DE3021867C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Selbstschalter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Für die Überlaststrom- und Kurzschlußstromabsicherung benutzt man neben Schmelzsicherungen in letzter Zeit immer häufiger Leitungsschutzschalter, welche zur Auslösung bei einem Überlast­ strom einen thermischen zeitverzögerten Auslöser und zur Auslösung bei einem Kurzschlußstrom einen magnetischen unverzögerten Auslöser besitzen. Als thermischer Auslöser wird meistens ein Thermobimetall eingesetzt, welches sich bei Auftreten eines Überlaststromes verbiegt, dadurch den Schaltmechanismus eines Schaltschlosses entklinkt und damit den Kontakthebel bzw. das bewegliche Kontaktstück vom festen Kontaktstück trennt. Dieser thermische Auslöser ist ein sogenannter verzögerter Auslöser, da er auf einen Überlaststrom aufgrund der Aufheizung erst nach einer gewissen Zeit anspricht. Als magnetischer Auslöser ist bekanntlich ein Magnetankersystem vorgesehen, welches praktisch unverzögert anspricht und unverzögert die Kontaktstelle öffnet bzw. das Schaltschloß entklinkt.

Für einen derartigen Selbstschalter bestehen im allgemeinen mehrere Einsatzmöglichkeiten.

In einem ersten Einsatzfall kann der Leitungsschutzschalter einer Vorsicherung nachgeschaltet sein, wobei seine Auslösung bei einem Kurzschluß vor dem Verbraucher so erfolgen muß, daß weder im Überlaststrombereich noch im Kurzschlußstrombereich die Vorsicherung anspricht.

Es besteht auch die Möglichkeit, den Selbstschalter bzw. den Leitungsschutzschalter als Hauptleitungsschutzschalter zwischen die Vorsicherung und eine Gruppe von nachgeordneten Leitungs­ schutzschaltern als Gruppenschutz, Zählersicherungsautomat oder ähnliches einzusetzen. Dort ergeben sich für diesen Schalter grundsätzlich Schwierigkeiten für eine selektive Auslösung. Er muß nämlich bei Überlastströmen auslösen, um den ihm nachgeordneten Leitungsabschnitt im Überstrombereich zu schützen. Er darf jedoch bei Kurzschlüssen im Bereich der Verbraucher nicht auslösen, wenn das Schaltvermögen des den Verbraucher zugeordneten Selbstschalters nicht überschritten wird. Erst damit ist die Selektivität der den Verbrauchern vorgeschalteten Schaltern gegenüber dem der Vorsicherung nachgeschalteten Hauptleitungsschutzschalter gewahrt.

Einen Hauptleitungsschutzschalter zeigt die DE-PS 28 54 616, deren Inhalt einer Patentanmeldung mit älterem Zeitrang entspricht, wobei zur selektiven Auslösung eine Umschaltvorrichtung in seinem Strompfad vorgesehen ist, welche bei Auftreten eines Kurzschluß­ stroms diesen zumindest teilweise auf einen mit einem magnetischen Auslöser versehenen Parallelzweig umschal­ tet. Ferner enthält der Parallelzweig eine Einrichtung, welche den Strom nach Erreichen eines vorgegebenen Kurz­ schlußstrom bedingten Wertes soweit erhöht, daß er auf ein Schaltschloß einwirken kann.

Ein Selbstschalter der eingangs genannten Art ist durch die DE-OS 25 25 192 bekanntgeworden, welche jedem in einem Leistungsstromkreis reihenmäßig angeordnetem Schalter eine Auslösesteuerung und eine schnelle Öffnungsvorrich­ tung der Kontakte zuordnet, wobei die Öffnungsvorrich­ tung so beschaffen ist, daß sie schnell die von dem Überstrom durchflossenen Schalterkontakte auf den ver­ schiedenen Stufen öffnet. Sie ist weiterhin so beschaf­ fen, daß sie eine schnelle Wiedereinschaltung der Kon­ takte ermöglicht, wenn der Stromwert unter einen vorbe­ stimmten Wert sinkt. Zwecks Selektivität besitzt die Auslösesteuerung einen Zähler, der die aufeinanderfol­ genden Öffnungs- und Schließfolgen der Kontakte zählt und der nach einer vorbestimmten Anzahl von Folgen die Auslösung hervorrufen kann, um so die Kontakte des ent­ sprechenden Schalters nach der vorbestimmten Anzahl von Folgen geöffnet zu halten. Dies bedeutet, daß der Schal­ ter, der direkt dem Verbraucher zugeordnet ist, nach einer einmaligen Öffnung öffnet. Der übergeordnete Schalter bleibt nach zweimaligem Öffnen offen und der darübergeordnete Schalter nach dreimaligem Öffnen und so fort. Dabei besteht das Problem, daß für die Realisie­ rung eine rückstellbare Zählvorrichtung erforderlich ist, was bedeutet, daß man mechanische oder komplizierte elektronische Zählvorrichtung mit netzunabhängigem, me­ chanischem oder elektronischem Energiespeicher ent­ wickeln und vorsehen muß.

Dieser Aufwand wird insbesondere dann problematisch, wenn die Schalter sehr billig und in großen Stückzahlen eingesetzt werden sollen. Darüber hinaus ist die in der DE-OS 25 25 192 beschriebene Vorrichtung zunächst nur für sicherungsfreie Installation vorgesehen.

Bei Auftreten besonders hoher Kurzschlußströme wäre es sehr wünschenswert, wenn der Schalter, der der Störstelle direkt vorgeschaltet ist, sofort und endgültig auslöst. Diese An­ forderung erfüllt die beschriebene Selektivschutzvorrichtung jedoch nur im Falle einer Störung, die im Bereich eines der Verbraucher liegt, nicht jedoch bei Störungen die zwischen zwei nachgeschalteten Schaltern auftreten, denn eine endgültige Auslösung erfolgt dort erst nach Absolvierung der vorgesehenen Zählfolge.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Selbstschalter, insbesondere für eine Selektivschutzeinrichtung unter Verzicht auf eine rückstellbare Zähleinrichtung zu verbessern und einen einfachen und vorteilhaften Aufbau anzugeben. Dabei soll weiterhin der Selbstschalter so ausgebildet sein, daß sich ab einer bestimmten Kurzschlußstromhöhe zum Zwecke der Stromunterbrechung die Schaltkontaktstellen des Selbstschalters sofort und kurzzeitig öffnet, sich jedoch nach Unterbrechung des Stromes bzw. Abklingen desselben auf einen kleinen Wert wieder schließen, daß bei länger anstehendem Überlast- oder Kurzschlußstrom das Schaltschloß ausgelöst und die Schaltkontaktstellen endgültig öffnen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Selektivschutzauslöser enthält eine Auslösesteuerung, welche im Strompfad des Selbstschalters eine Umschalt­ vorrichtung aufweist, die bei Auftreten eines Kurzschlußstromes den Strom zumindest teilweise auf einen mit einem Magnetauslöser versehenen Parallelzweig umschaltet, wobei der Parallelzweig eine Einrichtung enthält, welche nach Durchgang eines vorgege­ benen Durchlaßwertes ∫i² dt den Strom durch die Spule des Magnetauslösers soweit erhöht, daß dieser ein Schaltschloß aus­ löst, welches die wenigstens eine Hauptkontaktstelle endgültig öffnet.

Bei Kurzschlußströmen kann das Kontaktsystem des erfindungs­ gemäßen Selbstschalters unverzögert, kurzzeitig und ohne Beein­ flussung von Schaltschloß- und Auslösesteuerung geöffnet werden, wobei das Schaltschloß in gespanntem Zustand eine ungehinderte Kontaktöffnung und -schließung zuläßt. Eine Kurzschlußstromaus­ lösung erfolgt nur durch den Selektivschutzauslöser.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung tritt dann hervor, wenn der Selbstschalter als Hauptleitungsschutzschalter einer Selektivschutzanordnung eingesetzt ist, bei welcher zwi­ schem dem Netz und wenigstens einem Verbraucher eine Schmelz­ sicherung, ein erfindungsgemäßer Hauptleitungsschutzschalter und ein jedem Ver­ braucher zugeordneter Leitungsschutzschalter angeordnet sind. Bei dieser Anordnung wird bei Auftreten eines Kurzschlußstromes im Bereich der Verbraucher neben der Kontaktstelle des Leitungs­ schutzschalters auch das Kontaktsystem des Hauptleitungsschutz­ schalters geöffnet. Damit tritt eine Reihenschaltung mehrerer Lichtbögen auf, wodurch der Kurzschlußstrom entscheidend be­ grenzt wird. Sofern der Kurzschlußstrom das Schaltvermögen des dem Verbraucher zugeordneten Leitungsschutzschalters nicht über­ schreitet, wird das Kontaktsystem des erfindungsgemäßen Hauptleitungsschalters nach Abklingen des Kurzschluß­ stromes sofort wieder geschlossen, so daß parallel angeordnete Verbraucher nicht vom Netz getrennt werden. Im Falle größerer Kurzschlußströme löst der Hauptleitungsschutzschalter mittels seines Selektivschutzauslösers aus und schaltet alle parallel liegenden Verbraucher ab.

