 zweckmässig in elektrischen Anzeige schaltungen benutzt, um die Arbeits-

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bedingungen des Hauptschalters an einer fernen Stelle anzuzeigen.

Zwei in der Form geformte Epoxygehäuse 150 und 152 sind in das Gehäuse 12 eingesetzt, wie am "besten in Fig. ersichtlich. Diese Gehäuse können miteingeformte getrennte bauteile des elektronischen Steuersystems enthalten, welches in der genannten noch schwebenden Anmeldung Seriennummer 396,733 dargestellt und beschrieben ist· Gewisse von diesen kommende Drähte sind mit den Spulenpaaren 42 und 44 auf jedem der Kerne 32 und 34 der elektromagnetischen Betätigungseinheit und Kontakten des Überlastungsschalters 144· verbunden· Pur eine vollständige Beschreibung des Ansprechens dieser elektronischen Steuerung auf das Arbeiten eines entfernten Steuerschalters zur Erzeugung einer entsprechenden Unterspannungsetzung der Spulen auf den Kernen 32 und 34 zur Schliessung und öffnung des beweglichen Kontakts 66^a an dem ortsfesten Kontaktpaar 1OO^a und 102^a und zur öffnung dieser ü-auptkontakte ¹^ Schliessung der Kontakte des Schalters 142 bei einer Überlastung wird auf diese Anmeldung verwiesen.

Die in Fig. 2 und 4 dargestellte Arbeitsstellung des Schalters ist die Öffnungsstellung, in welcher alle drei Sätze von beweglichen Kontakten 66^a ihre zugeordneten ortsfesten Kontaktpaare 100^a und iO8^a nicht berühren. Es ist zu bemerken, daß der Anker 48 an dem Kern 34 der elektromagnetischen Betätigungseinheit anliegt, und daß der Ansatz 56^a den Kolben 144^a des Schalters 144 innerhalb des Schaltergehäuses hält. In dieser Stellung des Schalters sind alle drei Leitungsklemmen LI bis L3 von ihren zugeordneten Leitungsklemmen abgeschaltet.

Es sei angenommen, daß die Spulenpaare 43 und 44 beider elektromagnetischer Arbeitseinheiten nicht unter Spannung stehen. Der Anker 48 wird durch den Einfluß des Dauermagneten 36 an dem Kern 34 in der in dem genannten Patent Nr. 3,706,100 beschriebenen V/eise magnetisch verriegelt.

Es sei nun angenommen, daß die Hauptarbeitsspule auf dem Kern 32 unter Spannung gesetzt wird. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, schwenkt dann der Anker 44 im Gegenuhrzeigersinn an der Schraube 40 und Ie gt sich gegen das obere Ende des Kerns 32. Bei dieser Schwenkung geht das rechte Ende

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des Ankers 48 aufwärts und bewirkt eine entsprechende Aufwärtsbewegung der Arme 56, der Verbindungsschiene 44 und der an der Schiene 54 angeordneten beweglichen Kontaktanordnung. Infolgedessen kommen alle beweglichen Kontakte 66^a mit ihren zugeordneten ortsfesten Kontaktpaaren 1OO^a und 108^a in Berührung, wodurch elektrische Verbindungen zwischen den Leitungsklemmen L1 bis L3 und den Lastklemmen TI bis T3 hergestellt werden. Die dem Kern 32 zugeordneten Spulen v/erden automatisch nach einer gewissen Zeit ausgeschaltet, wie dies in der genannten noch schwebenden Anmeldung mit der Seriennummer 396, 733 beschrieben ist. Es ist dann das linke Ende des Ankers 48 durch die Wirkung des Dauermagneten 36 magnetisch an dem Kern 32 verriegelt, wie oben beschrieben.

Wenn die Kontakte aller drei Pole wieder

geöffnet werden sollen, wird die Hauptspule des Spulenpaars des Kerns 34 unter Spannung gesetzt, um eine Schwenkung des Ankers 48 auf den Schrauben 40 im Uhrzeigersinn zu erzeugen. Dies hat eine Abwärtsbewegung der Arme 46 und der Schiene 54 zur Folge, welche eine entsprechende Abwärtsbewegung der beweglichen Kontaktanordnung und die Entfernung der Kontakte 66^a von ihren zugeordneten ortsfesten Kontakten 100^a und 108^a bewirkt.

