DE3323474C2 - Stromkreisunterbrecher - Google Patents
StromkreisunterbrecherInfo
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- H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
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- H01H73/18—Means for extinguishing or suppressing arc
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stromkreisunterbrecher nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Strom
kreisunterbrecher sind imstande, einen zugeordneten Strom
kreis zu unterbrechen, wenn ein Kurzschluß auftritt oder
wenn ein Überstrom fließt, der höher bleibt als der Nenn
strom, insbesondere einen Stromkreisunterbrecher, der
hinsichtlich des Strombegrenzungseffektes wesentlich ver
bessert ist, so daß er jede Art Stromkreis zuverlässig
schützen kann, und zwar besonders auch Stromkreise, die
Elemente wie Halbleiter enthalten, die keine Kurzschlüsse
vertragen können.
Ein bekannter Stromkreisunterbrecher gemäß US-PS 33 29 913
oder JP-OS 18 258/1966 umfaßt einen feststehenden Kontakt
geber, der einen festen Kontakt trägt, einen bewegbaren
Kontaktgeber, der einen beweglichen Kontakt trägt und mit
dem feststehenden Kontakt in Berührung kommen kann, und
einen handbetätigbaren Kontaktöffnungs- und -schließmechanismus,
der normalerweise betätigbar ist, um den bewegbaren Kontakt
geber von dem feststehenden Kontaktgeber zu trennen, und
eine Auslöseeinrichtung enthält, durch die der bewegliche
Kontaktgeber von dem feststehenden Kontaktgeber zwangs
weise getrennt wird, ferner mit einer elektromagneteischen
Vorrichtung, die entsprechend auf den Kurzschlußstrom und
Überstrom wirksam wird, um einen Anker anzuziehen, der
an die Auslöseeinrichtung angeschlossen ist, und einer
Bogenlöscheinrichtung, die angrenzend an die Kontaktgabe-
und Kontakttrennstelle zwischen dem feststehenden und dem
beweglichen Kontakt angeordnet ist.
Die Kontakte sind also normalerweise geschlossen und wer
den durch den handbetätigten Kontaktöffnungs- und -schließ
mechanismus geöffnet, welcher den beweglichen Kontaktgeber
relativ zu dem feststehenden Kontaktgeber bewegt, während
diese Kontakte beim Auftreten eines Kurzschlusses oder bei
andauerndem Überstrom, der den Nennstrom überschreitet,
durch die Auslöseeinrichtung geöffnet werden, welche den
beweglichen Kontaktgeber von dem feststehenden Kontakt
geber trennt,w ozu die elektromagnetische Vorrichtung
wirksam wird und den Anker anzieht. Ein beim Kontaktöff
nen bestehender Lichtbogen wird gegen die Bogenlöschein
richtung verdrängt, um darin aufgeteilt, abgekühlt und
gelöscht zu werden.
Bei den bekannten Unterbrechern ist jedoch eine relativ
lange Zeit erforderlich, bis eine vollständige Bogenlö
schung erreicht ist, nachdem der bewegliche Kontaktgeber
durch die Auslöseeinrichtung von dem feststehenden Kon
taktgeber getrennt wurde, insbesondere wenn die elektro
magnetische Vorrichtung wirksam wurde, und zwar aufgrund
des Kurzschlußstromes, der zum Anziehen des Ankers geführt
hat. Beispielsweise ist aufgrund dieses Umstandes die
Bogenlöscheinrichtung nur neben der Stelle angeordnet,
wo das Kontaktöffnen und -schließen stattfindet, was dazu
führt, daß eine relativ lange Zeit erforderlich ist, um
den Lichtbogen durch eine magnetische Treibkraft zu der
Bogenlöscheinrichtung hin zu verdrängen, so daß es lange
dauert, bis eine vollständige Bogenlöschung erreicht ist;
die gesamte Vorrichtung arbeitet somit unbefriedigend. Es
bestand also das Problem, wenn ein zu unterbrechender
Stromkreis Elemente wie Halbleiterbauteile enthält, die
nur geringe Spannungen aushalten, daß diese Bauelemente
durch die Hochspannung beschädigt werden, die an ihnen
beim Auftreten eines Kurzschlußstromes anliegen. Bei
Stromkreisunterbrechern der angesprochenen Art wird ange
strebt, daß der bewegliche Kontaktgeber schnell von dem
feststehenden Kontaktgeber getrennt wird, insbesondere
zum Zeitpunkt des Wirksamwerdens der elektromagnetischen
Vorrichtung ansprechend auf einen Kurzschlußstrom, wobei
die Bogenlöschung innerhalb einer extrem kurzen Zeit er
folgen soll, so daß der Strombegrenzungseffekt bedeutend
verbessert werden kann und eine problemlose Anwendung in
Stromkreisen erfolgen kann, die Bauelemente enthalten,
welche nur geringen Spannungen widerstehen.