Mit den Ansprüchen 2 bis 7 und 20 werden besonders vorteilhafte Anordnungen der Elemente eines Selbstschalters, der in einem zweiteiligen, schalenförmigen Gehäuse in Schmalbauweise ange­ ordnet ist, angegeben. Die Zuordnung der Bauelemente ist hier­ bei funktionsgerecht, die den Strom führenden Leitungen sind kurz, die Raumausnutzung im Schaltergehäuse ist optimal, die Montage der Bauelemente kann problemlos erfolgen und es ist eine einwandfreie Zugänglichkeit der von außen zu betätigenden Anschluß-, Einstell- und Bedienungsorgane des Selbstschalters ge­ währleistet.

Es ist vorteilhaft, das zusätzliche Schlagankersystem so auszu­ bilden, daß der Magnetanker durch einen Permanentmagneten in seiner Ausgangslage zurückgehalten wird und sich erst nach Über­ schreiten eines vorgegebenen Kurzschlußstromwertes losreißt und den Schlagstift antreibt. Diese Ausbildung hat gegenüber der bisher üblichen Verwendung einer Rückstellschraubenfeder den Vorteil, daß die Rückhaltekraft in Ruhestellung des Magnetankers groß ist, jedoch nach Losreißen des Magnetankers infolge eines Kurzschlußstromes sehr schnell gegen Null geht. Hierdurch wird die Kontaktöffnungszeit herabgesetzt.

Vorzugsweise weist der Selbstschalter zwei elektrisch in Reihe geschaltete Hauptkontaktstellen mit je einer zugehörigen Licht­ bogenlöscheinrichtung auf.

Durch die Ansprüche 11 bis 17 werden vorteilhafte Ausbildungen des Kontakthebels, sowie dessen Aufhängung an dem Schaltschloß angegeben. Durch die beschriebenen Ausbildungen und Aufhängungs­ merkmale des Kontakthebels kann dieser eine Pendelbewegung aus­ führen, welcher eine gleiche Kontaktandruckskraft auf beide Hauptkontaktstellen auch bei unterschiedlichem Kontaktabbrand gewährleistet. Die Pendelbewegung wird durch die Ausbildung einer schmalen Lagerstelle des Kontakthebels begünstigt. Durch die vorgeschlagene Anordnung der Kontaktanpreß-Zugfeder wird erreicht, daß die Kontaktandruckkraft beim Auslenken des Kontakt­ hebels (Öffnen der Kontaktstelle) nur unwesentlich ansteigt. Dies ermöglicht kurze Kontaktöffnungszeiten, insbesondere bei durch das zusätzliche Schlagankersystem bewirkter Kontaktöffnung.

Einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung zur Folge weist das Schaltschloß einen doppelschenkligen Kontaktöffnungshebel auf, dessen beide freien Schenkelenden je eine Nase tragen, die wenigstens hinter einen Schenkel eines wenigstens einschenkligen Kontakthebels greifen, so daß bei Auslösung des Schaltschlosses der Kontaktöffnungshebel mittels seiner Nasen den Kontakthebel aus der Schließstellung auslenkt und die Hauptkontaktstellen öffnet. Durch diese Ausgestaltung kann die Kontaktbrücke aus ihrer Ruhelage bewegt werden (Öffnen der Kontaktstelle), indem entweder der Schlagstift des zusätzlichen Schlagankersystems unabhängig vom Schaltschloß auf die Kontaktbrücke schlägt und diese auslenkt oder indem der Kontaktöffnungshebel des Schalt­ schlosses mittels seiner beiden Nasen den Kontakthebel aufreißt.

In vorteilhafter Weise kann die Lagerung des Kontakthebels so ausgebildet werden, daß der Kontakthebel soweit ausgelenkt wer­ den kann, daß der Abstand zwischen den ortsfesten Kontaktstücken ein durch die Auslösung des Schaltschlosses bewirktes Kontakt­ öffnungsmaß überschreiten kann. Dies trifft bei Kontaktöffnung mittels Schlagankersystem ein und ist vorteilhaft, weil durch große momentane Kontaktstrecken die Strombegrenzung verbessert wird.

Um ein kontrolliertes Einlaufen und Verlöschen der Lichtbögen in den Löschkammern sicherzustellen, was für die Funktionsweise des Selektivschutzauslösers von Wichtigkeit ist, wird einerseits vorgeschlagen, daß jede Lichtbogenlöscheinrichtung je einen zwi­ schen zwei Lichtbogenleitschienen angeordneten Löschblechstapel aufweist, deren Deionbleche über die Leitschienenenden hinaus­ ragen, so daß die zwischen den Deionblechen brennenden Teillicht­ bögen sich nicht wieder hinter dem jeweiligen Löschblechstapel zu einem Lichtbogen vereinen können. Andererseits kann der Lösch­ blechstapel an der der Eintrittseite des Lichtbogens abgewandten Seite durch eine Isolierstoffplatte abgedeckt sein, die vorzugs­ weise aus einem bei Erwärmung stark gasenden Material , insbe­ sondere Plexiglas, besteht. Durch das Ausgasen erfolgt ein Druckaufbau, durch den der Lichtbogen zurückgedrängt wird, so­ daß ein ungewolltes Austreten desselben aus dem Löschblechstapel erschwert wird. Außerdem wird der Lichtbogen hierdurch zusätz­ lich gekühlt. Erfindungsgemäß weist die Isolierstoffplatte zur Entlüftung der Lichtbogenkammer Durchbrüche auf. Entlüftungs­ öffnungen, die labyrinthartig durch versetzte Stege im Schalter­ gehäuse an dessen der wenigstens einen Lichtbogenlöscheinrichtung zugewandten Seite ausgebildet sind, dienen dem Druckausgleich.

Mit den Ausgestaltungen der Erfindung nach den Ansprüchen 26 und 27 wird ein Dimensionierungshinweis für die Auslöseelemente des Kurzschlußstromauslösers und des Überlast­ stromauslösers, die insbesondere Thermobimetalle sein können, angegeben. Der Widerstand in der angegebenen Schaltungsanordnung besteht vorteilhafterweise aus einer Chrom-Aluminium-Legierung, welche einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist. Hierdurch wird das dem Widerstand nachgeschaltete Thermobimetall vor größe­ ren Überstromen geschützt.

Schließlich kann das Thermobimetall den Ansprüchen 28 und 29 zur Folge parallel und in geringem Abstand zu einem Verbindungs­ leiter angeordnet sein. Durch die elektrodynamischen Kräfte ei­ nes Kurzschlußstromes wird das Thermobimetall durch das Verbin­ dungsleiterstück angezogen, wodurch seine Auslenkung infolge Erwärmung unterstützt wird. Sofern das Thermobimetall wenigstens teilweise aus ferromagnetischem Material besteht, tritt die Elektrodynamische Anziehung verstärkt auf.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben.

Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 die Ansicht eines erfindungsgemäßen Selbstschalters in geöffnetem Gehäuse,

Fig. 2 eine Anordnung einer Selbstschalterkaskade,

Fig. 3 ein Durchlaßdiagramm für einen erfindungsgemäßen Selbstschalter,

Fig. 4 die Seitenansicht einer Kontaktbrücke,

Fig. 5 die Aufsicht einer Kontaktbrücke gemäß Fig. 4,

Fig. 6 ein Schaltschloß in gespanntem Zustand,

Fig. 7 ein Schaltschloß gemäß Fig. 5 in ausgelöstem Zustand,

Fig. 8 ein Schaltschloß gemäß Fig. 5 mit Kontaktbrücke, welche durch einen Schlagstift ausgelenkt ist (Öffnungsstellung der Kontaktstelle),

Fig. 9 eine Isolierstoffplatte der Lichtbogenlöschkammer und

Fig. 10 ein Schaltschema eines erfindungsgemäßen Selbst­ schalters.