Es sei nun angenommen, daß die Klemmen

1/1 bis L3 mit entsprechenden Leitern eines Dreiphasenwechselstromnetzes von 208 Volt verbunden sind, daß die Klemmen TI bis T3 mit einer elektrischen Belastung verbunden sind, daß die beweglichen Kontakte auf ihre zugeordneten ortsfesten Kontakte geschlossen sind, und daß das linke Ende des Ankers 48 in der oben beschriebenen Weise an dem oberen Ende des Kerns 32 verriegelt ist. Es sei nun angenommen, daß eine Überlastung auftritt, und daß ein starker Strom über einen oder mehrere Zweige fliesst.

Dieser Strom fliesst natürlich über das

diesen Klemmen zugeordnete Bimetallglied 110 und bewirkt die Krümmung desselben nach unten in der Nähe seines U-förmigen Endes.

Bei seiner Krümmung nach unten kommt das

Glied 110 mit dem Abschnitt i40^a des an dem Arm 138^a des Hebels 138 angebrachten Ansatzes 140 in Berührung. Hierdurch werden

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der Hebel 138, die Verbindungsschiene 134 und die Klinke 128 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, wie in Pig. 4 sichtbar. Schliesslich kommt die Klinke 128 von dem Stift 120^d der Klinke 120 frei. Die Klinke 12G ist dann frei, um entsprechend unter der Wirkung der Feder 130 im Gegenuhrzeigersinn auf dem Stift 122 zu schwenken.

Bei ihrer Schwenkung im Gegenuhrzeigersinn kommt die Klinke 120 außer Berührung mit der Oberseite des Hebels 50 an dem linken Ende desselben. Der Hebel 50 ist dann für eine Schwenkung im Uhrzeigersinn an dem Anker 48 frei, welche er unter der Kraft ausführt, welche von der Rückholfeder 78 auf den beweglichen Kontaktmechanismus ausgeübt wird, und dieser Mechanismus geht abwärts, um alle Hauptkontakte zu öffnen. Bei dieser Schwenkung nach der Freigabe durch, die Klinke 120 hebt der Hebel 50 den auf den Kolben 142^a des Schalters ausgeübten Druck auf und ermöglicht so diesem Schalter, seine Kontakte zu schliessen, welche eine Funktion in Verbindung mit dem in der schwebenden Anmeldung Seriennummer 396»733 beschriebenen elektronischen Steuersystem ausüben. Durch die Wirkung eines derartigen elektronischen Steuersystems wird die Hauptspule des Spulenpaars 44 unter Spannung gesetzt, um den Anker 48 in die in Fig. 4 dargestellte Stellung zurückzubringen. Bei dieser Bewegung des Ankers 48 führt der Hebel 50 eine entsprechende Bewegung aus, und sein linkes Ende wird von neuem auf seiner Oberseite von dem Arm 120° der Klinke erfasst.

Wenn sich die Bimetallglieder 110 genügend abgekühlt haben, sind sie außer Berührung mit den Ansätzen 140^a gekommen, so daß die Verklinkungsschulter 128° der Klinke 128 durch die Kraft der Torsionsfeder 132 mit dem Stift 120 der Klinke 120 in Berührung gebracht werden kann. Wenn das linke Ende des Hebels 50 wieder verklinkt ist, kann die bewegliche Kontaktanordnung von neuem betätigt werden, um die. Schaltkontakte in der oben beschriebenen Weis© zu schliessen und wieder zu öffnen.

Die die Schiene 134, die drei Kompensationsbimetallglieder 136 und den Torsionshebel 138 umfassende Anordnung verschafft eine Kompensation der Raumtemperatur für die Hauptbimetallglieder 110. Diese Anordnung ist daher ein wesentliches Kennzeichen der Erfindung, da sie angenähert die

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gleiche Auslösezeit sicherstellt, unabhängig davon, ob eine, zwei oder alle drei über die Hauptkontakte des Schalters verlaufende Phasenwege Überströme führen.

Wenn nur ein Phasenweg einen merklichen Überstrom führt, ist die Erwärmung im allgemeinen auf das Gebiet des diesem zugeordneten Kompensationsgliedes 136 beschränkt, und der Ablenkkraft, welche den Torsionshebel 138 im Gegenuhrzeigersinn zu verdrehen sucht (wie in Fig. 2 sichtbar), wirken die beiden anderen Kompensationsglieder entgegen. Wenn dann das Hauptbimetallglied 110 der überlasteten Phase mit dem zugeordneten Ansatz 140 in Berührung kommt, muß die Anordnung mechanisch über eine gewisse Strecke D bewegt werden, damit die Schulter 128° außer Berührung mit dem Stift 120^d kommt.