Aus der GB-PS 20 40 573 ist ein Stromkreisunterbrecher
der eingangs angegebenen Art bekannt, bei dem eine Fe
der am unteren Ende des beweglichen Kontaktarmes an
greift, so daß der bewegliche Kontaktarm relativ zu dem
Verbindungsarm entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt
wird, also in einer solchen Richtung, daß der bewegliche
Kontakt in Schließstellung beaufschlagt wird. Wird nun
ein Arm des beweglichen Kontaktarmes durch den Anker
angestoßen, so wird der bewegliche Kontaktarm entgegen
der Wirkung der Feder relativ zu dem Verbindungsarm ver
schwenkt. Erst anschließend gelangt der Verbindungsarm
auch in eine Öffnungsstellung, indem sein rückwärtiges
Ende durch einen Schlitz geführt wird. Die Stoßwirkung
des Ankers wird daher nicht auf den Verbindungsarm über
tragen, so daß diese Stoßwirkung nur eine Beschleunigung
des Öffnungsvorganges in der Anfangsphase herbeiführen
kann.
Überdies ist bei dem bekannten Stromkreisunterbrecher
die Beschleunigung der Öffnungsbewegung durch das
Anstoßen des Ankers nur im Kurzschlußfalle vorhanden.
Die elektromagnetische Auslösung spricht nur auf
Kurzschlußströme an, während für Stromüberlastung
ein getrenntes Bimetallelement vorgesehen ist.
Dieses Bimetallelement bewirkt aber nur eine Ent
riegelung des Verbindungsarmes. Auch im Falle von
Stromüberlastung ist aber eine Beschleunigung der
Öffnungsbewegung erwünscht, um den Kontaktabbrand
möglichst gering zu halten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei
einem Stromkreisunterbrecher der im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 angegebenen Art eine Beschleunigung
der Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktarmes
sowohl im Kurzschlußfalle als auch bei Stromüber
lastung zu erreichen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches.
Durch die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombi
nation nach der Erfindung ist gewährleistet, daß die Stoß
wirkung des Ankers sowohl im Kurzschlußfalle als auch
bei Stromüberlastung auf den Verbindungsarm übertragen
wird, der seinerseits die Öffnungsbewegung über das
Schwenklager auf den beweglichen Kontaktarm überträgt.
Der Kontaktarm wird nun durch die Feder, anders als beim
gattungsbildenden Stand der Technik, auch in bezug auf
den Verbindungsarm von dem feststehenden Kontakt fort
bewegt. Es treten also keine gegensinnigen Bewegungen
von Verbindungsarm und beweglichem Kontaktarm auf. Das
Angreifen des Ankers am Verbindungsarm statt am beweg
lichen Kontaktarm wird durch die Verwendung des Auslöse
hebels ermöglicht, so daß ein geeigneter Übertragungs
weg vom Anker sowohl auf das Rastelement als auch auf
den beweglichen Kontaktarm ermöglicht wird.
Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand
der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Strom
kreisunterbrechers;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht des
in Fig. 1 gezeigten Stromkreisunterbrechers, wobei eine
der beiden Hälften des teilbaren Gehäuses entfernt ist;
Fig. 3 ist eine Perspektivansicht des in seine Einzelteile
zerlegten Stromkreisunterbrechers, dessen Gehäuse entfernt
ist;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht längs Linie IV-IV in
Fig. 1;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht, welche nur die
Hauptelemente von Fig. 4 zeigt, und zwar im geschlossenen
Kontaktzustand;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht ähnlich
Fig. 5, in einem solchen Zustand, daß die elektromagneti
sche Vorrichtung des genannten Stromkreisunterbrechers
aufgrund eines Überstromes vollständig betätigt ist;
Fig. 7 ist eine Rückansicht des Stromkreisunterbrechers;
Fig. 8 ist eine Schnittansicht längs Linie VIII-VIII in
Fig. 2; und
Fig. 9 ist eine Schnittansicht längs Linie
IX-IX in Fig. 2.