In Fig. 1 ist das Innere eines erfindungsgemäßen Selbstschal­ ters in geöffnetem zweiteiligen schalenförmigen Gehäuse in Schmalbauweise dargestellt, der auf seine Gehäuseunterkante 10 aufgestellt ist. Im Bereich einer ersten Anschlußklemme 11 mit Schraube 12 befindet sich ein im Schnitt dargestelltes Schlag­ ankersystem 13. Dieses besteht aus einer Magnetspule 14, die als Drahtwicklung ausgebildet ist, einem Eisenjoch 15, einem Schlagstift 16, einem nicht dargestellten Magnetkern, einem Magnetanker 17 und einer Metallhülse 18, die zwischen Magnet­ spule 14 einerseits und Magnetkern und Magnetanker 17 anderer­ seits liegt und in der sich der Magnetanker 17 bewegt. Der Magnetanker 17 trägt an seinem aus der Magnetspule 14 heraus­ ragenden Ende eine Permanentmagnetfesselung, welche aus einem in den Magnetanker 17 eingelassenen Permanentmagnet 19 und einem ferromagnetischen Halteblech 20 besteht. Das eine Ende 21 des Magnetspulendrahtes ist mit der ersten Anschlußklemme 11 verbunden. An dem anderen Ende 22 des Magnetspulendrahtes ist eine Lichtbogenleitschiene 23 befestigt, welche ein orts­ festes Kontaktstück 24 trägt.

Zwischen Gehäuseunterkante 10 und dem Schlagankersystem 13 befindet sich, getrennt durch einen Isolierstoffsteg 92, eine Lichtbogenlöscheinrichtung, welche aus den beiden (Lichtbogen-)Leitschienen 23 und 26, dem dazwischenliegenden Löschblechstapel 27 und einer Isolierstoffplatte 28 mit Durchbrüchen 29 besteht. Die Enden 30 der Deionbleche des Löschblechstapels 27 ragen über die Enden 31 der Leitschienen 23 und 26 hinaus. Die Lichtbogen­ kammer ist durch zwei Keramikplatten 32, von denen nur eine sichtbar ist, abgedeckt. In der Seite des Schaltergehäuses, der die Enden 30 der Deionbleche zugewandt sind, befindet sich ein labyrinthartiges System aus Entlüftungsöffnungen 33, welches durch versetzte Stege gebildet wird und einen Gasdruck­ ausgleich ermöglicht. Hinter der dargestellten Lichtbogenlösch­ einrichtung ist eine verdeckte, und daher nichtdargestellte identische Lichtbogenlöscheinrichtung vorhanden. Beide Licht­ bogenlöscheinrichtungen sind durch eine Trennwand aus Isolier­ stoff galvanisch voneinander getrennt. Ihre beiden unteren Leitschienen 26 sind jedoch miteinander elektrisch verbunden. Die obere Leitschiene der nicht dargestellten hinteren Licht­ bogeneinrichtung (die der Leitschiene 23 entspricht), trägt ebenfalls ein ortsfestes Kontaktstück (entsprechend dem Kontakt­ stück 24). Sie ist mit einer isoliert geführten starren Ver­ bindungsleitung 34 mit dem eingespannten Ende eines als Über­ laststromauslöser dienenden Thermobimetallstreifens 35 verbunden, welcher im Bereich einer zweiten Anschlußklemme 40 in etwa parallel zur Gehäusewand befestigt ist.

Am freien Ende des Thermobimetallstreifens 35 ist eine Gewin­ debohrung angebracht, in die eine vom Schalteräußeren (durch entsprechende nicht dargestellte Öffnungen) her zugängliche Einstellschraube 36 eingeschraubt ist. Im Falle der Erwärmung durch einen Überlaststrom biegt sich das Thermobimetall 35 mit seinem freien Ende in Richtung Schaltermitte aus, so daß die Einstellschraube 36 gegen einen Auslösehebel 37 des Schalt­ schlosses 49, das weiter unten beschrieben wird, drückt und dieses auslöst. An dem freien Ende des Thermobimetalls 35 ist außerdem eine flexible Verbindungsleitung 38 befestigt, deren anderes Ende mit einem starren Verbindungsleiterstück 39 verbunden ist. Das Verbindungsleiterstück 39 führt zu der zweiten Anschlußklemme 40.

Zwischen dem Schlagankersystem 13 und dem Thermobimetallstreifen 35 befindet sich das Schaltschloß 49 des Selbstschalters, welches anhand der Fig. 6 bis Fig. 8 eingehend beschrieben wird. Das Handbetätigungsorgan 60 des Schaltschlosses 49 ragt nach oben etwa mittig aus der Schalterfrontseite 91 heraus. Neben dem Handbetätigungsorgan 60 ist in der Schalterfrontseite 91 ein Schauglas 94 eingelassen, unter dem sich ein von außen sicht­ barer Schaltstellungsanzeiger 93 befindet. Der Schaltstellungsanzeiger 93 weist einen roten und einen grünen Bereich auf und zeigt die Lage der beweglichen Kontaktstücke 42 (Hauptkontakt­ stelle 25, 84 offen oder geschlossen) an. Links neben dem Schaltschloß 49 und an diesem befestigt sowie drehbar gelagert befindet sich ein gabelförmig ausgebildeter Kontakthebel 41 mit zwei Schenkeln 59, der anhand der Fig. 4 und Fig. 5 näher beschrieben wird. Der Kontakthebel 41 weist an seinen beiden Schenkeln 59 je ein bewegliches Kontaktstück 42 auf. Mit den beiden ortsfesten Kontaktstücken 24 bilden diese zwei Hauptkontaktstellen 25, 84, von denen jedoch nur eine sichtbar ist.

Zwischen Schaltschloß 49 und Thermobimetallstreifen 35 einer­ seits und Gehäuseunterkante 10 andererseits ist schließlich im Bereich der zweiten Anschlußklemme 40 der Kurzschlußstromauslöser angeordnet, der als sogenannter Selektivschutzauslöser ausgeführt ist. Er besteht aus einem schraubenförmig aufgewickelten Widerstandsdraht (Widerstand 43), einem Thermobimetall (Auslöseelement) 44, dessen eines Ende 45 im Schaltergehäuse befestigt ist, einer Hilfskontaktstelle 46 und einem als Schlagankersystem ausgebil­ deten magnetischen Endauslöser 47. Elektrisch sind diese Elemente folgendermaßen miteinander verbunden: ein Ende des Widerstandsdrahtes 43 ist sowohl mit einer an der unteren Leitschiene 26 angeformten Fahne 48 als auch mit der oberen der beiden Gehäuseplatinen 71, zwischen denen das Schaltschloß 49 liegt, verlötet. Das andere Ende des Widerstandsdrahtes 43 ist mit dem festen, eingespannten Ende 45 des Thermobimetalls 44 verbunden. Das freie Ende des Thermobimetalls 44 trägt ein erstes Kontaktstück 50 der Hilfskontaktstelle 46. Außerdem ist das freie Ende des Thermobimetalls 44 mit dem Verbindungs­ leiterstück 39 durch eine flexible Verbindungsleitung 51 verbunden. Dem ersten Kontaktstück 50 liegt ein zweites Kontakt­ stück 52 gegenüber, das auf einem im Schaltergehäuse fest eingespanntem Kupferwinkel 53 befestigt ist. Auf dem Kupfer­ winkel 53 ist außerdem ein Ende 54 des Spulendrahtes des magnetischen Endauslösers 47 befestigt. Das andere Ende 55 des Spulendrahtes ist mit der Fahne 48 und der unteren Leitschiene 26 verbunden. Der Schlagstift 56 des in einem Magnetjoch gefaßten magnetischen Endauslöser 47 ist so ausgerichtet, daß er im Falle der Auslösung des magnetischen Endauslösers 47 ebenfalls, wie die Einstellschraube 36 des Thermobimetallstreifens 35, auf den Auslösehebel 37 einwirkt.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung der Bauelemente des Selbstschalters stellt eine besonders günstige Lösung dar. Die Zuordnung der Bauelemente ist funktionsgerecht. Die den Strom führenden elektrischen Leitungen sind kurz. Die Betätigung des Kontakthebels 41 durch den Schlagstift 16 bzw. die Betätigung des Auslösehebels 37 durch die Einstellschraube 36 des Thermo­ bimetallstreifens 35 bzw. des Schlagstiftes 56 erfolgt direkt und ohne zusätzliche Hebel. Die Raumausnutzung im Schaltergehäuse ist optimal. Die Montage der Bauelemente kann problemlos erfolgen. Eine einwandfreie Zugänglichkeit der von außen zu betätigenden Anschluß-, Einstellungs- und Bedienungsorgane des Selbstschalters ist gewährleistet.

