-
Titel der Erfindung:
-
Strombegrenzender Selbstschalter
Anwendungsgebiet der Erfindung: Die
Erfindung betrifft einen strombegrenzenden Selbstschalter mit doppelt unterbrechendeo
Kontaktsystem, bei dem die besegliche Schaltstiickbrücke mittels der Kontaktkraftfeder
mit der von Schalt schloß betätigten Schalttraverse federnd gekoppelt ist und bei
dem die schaltstückbrücke mit den Trägern der festen Schalstücke elektrodynamisch
wirksame Stromschleifen bilden, die allein oder in Verbindung mit einem elektromagnetischen
Schlaganker ein Abheben der Schaltstücke unabhängig von Schaltschloß bewirken und
bei dem an der Schaltstückbrücke ein Hebelgestänge angreift, das aus zwei an der
Schaltstückbrücke angelenkten Hebeln besteht, zwischen denen die Kontktaktftfeder
angreift und das weiterhin ein über den Totpunkt bringbares Kniehebelsystem aufweist,
nach Patent 119 674.
-
Characteristik der bekannten technischen Lösung: Bei der Kontaktanordnung
nach den Haupt patent ist an den zwei an der Schaltstückbrücke angelenkten Hebeln
jeweils eine weitere Lasche angelenkt. Diese beiden Laschen bilden ihrerseits ein
über den Totpunkt bringbares Kniehebelpaar, das mit ibra Kniegelenkpunkt gelenkig
mit der Schalttraverse
verbunden ist. Im Kurzschlußfall wird die
Schaltstückbrücke beim elektrodynamischen abheben bzw. beim Aufschlagen durch den
elektromagnetischen Schlaganker mittels der unter der Kraft der Kontaktkraftfeder
über ihren Tot punkt geführten Laschen des Kniegelenks in die Offenstellung gebracht
und gehalten, die annähernd der endgültigen Ausschaltstellung entspricht. Hierdurch
wird einmal eine effektive Lichtbogen verlängerung und damit effektive Strombegrenzung
erreicht und zum anderen ein Zurückprellen der Schaltstückbrücke sicher vermieden.
-
Bei der im Hauptpatent bekannt gemachten Kontaktanordnung müssen die
an der Schaltstückbrücke angelenkten Hebel eine relativ große Länge aufweisen, weil
sie die Zugfeder und die beiden Kniehebellaschen tragen müssen, die übeinander angeordnet
sind.
-
Diese in den Lichtbogenraum hineinragenden Teile bergen die Gefahr
des Ansetzens und Kurzschließens des Lichtbogens in sich. Außerdem müssen diese
relativ großen Teile beim Aufsobleudern der Schaltstückbrücke mit beschleunigt werden,
was die Ofinungsgeechrindigkeit und damit die Strombegrenzung beeinträchtigt. Darüber
hinaus erbeben sich Kontaktkraftschwankungen durch die Reibungseinflüsse an der
Vielzahl der Lagerstellen. Die Montage ist ungünstig. In jedan 8chalterpol muß ein
isolierter Stift in die Schalttraverse für die Anlenkung des Kniegelenkpunktes eingebracht
werden.
-
Ziel der Erfindung: Ziel der Erfindung ist die Verbesserung des Selbst
schalters nach dem Hauptpatent hinsichtlich der erreichbaren Offnunnsgeschwindigkeit
der Schaltstückbrücke und damtt eine wirksamere Strombegrenzung.
-
Darlegung der erfindungsgemäßen Lösung: Der vorliegenden, einer weiteren
Ausgestaltung des Selbstschalters nach den Hauptpatent dienenden Erfindung liest
die
rufgabe zugrunde, den Knigelenkmechanismus derart auszubilden1
daß die Anzahl der Lagerstellen, die zu beschleunigenden Massen und die Abmessungen
des Kontaktsystems, insbesondere der in den Lichtbogenlöschraum ragenden Teile verringert
werden.