Es wird nun auf die Zeichnung Bezug genommen. Ein Strom
kreisunterbrecher 10 ist mit einem elektromagnetischen Antrieb
11, einem handbetätigbaren Kontaktöffnungs-
und -schließmechanismus (Auslösemechanismus) 12 versehen, der einen wirkungs
mäßig an den elektromagnetischen Antrieb 11 angekoppel
ten Auslösemechanismus enthält und in den Auslösezustand
gebracht werden kann, wenn ein hoher Strom fließt; er ent
hält ferner einen
beweglichen Kontaktarm 14 und einen fest
stehenden Kontaktträger 15, um einen beweglichen Kontakt 16
des beweglichen Kontaktarms 14 mit einem feststehenden
Kontakt 17 des feststehenden Kontaktgebers in Berührung
zu bringen und von diesem wieder zu trennen, wenn der
handbetätigbare Kontaktöffnungs- und -schließmechanismus
12 betätigt wird; ferner enthält er eine Bogenlöschein
richtung 18, die es ermöglicht, daß wenigstens ein Teil
des beweglichen Kontaktarms, an dem der bewegliche Kon
takt 15 befestigt ist, durch sie hindurchbewegt wird,
wenn der bewegliche Kontaktarm 14 seine Kontaktöffnungs
bewegung ausführt.
Die vorstehend beschriebene Anordnung wird nun anhand
einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weiter
im einzelnen erläutert. In dem elektromagnetischen Antrieb
11 ist ein rechtwinkliges Joch 20 aus Magnet
material vorgesehen, mit einem Zylinder 22, auf den eine
Spule 21 zur Detektion eines Überstromes aufgewickelt
und welcher an dem Joch 20 befestigt ist. In dem Zylin
der 22 ist ein Magnetkopf 23 im wesentlichen in der Mitte
befestigt; ein erster Tauchanker 24, der durch ein vis
koses Medium und eine Feder belastet ist, und ein zwei
ter Tauchanker 25 sind einander gegenüber angeordnet,
während sich der Magnetkopf 23 zwischen ihnen befindet.
Ein durch die Spule 21 fließender Überstrom bewirkt, daß
anfangs der erste Tauchanker 24 an den Magnetkopf 23 an
gezogen wird, während eine Verzögerungswirkung aufgrund
der Viskosität des fluiden Mediums und der Federbelastung
auftritt, und dann wird der zweite Tauchanker 25 eben
falls an den Magnetkopf 23 angezogen, und zwar mit ver
größerter Magnetkraft. Wenn aber ein sehr hoher Strom
wie ein Kurzschlußstrom in der Spule 21 fließt, so wird
der Tauchanker 25 sofort an den Magnetkopf 23 angezogen,
ohne daß erst das Anziehen des ersten Tauchankers 24 an
den Magnetkopf 23 abgewartet wird. Eines der herausge
führten Enden der Spule 21 steht aus dem Joch heraus und
ist mit einem Anschlußdraht 26 von ausreichender Flexi
bilität verbunden, während das andere herausgeführte Ende
von dem Joch 20 ausgehend nach unten verlängert und an
einem metallischen Anschlußteil 27 des Stromkreisunter
brechers befestigt ist. Bezüglich Einzelheiten der genann
ten elektromagnetischen Vorrichtung wird auf
die DE-OS 32 13 090
verwiesen.
Am oberen Ende eines Seitenteils des Joches 20 ist ein
Rahmen 28 vorgesehen, der den handbetätigbaren Kontakt
öffnungs- und -schließmechanismus einschließlich des
Auslösemechanismus lagert und einteilig mit dem oberen
Querteil des Jochs 20 so verbunden ist, daß er diesen
verlängert. Der Rahmen 28 umfaßt zueinander parallele
senkrechte Rahmenteile 29 und 30, von denen der eine
kurz und der andere lang ist. In dem Rahmenteil 29 sind
Lagerlöcher 32 und 33 für eine Welle am vordersten Ende
31 und in der rückseitigen oberen Ecke vorgesehen, während
ein weiteres Lagerloch 34 für eine Welle in dem rückwär
tigen Teil unter dem Loch 33 vorgesehen ist. Der lange
Rahmenteil 30 ist seinerseits mit einem Lagerloch 36 für
eine Welle in einem verbreiterten Teil 35 an einer Stelle
versehen, die der Verlängerung 31 des kurzen Rahmenteils
29 entspricht, während Lagerlöcher 37 und 38 für eine
Welle im rückwärtigen Teil an den Stellen angebracht sind,
welche de Löchern 33 und 34 des kurzen Rahmenteils 29
entsprechen. In dem Rahmenteil 30 ist ferner eine Gleit
öffnung 39 von der Form eines umgekehrten L so angeordnet,
daß sie einen bogenförmigen Rand 40 aufweist, während die
Endspitze im wesentlichen senkrecht abgebogen ist. Dieser
abgebogene Teil 41 ist an seinem oberen Rand mit einem
Eingriffsteil 42 und an seinem unteren Rand mit einer sich
waagerecht erstreckenden Lichtbogen-Führungsverlängerung 43
in Form einer kleinen Platte versehen.