Im folgenden wird die Funktionsweise des in Fig. 1 darge­ stellten Selbstschalters beschrieben. Der Selbstschalter ist in der Einschaltstellung dargestellt, bei der die Hauptkontakt­ stellen 25, 84 geschlossen sind. Der zu überwachende Strom nimmt innerhalb des Selbstschalters folgenden Verlauf: Er tritt durch die erste Anschlußklemme 11 in den Selbstschalter ein. Er fließt dann durch die Magnetspule 14 des Schlaganker­ systems 13 über die erste Hauptkontaktstelle 25, dann über den gabelförmig ausgebildeten Kontakthebel 41 zur zweiten Hauptkontakt stelle 84, die nicht dargestellt ist, dann über die starre Verbindungsleitung 34 zum Thermobimetallstreifen 35, durch diesen hindurch über die flexible Verbindungsleitung 38 zum Verbindungs­ leiterstück 39 und schließlich zur zweiten Anschlußklemme 40, von wo aus der Strom den Selbstschalter wieder verläßt. Ein Teilstrom wird an dem Kontakthebel 41 verzweigt. Er fließt über die das Schaltschloß abdeckende Gehäuseplatine 71 zum Widerstand 43, durch diesen hindurch in das Thermobimetall 44 und wird dann über die flexible Verbindungsleitung 51 und das Verbindungsleiterstück 39 ebenfalls zur zweiten Anschlußklemme 40 geleitet.

Im Falle eines Überlaststromes biegt sich der Thermobimetallstreifen 35 aus, wodurch die Einstellschraube 36 gegen den Auslösehebel 37 des Schaltschlosses drückt und diesen auslenkt. Hierdurch wird die Entklinkung des Schaltschlosses 49 ausgelöst. Ein doppelschenkliger Kontaktöffnungshebel 57 des Schaltschlosses 49 wird beschleunigt und reißt mittels seiner beiden Nasen 58, die je hinter einen Schenkel 59 des zweischenkligen Kontakthebels 41 greifen, den Kontakthebel 41 in Richtung Schaltschloß 49 und öffnet somit die Hauptkontaktstellen 25, 84. Durch die Öffnung der beiden Hauptkontaktstellen 25, 84 bildet sich in jeder der beiden Löschkammern je ein Lichtbogen aus, der jeweils von dem beweglichen Kontaktstück 42 auf die untere Leitschiene 26 springt, dann zwischen der oberen Leitschiene 23 und der unteren Leitschiene 26 brennt und in den jeweiligen Löschblechstapel 27 getrieben wird. Hier werden die Lichtbögen gelöscht, womit der Stromfluß durch den Selbstschalter unterbrochen ist. Durch die Reihenan­ ordnung von zwei Lichtbogenkammern liegt die gesamte Licht­ bogenspannung deutlich über der Nennspannung, so daß eine schnelle Löschung der Lichtbögen erfolgt.

Im Falle eines Kurzschlußstromes ergeben sich zwei Möglich­ keiten der Kontaktöffnung und zwar eine kurzzeitige, die durch das Schlagankersystem 13 hervorgerufen wird, und eine bleibende, die zunächst ebenfalls durch das Schlagankersystem 13 einge­ leitet wird und durch den Kurzschlußstromauslöser über den Auslösehebel 37 des Schaltschlosses 49 ausgelöst wird.

Im Falle eines Kurzschlußstromes reißt sich der Magnetanker 17 von der Permanentmagnetfesselung (die nur ein Losreißen ab einer bestimmten, gleichbleibenden Kurzschlußstromhöhe erlaubt), los, treibt den Schlagstift 16 an, welcher direkt und unver­ zögert auf den Kontakthebel 41 schlägt und die beiden beweg­ lichen Kontaktstücke 42 von den ortsfesten Kontaktstücken 24 ab­ hebt. Das Schaltschloß 49 wird hierdurch nicht ausgelöst. Der Kontaktöffnungshebel 57 verharrt in seiner Lage. Es bilden sich, wie oben beschrieben, zwei Lichtbögen aus, die in die Löschblech­ stapel 27 laufen. Bei Öffnung der beiden Hauptkontaktstellen 25, 84 steigt der Spannungsabfall über den Hauptkontaktstellen 25, 84 erheblich an (Lichtbogenspannung). Hierdurch ergibt sich ein erhöhter Spannungsabfall über dem Kurzschlußstromauslöser, der parallel zu der mit dem Thermobimetallstreifen 35 in Reihe liegenden Hauptkontaktstelle 84 geschaltet ist. Dies bewirkt einen erhöh­ ten Stromfluß durch den Kurzschlußstromauslöser, welcher eine Erwärmung des Thermobimetalls 44 verursacht.

Das Thermobimetall 44 ist so ausgelegt, daß seine temperatur­ bedingte Auslenkung nicht schon bei kleinen Kurzschlußströmen zum Schließen der Hilfskontaktstelle 46 führt. Dies geschieht nur dann, wenn entweder der Kurzschlußstrom einen vorgegebenen Wert überschreitet oder wenn er in einem längeren Zeitraum ansteht, das heißt, wenn ein bestimmter Durchlaßwert ∫i² dt überschritten wird.

Sofern der Durchlaßwert nicht ausreicht, um die Hilfskontakt­ stelle 46 zu schließen, entklinkt der Kurzschlußauslöser nicht das Schaltschloß 49. Nach Verlöschen der Lichtbögen oder nach Absinken des Schalterstromes auf einen kleinen Wert fällt das Schlagankersystem 13 ab und der Kontakthebel 41 schließt wieder die Hauptkontaktstellen 25, 84.

Sofern jedoch der Durchlaßwert einen vorgegebenen Wert über­ schreitet, wird die Hilfskontaktstelle 46 geschlossen. Der magnetische Endauslöser 47 liegt damit parallel zu der mit dem Thermobimetall 44 in Reihe liegenden Hauptkontaktstelle 84 und quasi an der Lichtbogenspannung der verdeckten, nicht dargestell­ ten Lichtbogenkammer. Die Lichtbogenspannung zieht einen Strom durch den magnetischen Endauslöser 47 und treibt damit den Schlagstift 56 an, welcher auf den Auslösehebel 37 des Schalt­ schlosses 49 einwirkt und das Schaltschloß 49 entklinkt. Der doppelschenke­ lige Kontaktöffnungshebel 57 wird in das Schaltschloßgehäuse gezogen und verhindert mittels seiner Nasen 58, die den doppel­ schenkeligen Kontakthebel 41 zurückhalten, ein Schließen der Hauptkontaktstellen 25, 84. Damit ist der Stromfluß durch den Selbstschalter bleibend unterbrochen. Die Hauptkontaktstellen 25, 84 können nur durch Betätigung des Handbetätigungsorganes 60 wieder geschlossen werden.