-
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die beiden an der Schaltstückbrücke
angelenkten Hebel als Drucklaschen ausgebildet sind, die selbst ein über den Totpunkt
bringbares Kniehebelpaar bilden, wobei die den Gelenkpunkten an der Schaltstückbrücke
entgegengesetzten Hebelenden an der Schalttraverse beweglich geführt und von der
Kraft der Kontaktkraftfeder beaufschlagt sind. Zur Führung der liebelenden der Drucklaschen
an der Schalttraverse weist diese Langlöcher bzw. Schlitze auf, in denen entsrechende
Lagerzapfen der Drucklaschen eingreifen, oder es sind zwei weitere Führungslaschen
vorgesehen1 die einerseits mit den Lenden der Drucklaschen und andererseits mit
der Schalttraverse Eelenkig verbunden sind. Die Kontaktkraftfeder ist als Dreh-
oder Druckfeder ausgebildet, die kraftschlüssig auf iie Lagerzapfen der Drucklaschen
bzw. auf die zvei weiteren Führungslaschen einwirkt.
-
Durch die Ausbildung des Kontakt systems gemäß der Erfindung ist es
möglich, die Anzahl der Lagerstellen und die Abmessungen des Kontaktsystems, insbesondere
der in den Lichtbogenlöschraum hineinragenden Teile zu verringern und damit eine
größere Betriebszuverlässigkeit zu erreichen. Gegenüber den zwei annähernd translatorisch
mit der Schaltstückbrücke bewegten Hebeln und der Kontaktkraftfeder sind jetzt die
beiden Drucklaschen zu verschwenken, was eine Terringerung der zu beschleunigenden
Massen darstellt und zu einer Vergrößerung der Öffnungsgeschwindigkeit und damit
zum schnellernen Anstieg der Lichtbogenspannung führt. Die Teile der Kniehebelanordnung
befinden sich Im Schutzberich der Lichtbogenhörner, wodurch die Gefahr des Ansetzens
und des Eurzschließens des Lichtbogens nicht mehr besteht.
-
Ausführungsbeispiel: Die Brfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: ein Ausführungsbeispiel
des Schalters in Einschaltstellung; Fig. 2s den Schalter nach Fig. 1 mit aufgeschleuderter
Schaltstückbrücke ("Ausgelost"-Stellung) infolge der Wirkung des Kurzschlußstromes;
Schalttraverse in Einschaltstellung: Fig. 3: Schalter nach Fig. 1 in Ausschaltstellung
Fig. 4: Schnitt nach Fig. 1 Fig. 5 und 6: zwei weitere Ausführungsbeispiele der
Kontaktanordnung des Schalters.
-
Die Strombahn des Selbstscbalters gemäß der Erfindung besteht aus
der Schaltstückbrücke 1, die im Einschaltzustand die stromfuhrende Verbindung zwischen
den beiden festen Schaltstücken 2 bildet, aus der Stromspule des elektromagne tischen
Überstromauslösers 9 und aus der Stromband des thermischen Überstromauslösers (in
der Zeichnung nict darbestellt). Die Schalterstrombahn ist weitergeführt bis zu
den ebenfalls nicht nitgezeichneten äußeren Anschlußklemmen des Schalters, an denen
auf der einen Seite die Energieeinspeisun4, auf der anderen Seite der Verbraucher
angeschlossen sind. Die Stroabahn zu den festen Schaltstcken 2 bildet mit der SchaltstückbrÜcke
1 zwei elektrodynamisch kontaktöffnend wirksame Stromschleifen. Die Überstromauslöser
besitzen eine Wirkverbindung zu einem nicbt dargestellten Schaltschloß mit Freiauslösung,
das beim betriebsmäßigen Schalten die Schalattraverse 3 in die Einschaltstellung
geiäß Fig. 1 bzw. Ausschaltstellung gemäß Fig. 3 bringt. Im Störungsfall erfolgt
eine Auslösung des Schaltschlosses, das die Schalttraverse 3 in die Ausschalstellung
gemaß Fig. 3 bewegt. Der elektromagnetische Überstromauslöser 9 ist mit einem Schlaganker
10 versehen, der bei Überschreibung der Ansprechwerten im Kurzschlußfalle über dem
Umlenkhebel 11
und den Stößel 12 auf die Schaltstückbrücke 1 einwirkt
und die Offnungsbewegung infolge der elektrodynamisch abstoßenden Kräfte zwischen
den Stromschleifen unterstützt.