Es sei nun angenommen, daß alle drei Phasenzweige überlastet sind. Der Torsionshebel 138 wird dann im Uhrzeigersinn von den Bimetallgliedern 110 über eine grössere Strecke entfernt, da sich dann alle Kompensationsglieder 136 durchbiegen. Infolgedessen haben die Glieder einen grösseren Biegungsweg zu durchlaufen, bevor sie mit ihren Ansätzen 140 in Berührung kommen, aber nach der Berührung mit diesen nimmt die Größe D1 der Bewegung, welche diese Anordnung zur Vornahme der Auslösung ausführen muß, angenähert auf ein Drittel der Strecke D ab. Unter diesen Bedingungen beträgt die von den drei Bimetallgliedern 110 ausgeübte Kraft offenbar angenähert das Dreifache der von einem einzigen derartigen Glied ausgeübten Kraft. Außerdem ist bei einer Überlastung von zwei oder drei Phasen die durch die Schiene 134, die Kompensationsbimetallglieder 136 und den Torsionshebel 138 gebildete Anordnung entsprechend steifer, so daß sie sich nach Erfassen durch die Hauptbimetallglieder 110 weniger durchbiegt.

Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß die gesamte für die Auslösung erforderliche Bewegung irgend eines oder aller Bimetallglieder 110 bei Überlastung einer, zweier oder dreier Phasen im wesentlichen die gleiche bleibt, und daß die Kompensationsglieder 136 und der Torsionshebel einen Diff erentialantriebsmechanismus bilden.

Wie bereits erwähnt, besitzen die Kompensationsbimetallglieder 136 Abschnitte 136^a, welche schrauben-

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förmig gewunden sind. Anders ausgedrückt, diese Abschnitte 136^a entsprechen Abschnitten eines schraubenförmig gewickelten Bimetallgliedes aus Bandmaterial, welches schraubenförmig auf eine zylindrische Form mit einem konstanten Steigungswinkel aufgewickelt ist. Es hat sich gezeigt, daß diese Form der Abschnitte I36^a eine Ersparnis von 50 % der Bimetallmenge ermöglicht, welche erforderlich ist, um den gleichen Ablenkwinkel bei Erwärmung zu erreichen, als wenn diese Abschnitte durch ein U mit parallelen Armen gebildet wurden.

Die Einstellung des Auslösepunkts für die

Klinke 128 erfolgt dadurch, daß der mittlere Pol des Schalters einschliesslich der Klemmen 12. und T2 einem bestimmten simulierten Strom ausgesetzt wird, worauf die Schraube 125 so eingestellt wird, daß die'Klinke 128 von dem Stift 120 in einer gegebenen Zeit nach der Einschaltung eines derartigen Stroms freikommt· Zur Einstellung der Auslösezeit der anderen Pole werden diese dem gleichen simulierten Strom ausgesetzt, und ihre Glieder werden mechanisch an ihrer Verbindung mit den Klemmen 108 so gebogen, daß sie die Auslösung in der gleichen Zeit vornehmen.

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Claims

- 16 PATENTANSPRÜCHE

1. Elektrischer Schalter für Fernsteuerung mit einer Mehrzahl von Leistungskontakten, welche Paare von ortsfesten Kontakten und zugeordneten beweglichen Kontaktgliedern umfassen, sowie eine hin- und hergehende Bewegung ausführenden Mitteln, welche die beweglichen Kontaktglieder auf die ortsfesten Kontakte schliessen und wieder öffnen können, gekennzeichnet durch elektromagnetische Arbeitsmittel mit einem Paar von voneinander entfernten Wicklungen (42, 44) und einem Anker (48), welcher zwischen diesen schwenkbar gelagert ist und durch wahlweise Erregung dieser Spulen von einer in eine andere Schwenkstellung gebracht werden kann, einen an diesem Anker (48) schwenkbaren Hebel (50), welcher in der Nähe eines Endes mit den eine hin- und hergehende Bewegung ausführenden Mitteln verbunden ist, ein schwenkbares Sperrglied (120), welches mit diesem Hebel (50) an seinem anderen Ende in Eingriff gehalten wird, eine schwenkbare Klinke (128), welche mit dieser Sperre (120) so in Eingriff gehalten wird, daß sie eine Verschwenkung derselben sowie des genannten Hebels (50) verhindert, in den Stromkreis eines jeden Leistungskontakts geschaltete Bimetallglieder (110) und Mittel (i40^a, 140, 138^a, 138), welche an der Klinke (128) angebracht sind und Abschnitte aufweisen, welche mit den Bimetallgliedern (110) in Berührung kommen können, wenn sich diese unter der Wirkung von Überströmen durchbiegen, wodurch die Klinke (128) so verschwenkt wird, daß sie außer Eingriff mit dem Sperrglied (120) kommt, wobei dieses Sperrglied nach Freigabe durch die Klinke sowie der Hebel (50) durch die auf die eine hin- und hergehende Bewegung ausführenden Mittel wirkende Kraft so verschwenkt werden, daß sie diese Mittel für eine Bewegung zur öffnung der Kontakte freigeben.

2· Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Klinke (128) angebrachten Mittel ein Anschlagglied (134) mit mehreren voneinander entfernten Armen (134^a), welche mit den betreffenien Bimetallgliedern (110) in einer Flucht liegen, und eine entsprechende Zahl von Kompensationsbimetallgliedern (136) für die Umgebungstemperatur umfassen, welche an entsprechenden Enden an der Klinke (128) und an ihren anderen Enden an dem Anschlagglied (13*) befestigt sind,

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wobei die Kompensationsbimetallglieder (136) bei verschiedener Erwärmung das Anschlagglied (134) von den Bimetallgliedern (110) wegzuschwenken suchen·

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsbimetallglieder (136) alle schraubenförmige Zwischenabschnitte (I36^a) haben.

4· Schalter nach Anspruch 2 mit einem formgepressten Isoliergehäuse (12), in welchem die Bestandteile des Schalters funktionsfähig untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) innere Schrankenabschnitte (I4^a) hat, welche die Leistungskontakte voneinander isolieren und eine Wärmeisolierung zwischen jedem durch ein Hauptbimetallglied (110) und ein zugehöriges Eomp ensat orbimetallglied (136) gebildeten Satz und den anderen gleichartigen Sätzen herstellen·

5· Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Hilfsschalter (142) mit einem Betätigungsglied (142^a), welches normalerweise durch eine Vorspannung in eine verlängerte Stellung gebracht wird, wobei der Hebel (50) einen Abschnitt besitzt, welcher mit dem Betätigungsglied (142^a) in Berührung kommt und dieses entgegen seiner Vorspannung in einer gegebenen Stellung hält, wenn das andere Ende des Hebels (50) durch das Sperrglied (120) an einer Verschwenkung verhindert wird·

6. Schalter nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch einen zweiten Hilfsschalter (144) mit einem Betätigungsglied (144a), welches normalerweise unter einer Vorspannung steht, welche es in eine verlängerte Stellung zu bringen sucht, wobei die eine hin- und hergehende Bewegung ausführenden Mittel Mittel (56^a) umfassen, welche das Betätigungsglied des zweiten Hilfsschalters (144) entsprechend der öffnung und Schliessung der Leistungskontakte berühren, bewegen und freigeben.

7· Elektrothermischer Auslösemechanismus für Schalter nach Anspruch 1 mit einer schwenkbaren Klinke, welche unter einer sie in ihre Verklinkungsstellung bringenden Vorspannung steht, gekennzeichnet durch eine gewisse Zahl von in die entsprechenden Zweige eines elektrischen Belastungskreises einschaltbaren Bimetallgliedern (110), ein Zwischenglied (134, •138) mit Abschnitten, welche mit je einem Bimetallglied (110)

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in einer Flucht liegen, und Kompensationsbimetallglieder (136) für die Umgebungstemperatur, welche in gegenseitigen Abständen voneinander angeordnet sind, der Zahl nach den Bimetallgliedern (110) entsprechen und an entsprechenden Enden an der Klinke (128) und an ihren anderen Enden an dem Zwischenglied (134, 138) befestigt sind, welches sie tragen, wobei sich die Bimetallglieder (110) bei einem über sie fliessenden Überstrom so durchbiegen, daß sie mit dem Zwischenglied (134, 138) in Berührung kommen, derart, daß die Klinke (128) aus ihrer Verklinkungsstellung gebracht wird, wobei sich die Kompensationsbimetallglieder (136) entsprechend der Umgebungstemperatur, welcher sie ausgesetzt sind, einzeln und differential durchbiegen und das Zwischenglied (134, 138) von den Bimetallgliedern (110) weg und in Richtung auf die Klinke (128) verschwenken.

8. Auslösemechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsbimetallglieder (136) Zwischenabschnitte (136^a) mit schraubenförmigem Querschnitt haben.

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