Um eine zuverlässige Auslösung des Kurzschlußstromauslösers bei einem vorgegebenen Durchlaßwert ∫i² dt zu gewährleisten, muß dafür Sorge getragen werden, daß der Spannungsabfall über dem Kurzschlußstromauslöser unter gleichen Bedingungen immer wieder gleiche Werte annimmt. Es ist hierfür vorteilhaft, wie oben beschrieben, die Spannung an einem zwischen zwei in Reihe geschalteten Lichtbogenkammern befindlichen Potential abzu­ greifen. Außerdem muß es vermieden werden, daß der Lichtbogen nach Eintritt in den Löschblechstapel 27 wieder aus diesem austreten kann. Dies wird einerseits dadurch erreicht, daß der Löschblechstapel 27 allseits, bis auf die Eintrittsseite des Lichtbogens, durch Isolierstoffplatten 28 umgeben ist. Außerdem stehen die Deionbleche des Löschblechstapels 27 über die Leit­ schienenenden 23, 26 hinaus, so daß ein Herauswandern des Licht­ bogens über die Deionblechenden 30 vermieden wird. Schließlich wird solch ein Herauswandern des Lichtbogens dadurch erschwert, daß an der der Eintrittsseite des Lichtbogens abgewandten Seite des Löschblechstapels 27 eine Isolierstoffplatte 28 angebracht ist, die vorzugsweise aus einem bei Erwärmung stark gasenden Material, zum Beispiel aus Plexiglas, besteht. Diese Isolier­ stoffplatte 28, die in Fig. 9 näher dargestellt ist, weist zur Entlüftung der Lichtbogenkammer an ihrem Rand Durchbrüche 29 auf. Ein Druckausgleich mit dem Schalteräußeren kann über Entlüftungsöffnungen 33, die labyrinthartig durch versetzte Stege im Schaltergehäuse ausgebildet sind, erfolgen. Um eine zuverlässige Auslösung des Kurzschlußstromauslösers für einen vorgegebenen Durchlaßwert sicherzustellen, ist es ebenfalls wichtig, daß die beiden Hauptkontaktstellen 25, 84 gleichzeitig öffnen und schließen und in geschlossener Stellung einen gleichen Anpreßdruck der beweglichen Kontaktstücke 42 aufweisen. Hierfür wird eine besondere Ausgestaltung des Kontakthebels 41 sowie dessen Aufhängung durch die Fig. 4 und 5 beschrieben.

Aus der Fig. 1 geht hervor, daß das Thermobimetall 44 des Kurzschlußstromauslösers teilweise parallel zu dem Verbindungs­ leiterstück 39 angeordnet ist. Insbesondere weil das Thermo­ bimetall 44 ferromagnetisch ist, wird es durch das Magnetfeld des stromdurchflossenen Verbindungsleiterstückes 39 angezogen. Hierdurch wird bei hohen Strömen die thermische Ausbiegung des Thermobimetalles 44 unterstützt.

Die Fig. 3 zeigt das Durchlaßdiagramm für einen erfindungs­ gemäßen Selbstschalter wie er oben beschrieben wurde. Diesem Diagramm liegt eine Selektivschutzanordnung zugrunde (Fig. 2), bei der zwischen dem Netz N und einem Verbraucher VB eine Schmelz­ sicherung SS, ein Hauptleitungsschutzschalter HS und ein Lei­ tungsschutzschalter LS angebracht sind. Zu dem Leitungsschutz­ schalter LS können im Prinzip weitere Leitungsschutzschalter mit Verbrauchern parallelgeschaltet sein. Die Kennlinie D _SS der Fig. 3 stellt die Schmelzkennlinie der Sicherung SS dar. Die doppelt ausgezogene Kennlinie D _HS bezeichnet die Durchlaßkennlinie eines erfindungsgemäßen Hauptleitungsschutzschalters HS und liegt im gesamten dargestellten Bereich deutlich unterhalb der Schmelzkennlinie D _SS der Sicherung SS. Die stark durchgezogene Kennlinie D _LS ist die Durchlaßkennlinie des Leitungsschutzschalters LS, sie liegt ihrerseits deutlich unter der Durchlaßkennlinie D _HS des Hauptleitungsschutzschalters HS.

Die Kennlinie D _HS des Hauptleitungsschutzschalters HS setzt sich aus drei Bereichen zusammen. Im Bereich zwischen I = 0 und I = I _B ist ausschließlich die Auslösekennlinie A _HS1 des Überlaststrom­ auslösers, hier des Thermobimetallstreifens 35, maßgeblich.

In diesem Bereich wird der Stromfluß nur dann unterbrochen, wenn für einen Überlaststrom der entsprechende Durchlaßwert ∫i² dt der Auslösekennlinie A _HS1 überschritten wird. Bei Über­ strömen, die größer als I _B sind, spricht das Schlagankersystem 13 an und führt zu einer Öffnung der Hauptkontaktstellen 25, 84. Bei Schaltern gemäß dem Stand der Technik wird damit gleichzei­ tig das Schaltschloß 49 ausgelöst, was zu einer dauerhaften Öffnung der Hauptkontaktstellen 25, 84 führt. Für diese Schalter ist die gestrichelt gezeichnete Durchlaßkennlinie D _ST maß­ geblich. Bei dem erfindungsgemäßen Selbstschalter öffnet das Schlagankersystem 13 bei Auftreten eines Überstromes, der größer ist als I _B , ebenfalls die Hauptkontaktstellen 25, 84. Das Schlagankersystem 13 löst jedoch nicht das Schaltschloß 49 aus, so daß sich die Hauptkontaktstellen 25, 84 nach Abklingen des Überstromes wieder schließen. Das Schaltschloß 49 wird erst dann ausgelöst, wenn das Thermobimetall 44 des Kurzschluß­ stromauslösers die Hilfskontaktstelle 46 schließt (bei I I _K ). Die Auslösekennlinie dieses Thermobimetalles 44 ist in Fig. 3 mit A _HS2 dargestellt. Sie ist im Strombereich zwischen I _B und I _K für den Durchlaß des erfindungsgemäßen Selbstschalters maßgeblich.

Erst bei Kurzschlußströmen, die größer sind als I _K , also bei Auslösung des Schaltschlosses 49, wird der Teil der Durchlaß­ kennlinie wirksam, der gemäß dem Stand der Technik im wesent­ lichen von den Löscheigenschaften der Lichtbogenlöscheinrichtun­ gen abhängt. Die Kennlinie D _HS des erfindungsgemäßen Selbstschal­ ters, hier Hauptleitungsschutzschalter, ist oberhalb des Aus­ lösestromwertes I _K leicht gekrümmt und ansteigend.

Die Durchlaßkennlinien D _LS und D′ _LS stellen die Strombegren­ zungseigenschaften eines Leitungsschutzschalters dar. Die Kennlinie D′ _LS charakterisiert die Eigenschaften eines Leitungsschutzschalters, dessen strombegrenzende Wirkung nicht durch vorgeschaltete Leitungsschutzschalter unterstützt wird, während die untere durchgezogene Kennlinie D _LS sich auf einen Leitungsschutzschalter LS bezieht, dem ein erfindungsgemäßer Hauptleitungsschutzschalter HS vorgeschaltet ist. Unterhalb eines Stromwertes I _A ist für die Durchlaßkennlinie die Aus­ lösekennlinie A _LS des Überlaststromauslösers des Leitungsschutz­ schalters LS maßgeblich, während bei Stromwerten größer als I _A der Kurzschlußstromauslöser des Leitungsschutzschalters LS wirksam wird. Bei Kurzschlußstromwerten oberhalb I _B wird die strombegrenzende Wirkung des Leitungsschutzschalters LS durch die in dem Hauptleitungsschutzschalter HS aufgebaute Bogenspan­ nung unterstützt, so daß die Durchlaßkennlinie D _LS unter der Durchlaßkennlinie D′ _LS eines für sich betrachteten Leitungs­ schutzschalter LS liegt. Damit wird die Selektivität der Leitungs­ schutzschalterkaskade zusätzlich verbessert.

Die Fig. 4 und die Fig. 5 stellen einen gabelförmig und symmetrisch ausgebildeten Kontakthebel 41 dar. Er besteht aus einem U-förmigen Kontaktteil 61, dessen beide Schenkel 59 die beweglichen Kontaktstücke 42 tragen, und an dessen Verbindungs­ schenkel 62 zwei Winkelstücke befestigt sind, deren jeweils erster Winkelschenkel 64 flach auf dem U-förmigen Kontaktteil 61 aufliegt und mittels Durchzugnieten 65 miteinander verbunden sind, und deren jeweils zweiter Winkelschenkel 66 hierzu senk­ recht in der Symmetrieebene 67 liegt. Die beiden in der Symme­ trieebene 67 liegenden zweiten Winkelschenkel 66 sind mittels Durchzugnietung 68 miteinander verbunden.