Der handbetätigbare Kontaktöffnungs- und -schließmechanis
mus 12 weist einen (Hand-)Betätigungshebel 44 mit einem Lagerloch
46 für eine Welle in der Mitte eines unteren zylindrischen
Teil 45 auf, welches an einem Teil seines Umfangs mit
einem verbreiterten Teil 48 versehen ist, durch das ein
Loch 47 hindurchführt. Der Betätigungshebel 44 ist drehbar
in dem Rahmen 28 auf einer Welle 49 gelagert, die durch
das Loch 46 hindurchführt. Der Betätigungshebel 44 ist drehbar
in dem Rahmen 28 auf einer Welle 49 gelagert, die durch
das Loch 46 hindurchführt und in den Lagerlöchern 32 und
36 der beiden Rahmenteile 29 und 30 gelagert ist. In das
hindurchführende Loch 47 ist ein Schenkel 51 eines U-för
migen Verbindungsstiftes 50 eingesetzt, und das freie Ende
dieses Schenkels 51 ist frei in die L-förmige Gleitöffnung
39 des langen Rahmenteils 30 eingeführt, um entlang dem
bogenförmigen Rand 40 zu gleiten. Der andere Schenkel 52
des Verbindungsstiftes 50 ist durch die Wellenlagerlöcher
57 und 58 von Vorsprüngen 55 und 56 hindurchgeführt, die
einander gegenüber an einem Verbindungsarm 54 gebildet
sind, während sein freies Ende frei in die Gleitöffnung 39
eingeführt ist, so daß es entlang dem senkrechten Teil
derselben gleiten kann.
Der Verbindungsarm 54 ist seinerseits mit einem Basisteil
59 versehen, der von der Rückseite betrachtet die Form
eines umgekehrten U aufweist und mit einer Einsetzöffnung
60 versehen ist. Vom vorderen Ende des Basisteils 59 gehen
zueinander parallele, senkrecht nach unten verlängerte
Arme 61 und 62 aus, an denen Fortsätze 55 und 56 gebildet
sind und die einteilig mit dem Basisteil ausgebildet sind.
Wellenlagerlöcher 63 und 64 sind in den freien Enden der
Arme 61 und 62 angebracht. Einer der Arme ist mit einer
Anstoßfläche 65 versehen, die vom unteren Rand L-förmig
abgebogen ist und sich in bezug auf die Senkrechte leicht
geneigt nach oben erstreckt, und mit einem Anschlagvor
sprung 66, der an der oberen Kante L-förmig abgebogen
ist, so daß er sich im wesentlichen waagerecht erstreckt.
Eine Lagerwelle 67 ist in den Wellenlagerlöchern 63 und
64 an den Enden der Arme 61 und 62 gelagert und durch
eine Lagerbohrung 68 des beweglichen Kontaktarms 14
hindurchgeführt, welcher eine abgewinkelte Gestalt auf
weist und über den Anschlußdraht 26 mit dem einen Ende
der Detektorspule 21 verbunden ist, wobei der bewegliche
Kontaktgeber 14 schwenkbar an dem Verbindungsarm 54 ge
lagert ist. An einer sich über dem Wellenlagerloch 68 des
beweglichen Kontaktgebers 14 befindlichen Stelle ist ein
verbreiterter Teil 70 mit einem Einsetzloch 69 nach oben
vorstehend vorgesehen, während der bewegliche Kontakt 16,
der vorzugsweise aus einem gut leitfähigen Kontaktmaterial
gebildet ist, an dem freien Ende des unteren Randes be
festigt ist.