-
Die beiden an dor Schaltstückbrücke 1 angelenkten Hebel sind als Drucklaschen
5 ausgebildet und bilden selbst ein über den Totpunkt bringbares Kniehebelpaar wobei
die den Gelenkpunkten 6 entgegengesetzten Hebelenden ber die Lagerzapfen 7 in den
Schlitzen 4a geführt sind. Diese beiden Führungsschlitze 4a sind eingestanzt in
die Schenkel des haltebügels 4, der mit seinem Rücken mit der Schalttraverse 3 verschraubt
ist und der ferner die Drehfeder 8 zui Erzeugung der Kontaktkraft trägt, deren Schenkel
an den Lagerzapfen 7 anliegen. Entsprechend der Schrägstellung der Drucklaschen,
wie in Fig. 1 ersichtlicn, teilt sich die auf die lagerzapfen 7 ausgeübte Kraft
der Drehfeder 8 in Kraftkomponenten auf die Führungsschlitze 4a und auf die Drucklaschen
5 auf, wobei die Resultierende der über die Drucklaschen ibertragenen Kraftkomponenten
dle von taktkraft darstellt, die auf die Schaltstückbrücke 1 einwirkt und diese
in der Schließstellung hält. Die Schaltstückbrücke 1 ist zweckmäßig zusammengesetzt
aus einem stromführenden Teil aus elektrisch gut leitendem :.:aterial, das die aufgelöteten
Schaltsticke 1a trägt, und aus einem an der Brücke angenoerteten oder angeschraubten
Träger 1b aus einem mechanisch festen, leichten, thermisch gut leitenden Material,
z.B. einer Aluminiumlegierung. Diese Träger 1b versteift die Schaltstückbrücke und
vergräößert die wärmeabgebende Oberfläche. Die Schaltstückbrücke 1 ist zur Lagesicherung
über Aussparungen Ic in der Schalttraverse j geführt.
-
Lm Kurzschlußfall bewegt sich die Schaltstückbrücke 1 mit den beiden
Drucklaschen 5 durch Einwirkung der eletstrodynamischen Kräfte und Schlagankerwirkung
sprungartig über die Totpunktstellung der Drucklaschen, wobei sich die Kraftkomponenten,
die auf die Schaltstückbrücke einwirken, in ihrer Richtung umkehren und die Schaltstückbrücke
offechalten, siehe Fig. 2, bis das während der Ankerbewegung des
elektromagnetischen
Überstromauslösers 9 entklinkte Schaltschloß die Schalttraverse 3 in die Ausschaltstellung
überführt hat. Durch die im Deckel angepreßten Rippen 13 wird die Schaltstückbrücke
1 während der Ausschaltbewegung der Schalttrause 3 in die einschaltbereite Lage
entsprechend Fig. 3 zurückgebracht.
-
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung besteht darin,
daß die Anzahl der Lagerstellen und die Abmessungen des Kontaktsystems, insbesondere
der in den Lichtbogenlöschraum hineinragenden Teile, verringert sind. Die Gefahr
des Ansetzens des Lichtbogens an die an der Kontaktbrücke angelenkten Hebel und
die Kontaktkraftfeder ist vermieden.
-
Die zu beschleunigenden Wissen sind herabgesetzt worden, wodurch eine
größere Öffnungsgeschwindigkeit und damit ein höherer Lichtbogenspannungsanstieg
sowie eine bessere Strombegrenzung erreicht wird.
-
Die Funktion der Schlitze zur Führung der Lagerzapfen 7 kann auch
von zwei weiteren Fihrungslascr.en 14 übernommen werden (Fig. 5). Weiterhin kann
die Kontaktdruckfeder al Druckfeder 15 ausgebildte sein, die zwischen den beiden
Führungsla en 14 (Fig. 6) oder zwischen den Laterzasen 7 angreift.
-
Eine weitere Verbesserung der strombegrenzenden EiOenschaften ist
möglich, indem der Haltebügel 4 aus ferromagnetischem Material hergestellt und nach
unten verlangert wird, so daß er sich bis in Höhe der Schaltstückbrücke 1 erstreckt.
Dabei kann, wie schon bekannt, die elektrodynanische Kraftwirkung eines Einsenumschlusses
ausgenutzt erden, die auf einen stromführenden Leiter in dem 8inne ausgeübt wird,
daß dieser in den Einsenumschluß, in dies Falle also in den Haltebügel, hineingezogen
wird.