Der Kontakthebel 41 ist auf einer ortsfesten Achse 70 in seiner Lagerstelle 69 drehbar gelagert. Die ortsfeste Achse 70 ist an den beiden, das Schaltschloß 49 abdeckenden Platinen 71 befestigt. An dem Kontakthebel 41 greift eine Pendelachse 72, welche drei Rillen 73 aufweist, an deren beiden Pendelachsenenden je ein Ende einer Kontaktanpreß-Zugfeder 74 eingehängt ist. Die jeweils anderen Enden der Kontaktanpreß-Zugfedern 74 sind in jeweils einem an den Platinen 71 angeformtem ortsfesten Wider­ lager 75 eingehängt.

Sofern die Hauptkontaktstellen 25, 84 geschlossen sind, drückt die Kontaktanpreß-Zugfeder 74 den Kontakthebel 41 gegen das ortsfeste Kontaktstück 24. Die Kontaktanpreß-Zugfeder 74 steht hierbei unter einer Vorspannung. Die Verbindungslinie zwischen der Lagerstelle der Pendelachse 72 und der Lagerstelle 69 des Kontakthebels 41 und die Verbindungslinie zwischen der Lager­ stelle der Pendelachse 72 und dem ortsfesten Widerlager 75 schließen einen spitzen Winkel ein. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß bei Öffnung der Hauptkontaktstellen 25, 84 (Abheben des Kontakthebels 41 von den ortsfesten Kontaktstücken 24) die dieser Bewegung entgegenwirkende Federkraft nicht wesentlich ansteigt, sondern ungefähr konstant bleibt. Hierdurch wird eine saubere Kontaktöffnung insbesondere durch das Schlagankersystem 13 (die weiter unten beschrieben wird), unmittelbar beim An­ sprechwert gewährleistet.

Durch die beschriebene Ausbildung und Aufhängung des Kontakthebels 41 kann dieser eine Pendelbewegung ausführen. Die Pendelbewegung wird durch die Ausbildung einer schmalen Lagerstelle 69, deren Breite weniger als 2 mm betragen kann, begünstigt. Hierdurch ist eine konstante Kontaktandruckkraft auf beide Hauptkontakt­ stellen 25, 84 gewährleistet. Die Pendellagerung ermöglicht außerdem einen Ausgleich bei unterschiedlichem Kontaktabbrand.

Die Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 8 stellen das Schaltschloß 49 in verschiedenen Schaltzuständen dar. Die Fig. 6 zeigt das Schaltschloß 49 in gespanntem Zustand, die Fig. 7 zeigt es in ausgelöstem Zustand und die Fig. 8 zeigt es in gespanntem Zustand, jedoch bei geöffneten Hauptkontaktstellen 25, 84 was durch die Einwirkung des Schlagstiftes 16 des Schlagankersys­ tems 13 erfolgt.

Die Funktionsweise des Schaltmechanismus ist folgende. Die Auslösung erfolgt immer über den Auslösehebel 37 oder das Handbetätigungsorgan 60. Durch Drehung des Auslösehebels 37 in Pfeilrichtung A wird der Klinkenhebel 89 freigegeben und dreht sich in Pfeilrichtung B. Hierdurch wird die Achse 76 des aus zwei Laschen 77, 78 bestehenden ersten Kniegelenkes freigegeben und gleitet in dem Langloch 79 im Klinkenhebel 89 nach oben. Das Handbetätigungsorgan 60 dreht sich unter Wirkung einer nicht dargestellten Feder in Pfeilrichtung C in seine Ausschaltstellung (Fig. 7). Das zweite Kniegelenk, bestehend aus dem Kontakt­ öffnungshebel 57 und einer Lasche 80, knickt unter der Wirkung der Schaltzugfeder 81 ein, indem die Achse 82 nach oben aus­ wandert. Der doppelschenkelige Kontaktöffnungshebel 57 weist an seinen freien Schenkelenden je eine Nase 58 auf, die je hinter einen Schenkel 59 des Kontakthebels 41 greift. Durch die Aus­ lösung des Schaltschlosses 49 wird der Kontaktöffnungshebel 57 in dem Langloch 83 geführt und zieht mittels seiner Nasen 58 den gabelförmig ausgebildeten Kontakthebel 41 mit den beweglichen Kontaktstücken 42 von den ortsfesten Kontaktstücken 24 weg, wodurch die Hauptkontaktstellen 25, 84 geöffnet werden.

In Fig. 7 ist die Ausstellung des Schaltschlosses 49 darge­ stellt, wobei sich der Klinkenhebel 89 wieder in seinem ver­ klinkungsbereiten Zustand befindet.

Wie oben ausgeführt wurde, wird die Auslösung des Schaltschlos­ ses 49 nur durch den Thermobimetallstreifen 35 oder den Schlagstift 56 des magnetischen Endauslösers 47 bewirkt, das heißt bei Auftre­ ten eines Überstromes bzw. eines Kurzschlußstromes, dessen Durchlaßwert größer ist als D _K (siehe Fig. 3). Bei Kurzschlußströmen mit kleinerem Durchlaßwert erfolgt lediglich eine Öffnung der Hauptkontaktstellen 25, 84. Dies geschieht, wie Fig. 8 zeigt, dadurch, daß der Schlagstift 16 des Schlagankersystems 13 direkt auf den Verbindungsschenkel 62 des U-förmigen Kontakt­ teiles 61 (Fig. 5) schlägt und damit den Kontakthebel 41 mit den beweglichen Kontaktstücken 42 von den ortsfesten Kontakt­ stücken 24 abhebt. Eine Auslösung des Schaltschlosses 49 findet hierdurch nicht statt.

Die Aufhängung des Kontakthebels 41 an den Platinen 71 des Schaltschlosses 49 ist so gestaltet, daß durch den Schlagstift 16 der Kontakthebel 41 weiter auslenken kann, als dies bei Kontaktöffnung durch den Kontaktöffnungshebel 57 mittels dessen Nasen 58 möglich ist. Durch dieses Überschreiten des Kontakt­ öffnungsmaßes wird bei auftretenden Kurzschlußströmen die momentane Lichtbogenstrecke vergrößert. Dies führt zu einer verbesserten Strombegrenzung.

In den beiden, das Schaltschloß 49 abdeckenden Platinen 71 ist eine Kupplungsachse 95 gelagert, an die ein Hebel 96 angeformt ist, der hinter ein Ende 97 des Auslösehebels 37 greift. Nach Ausbrechen entsprechender vormarkierter Stellen im Selbstschalter­ gehäuse kann die Kupplungsachse 95 als Verbindungsglied zu benachbarten Leistungsschutzschaltern dienen. Bei Auslösung eines benachbarten Leistungsschutzschalters kann über die Kupplungsachse 95 der Auslösehebel 37 des erfindungsgemäßen Selbstschalters betätigt und das Schaltschloß 49 ausgelöst werden.

Die Fig. 9 zeigt eine vergrößert dargestellte Isolierstoff­ platte 28, die an den Enden 30 der Deionbleche zur Vermeidung eines Lichtbogenaustrittes angebracht ist. Die Isolierstoff­ platte 28 weist allseitig Durchbrüche 29 auf, die der Entlüftung der Lichtbogenkammer dienen. Die Isolierstoffplatte 28 be­ steht aus Plexiglas. Dieses Material ist bei Erwärmung stark gasend und verursacht hierdurch bei Auftritt eines Lichtbogens in der Lichtbogenlöschkammer einen Druckaufbau in der Lichtbogen­ löschkammer und eine intensive Kühlung des Lichtbogens, womit die Löschwirkung unterstützt wird.

Die Fig. 10 zeigt ein Schaltschema eines erfindungsgemäßen Selbstschalters. Der Strom tritt über eine erste Anschluß­ klemme 11 in den Schalterstromkreis ein. Er fließt durch das Schlagankersystem 13 zur ersten, in geöffnetem Zustand darge­ stellten Hauptkontaktstelle 25, welcher eine Lichtbogenlösch­ einrichtung mit Lichtbogenleitschienen 23, 26 und Löschblech­ stapel 27 parallelgeschaltet ist. Dieser ersten Hauptkontaktstelle 25 ist eine zweite Hauptkontaktstelle 84, die identisch wie die erste Hauptkontaktstelle 25 aufgebaut ist, in Reihe geschaltet. Beide Hauptkontaktstellen 25, 84 sind durch einen starren Kontakt­ hebel 41 miteinander verbunden. Von dem ortsfesten Kontaktstück 24 der zweiten Hauptkontaktstelle 84 führt der Strompfad über eine Verbindungsleitung 34 zu einem Thermobimetallstreifen 35, von diesem über eine flexible Verbindungsleitung 38 zu einem star­ ren Verbindungsleiterstück 39 und der zweiten Anschlußklemme 40. Zwischen den beiden Hauptkontaktstellen 25, 84 befindet sich ein als Fahne 48 ausgebildeter Lötstützpunkt, an dem ein Teil des Stromes abgezweigt wird. Dieser fließt durch einen Wider­ stand 43 mit positivem Temperaturkoeffizienten, ein Thermo­ bimetall 44, eine flexible Verbindungsleitung 51 zu der zweiten Anschlußklemme 40. An der Fahne ist außerdem ein Ende 54 des Spulendrahtes eines magnetischen Endauslösers 47 befestigt. Das andere Ende 55 des Spulendrahtes führt zu einem festen Kontakt­ stück 52, dem ein Kontaktstück 50 gegenüberliegt, das am freien Ende des Thermobimetalls 44 angebracht ist. Die beiden Kontakt­ stücke 50, 52 bilden eine im offenen Zustand dargestellte Hilfs­ kontaktstelle 46.

Die Anordnung, bestehend aus Widerstand 43, Thermobimetall 44, magnetischen Endauslöser 47 und Hilfskontaktstelle 46 wird hier als Selektivschutzauslöser bezeichnet.

Die Wirkungsweise der durch das Schaltschema angegebenen An­ ordnung ist folgende: fließt durch die Anordnung - über das Schlagankersystem 13, die beiden Hauptkontaktstellen 25, 84 und den Thermobimetallstreifen 35 - ein Überlaststrom, so lenkt der Thermobimetallstreifen 35 aus und verursacht, wie die Wirkungslinie 85 andeutet, eine Auslösung des Schaltschlosses 49. Dies führt zu einer bleibenden Öffnung der Hauptkontaktstellen 25, 84. Im Falle eines Kurzschlußstromes bewirkt das Schlagankersystem 13, wie die Wirkungslinie 86 andeutet, eine sofortige und direkte Öffnung der Hauptkontaktstellen 25, 84. Der Selektivschutzauslöser wird erst wirksam, wenn im Falle eines Kurzschlußstromes die Hauptkontaktstellen 25, 84 geöffnet sind und je ein Lichtbogen brennt und wenn der Durchlaßwert eines Kurzschlußstromes einen vorgegebenen Wert (Durchlaßwert D _K in Fig. 3) überschreitet. Dies kann entweder der Fall sein, wenn der Kurzschlußstrom sehr groß ist, oder wenn der Kurzschlußstrom über längere Zeit ununterbrochen oder in kurz aufeinanderfolgenden Intervallen auftritt. Das Thermobimetall 44 lenkt dann so weit aus, daß die Hilfskontaktstelle 46 geschlossen wird. In diesem Fall wird der magnetische Endauslöser 47 in den Hilfsstromkreis eingeschaltet. Er spricht an und löst, wie die Wirkungslinie 87 andeutet, das Schaltschloß 49 aus. Wie im Falle eines Überstromes führt auch dies (Wirkungslinie 88) zu einer bleibenden Öffnung der Haupt­ kontaktstellen 25, 84. Das Schließen der Hauptkontaktstellen 25, 84 ist dann lediglich durch das Handbetätigungsorgan 60 über das Schaltschloß 49 möglich.

Wie schon aus den Auslösekennlinien A _HS1 und A _HS2 der Thermo­ bimetalle 35, 44 ersichtlich ist, ist das Thermobimetall 44 des Selektivschutzauslösers empfindlicher als das Thermobimetall 35, welches im Hauptstromkreis liegt.

Der positive Temperaturkoeffizient des Widerstandes 43 schützt das Thermobimetall 44 vor großen Überströmen.

Claims (30)

1. Selbstschalter mit einem Überstrom- und einem Kurzschlußstromauslöser, die auf ein Schaltschloß (49) zum Zwecke einer Auslösung einer Stromunterbrechung einwirken, mit zwei Hauptkontaktstellen (25, 84), die durch zwei auf einem beweglich gelagerten Kontakthebel (41) befestigten beweglichen Kontaktstücken (42) gebildet sind, mit einem zusätzlichen Schlagankersystem (13) mit einer Magnetspule (14), einem Magnetkern, einem Magnet­ anker (17) und einem Schlagstift (16), der bei Kurz­ schlußströmen direkt und unverzögert auf den beweglichen Kontakthebel (41) schlägt und damit die beweglichen Kontaktstücke (42) von den ortsfesten Kontaktstücken (24) schnell und kurzzeitig ab­ hebt, dadurch gekennzeichnet,
daß der als Selektiv­ schutzauslöser ausgebildete Kurzschlußstromauslöser des Selbstschalters zwischen der dem bewegli­ chen Kontaktstück (42) der ersten Hauptkontaktstelle (25) zugeordneten Lichtbogenleitschiene (26) sowie einer zweiten Anschlußklemme (40) des Selbstschalters elek­ trisch angeschlossen ist und parallel zu der zweiten Hauptkontaktstelle (84) und dem Überstromauslöser, wel­ che in Reihe angeordnet sind, liegt,
daß der Kurzschluß­ stromauslöser aus einem mit einem elektrischen Wider­ stand (43) in Reihe geschalteten temperaturempfindli­ chen, einseitig eingespannten Auslöseelement (44), ins­ besondere einem Thermobimetall, und einem magnetischen Endauslöser (47) besteht,
daß die freie, dem Auslöseele­ ment (44) abgewandte Zuleitung des Widerstandes (43) an der Lichtbogengleitschiene (26) angeschlossen ist,
daß das nicht eingespannte Ende des Auslöseelementes (44) mit der zweiten Anschlußklemme (40) des Selbstschalters verbunden ist und ein erstes Kontaktstück (50) aufweist, dem ein zwei­ tes Kontaktstück (52) gegenüberliegt,
und daß parallel zu dieser Anordnung zwischen der Lichtbogenleitschiene (26) und dem zweiten Kontaktstück (52) die Spule des magnetischen Endauslösers (47) geschaltet ist, dessen Schlagstift (56) auf den Auslösehebel (37) des Schalt­ schlosses (49) einwirkt.

2. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente des Selbstschalters in einem zweiteiligen scha­ lenförmigen Gehäuse in Schmalbauweise angeordnet sind.

3. Selbstschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zusätzliche Schlagankersystem (13) in unmit­ telbarer Nachbarschaft zu der wenigstens einen Lichtbogenlösch­ einrichtung und im Bereich einer ersten Anschlußklemme (11) an­ geordnet ist.

4. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakthebel (41) an das Schaltschloß (49) abdeckenden Platinen (71) drehbar gelagert ist.

5. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltschloß (49) mit Handbetätigungs­ organ (60), Auslösehebel (37), Kontaktöffnungshebel (57) und Kontakthebel (41) so im Schaltergehäuse angeordnet ist, daß das Handbetätigungsorgan (60) in etwa mittig aus der Schalterfront­ seite (91) herausragt und daß der Kontakthebel (41) so vor der Schlagstiftaustrittsöffnung des zusätzlichen Schlagankersystems (13) angeordnet ist, daß bei Kurzschlußströmen der Schlagstift (16) direkt auf den Kontakthebel (41) schlägt und die Hauptkontaktstellen (25, 84) öffnet.

6. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösehebel (37) des Schaltschlosses (49) und der Kontakthebel (41) an zwei diametral gegenüberliegenden Seiten des Schaltschlosses (49) angeordnet sind und daß der Überstromauslöser und der Kurzschlußstromauslöser in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Auslösehebel (37) angeordnet sind und direkt auf diesen einwirken.

7. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Überstromauslöser und der Kurzschlußstrom­ auslöser im Bereich einer zweiten Anschlußklemme (40) angeordnet sind.

8. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (17) des zusätzlichen Schlag­ ankersystems (13) durch einen Permanentmagneten (19) in seiner Ausgangslage zurückgehalten wird und sich erst nach Überschreiten eines vorgegebenen Kurzschlußstromwertes losreißt und den Schlag­ stift (16) antreibt.

9. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontaktöffnungshebel (57) des Schalt­ schlosses (49) nur bei Auslösung des Schaltschlosses (49) auf den beweglichen Kontakthebel (41) einwirkt und das wenigstens eine bewegliche Kontaktstück (42) von dem wenigstens einen ortsfesten Kontaktstück (24) abhebt.

10. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei elektrisch in Reihe geschalteten Hauptkontaktstellen (25, 84) des Selbstschalters mit je einer zugehörigen Lichtbogenlöscheinrichtung ausgeführt sind.

11. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der beiden Hauptkontaktstellen (25, 84) der Kon­ takthebel (41) gabelförmig ausgebildet ist und sich an jedem Gabelende je ein bewegliches Kontaktstück (42) befindet.

12. Selbstschalter nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kontakthebel (41) vorzugsweise symmetrisch aus­ gebildet ist, wobei die Symmetrieebene (67) zwischen den beiden beweglichen Kontaktstücken (42) verläuft.

13. Selbstschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schaltschloß (49), insbesondere an dessen Platinen (71), eine ortsfeste Achse (70) befestigt ist, an welcher der Kontakthebel (41) drehbar gelagert ist, und daß diese Lagerstelle (69) des Kontakthebels (41) in dessen Symmetrieebene (67) an der den Kontaktstücken (42) abgewandten Seite so angebracht ist, daß die beiden Kontaktstücke (42) eine Pendelbewegung ausführen kön­ nen.

14. Selbstschalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kontakthebel (41) mittig, d. h. zwischen den Kontakt­ stücken (42) und der Lagerstelle (69), eine Pendelachse (72) an­ greift, an deren beiden Pendelachsenenden je eine Kontaktanpreß- Zugfeder (74) eingehängt ist.

15. Selbstschalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die der Pendelachse (72) abgewandten Enden der Kontaktanpreß- Zugfeder (74) in je ein ortsfestes Widerlager (75), welche an den das Schaltschloß (49) abdeckenden Platinen (71) angeformt sind, eingehängt sind.

16. Selbstschalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinien zwischen dem Angriffspunkt der Pendel­ achse (72) und der Lagerstelle (69) des Kontakthebels (41) und die Verbindungslinie zwischen dem Angriffspunkt der Pendelachse (72) und dem ortsfesten Widerlager (75) einen spitzen Winkel einschlie­ ßen.

17. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 14 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß der bewegliche, gabelförmige Kontakt­ hebel (41) durch ein U-förmiges Kontaktteil (61) gebildet ist, dessen beide Schenkel die beweglichen Kontaktstücke (42) tragen und an dessen Verbindungsschenkeln (62) zwei Winkelstücke be­ festigt sind, deren jeweils erster Winkelschenkel (64) flach auf dem U-förmigen Kontaktteil (61) aufliegt und deren jeweils zweiter Winkelschenkel (66) senkrecht hierzu in der Symmetrie­ ebene (67) liegt, und daß die in der Symmetrieebene (67) liegen­ den zweiten Winkelschenkel (66) miteinander verbunden sind und zur Aufnahme der Pendelachse (72) und als Lagerstelle (69) des Kontakthebels (41) Bohrungen aufweisen.

18. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltschloß (49) einen doppel­ schenkligen Kontaktöffnungshebel (57) aufweist, dessen beide freie Schenkelenden je eine Nase (58) tragen, die wenigstens hinter einen Schenkel eines wenigstens einschenkligen Kontakt­ hebels (41) greifen, so daß bei Auslösung des Schaltschlosses (49) der Kontaktöffnungshebel (57) mittels seiner Nasen (58) den Kontakthebel (41) aus der Schließstellung auslenkt und die Hauptkontaktstellen (25, 84) öffnet.

19. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lagerung des Kontakthebels (41) so ausgebildet ist, daß der Konntakthebel (41) soweit ausgelenkt werden kann, daß der Abstand zwischen den ortsfesten Kontakt­ stücken (24) und den beweglichen Kontaktstücken (42) ein durch die Auslösung des Schaltschlosses (49) bewirktes Kontaktöffnungsmaß überschreiten kann.

20. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß der Selbstschalter zwei Hauptkontakt­ stellen (25, 84) mit zwei Lichtbogenlöscheinrichtungen aufweist und daß die beiden Lichtbogenlöscheinrichtungen beidseitig einer Trennwand aus Isolierstoff angeordnete Löschkammern aufweisen.

21. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Lichtbogenlöscheinrichtung je einen zwischen zwei Lichtbogenleitschienen (23, 26) angeordneten Lösch­ blechstapel (27) aufweist, deren Deionbleche über die Leitschie­ nenenden (31) hinausragen.

22. Selbstschalter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Löschblechstapel (27) an der der Eintrittsseite des Licht­ bogens abgewandten Seite durch eine Isolierstoffplatte (28) abge­ deckt ist, die vorzugsweise aus einem bei Erwärmung stark gasendem Material besteht.

23. Selbstschalter nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffplatte (28) aus Plexiglas besteht.

24. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 22 oder 23, da­ durch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffplatte (28) Durchbrüche (29) aufweist.

25. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 24, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des Selbstschalters Ent­ lüftungsöffnungen (33) aufweist, die labyrinthartig durch ver­ setzte Stege im Selbstschaltergehäuse an dessen der wenigstens einen Lichtbogenlöscheinrichtung liegenden Seite ausgebildet sind.

26. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Auslöseelement (44) des Kurzschlußstromaus­ lösers empfindlicher ist als der Überlaststromauslöser.

27. Selbstschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (43) aus einer Chrom- Aluminium-Legierung besteht.

28. Selbstschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zu dem das Auslöseelemet bildenden Thermobimetall (44) ein Verbin­ dungsleiterstück (39), welches elektrisch zwischen dem freien Ende des Thermobimetalls (44) und der zweiten Anschlußklemme (40) des Selbstschalters eingeschaltet ist, in geringem Abstand, parallel und auf der Seite des Thermobimetalls (44), zu der sich dieses ausbiegt, angeordnet ist.

29. Selbstschalter nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermobimetall (44) wenigstens teilweise aus ferromagneti­ schem Material besteht.

30. Selbstschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Elemente des Selbst­ schalters in einem zweiteiligen, schalenförmigem Gehäuse in Schmalbauweise mit rechteckigem Gehäuseprofil angeordnet sind,
daß im Bereich einer ersten Anschlußklemme (11) hintereinander (in Richtung der Selbstschalterbreite) beidseitig einer Trennwand aus Isolierstoff zwei Lichtbogenkammern angeordnet sind,
daß ebenfalls im Bereich der ersten Anschlußklemme (11) in un­ mittelbarer Nachbarschaft zu den beiden Lichtbogenkammern und durch einen Isolierstoffsteg (92) von diesem getrennt sich ein zusätzliches Schlagankersystem (13) befindet, dessen Schlagstift (16) bei Kurzschlußströmen unverzögert auf einen unmittelbar neben dem Schlagankersystem (13) befindlichen gabelförmigen Kontakthebel (41) mit zwei beweglichen Kontaktstücken (42) schlägt,
daß der Kontakthebel (41) an einem Schaltschloß (49), welches sich vor der Schlagstiftaustrittsöffnung des Schlagankersystems (13) befindet und dessen Handbetätigungsorgan (60) in etwa mittig aus der Schalterfrontseite (91) austritt, befestigt und drehbar ge­ lagert ist,
daß an dem Schaltschloßgehäuse diametral zur Lagerstelle (69) des Kontakthebels (41) ein Auslösehebel (37) angebracht ist, der das Schaltschloßgehäuse überragt,
daß ein einseitig eingespannter Überstromauslöser, der insbeson­ dere ein Thermobimetallstreifen (35) ist, nahe einer im Bereich einer zweiten Anschlußklemme (40) befindlichen Schaltergehäuse­ wandung und parallel zu dieser angeordnet ist und mit seinem freien Ende direkt auf den Auslösehebel (37) einwirkt, und
daß der Kurzschlußstromauslöser als Selektivschutzauslöser ausge­ bildet ist, dessen magnetischer Endauslöser (47) ebenfalls direkt auf den Auslösehebel (37) einwirkt.