Der bewegliche Kontakt 16 des beweglichen Kontaktarms 14
ist so angeordnet, daß er mit dem feststehenden Kontakt 17
in Berührung kommen kann, der vorzugsweise aus einem gut
leitfähigen Material gebildet und an dem feststehenden
Kontaktträger 15 befestigt ist, der unter dem beweglichen Kon
taktarm 14 angeordnet ist. Der feststehende Kontaktträger
15 ist seinerseits an dem Schenkel eines U-förmigen
Teils 71, an dem der feststehende Kontakt 17 befestigt ist,
nach unten zu der Bogenlöscheinrichtung 18 hin geneigt,
um auf diese Weise ein Bogenführungsteil 72 zu bilden,
das sich weiter nach unten bis zu einer Stelle erstreckt,
die dem Lichtbogen-Führungsteil 43 des Rahmens 28 gegen
überliegt, während ein Verbindungsteil 74, das einteilig
mit einem Metallanschluß 73 ausgebildet ist, sich von dem
anderen Schenkel des U-förmigen Teils 71 erstreckt und
L-förmig gebogen ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine An
ordnung vorgesehen, um die Funktion des Auslösemechanismus
positiv zu unterstützen und zu beschleunigen, so daß die
Kontaktöffnungsbewegung des beweglichen Kontaktarms 14
beschleunigt wird. Es wird weiter auf den Auslösemechanis
mus Bezug genommen. ein Auslösehebel (Verriegelungsarm 76) des Auslöse
mechanismus ist schwenkbar auf einer Achse (Lagerwelle 75) ange
ordnet, die in den Wellenlagerlöchern 33 und 37 des Rah
mens 28 gelagert ist. Dieser Verriegelungsarm 76 weist einen
Basisteil 78 mit einer Kerbe 77 auf, in welcher der Kopf
teil des zweiten Tauchankers 25 der elektromagnetischen
Vorrichtung 11 in Eingriff kommt, und zwei Arme 79, 80
erstrecken sich vom vorderen Ende des Basisteils 78 aus
in senkrechter Richtung und parallel zueinander; die
Lagerwelle 75 ist in Wellenlagerlöchern 81 und 82 gela
gert, die in den Armen 79 und 80 angebracht sind. Der
Verriegelungsarm 76 ist an dem Rahmen 28 in der bereits
angegebenen Weise schwenkbar gelagert. Der eine Arm 79
ist nach unten verlängert und L-förmig abgebogen, und ein
Anstoßteil 83 steht so ab, daß er die Anstoßzunge 65 des
Verbindungsarmes 54 anstoßen kann, um diese vorwärtszube
wegen. Auf der Lagerwelle 75 und über die Wellenlager
löcher 85 und 86 ist ferner ein Rastelement 84 gelagert,
das von der Seite gesehen L-förmig ist und gemeinsam mit
dem Verriegelungsarm 76 seine Funktion ausübt, wobei eine
Verlängerung dieses Rastelementes 84 als Arm 87 ausge
bildet ist, der normalerweise einen geringen Abstand von
der unteren Oberfläche des Basisteils 78 des Verriege
lungsarmes 76 aufweist, bei Betätigung jedoch mit diesem
in Eingriff kommen kann; die andere Verlängerung erstreckt
sich nach unten in Form eines Schenkels 89, an dem ein
Haken 88 gebildet ist, welcher in die Einsetzöffnung 60
des Verbindungsares 54 hineinragt und an einer Kante
derselben zum Eingriff kommt.
Um die Lagerwelle 49 des Betätigungshebels 44 herum ist
eine Schraubenfeder 90 angeordnet, die auf diesen Betä
tigungshebel 44 stets eine drehende Kraft ausübt,
welche in Richtung der Kontaktöffnungsbewegung wirksam
ist, also bei Fig. 2 im Uhrzeigersinn; diese Feder greift
an ihrem einen Ende an einer abgewinkelten Kante der
Gleitöffnung 39 und an ihrem anderen Ende an dem Schenkel
51 des Verbindungsstiftes 50 an, wobei die Feder durch
eine halbringförmige Führung 53 am unteren Teil 45 des
Betätigungshebels 44 geführt ist. An dem freien Angriffs
ende 42 des langen Rahmenteils 30 des Rahmens 28 greift
ferner ein Ende einer Rückholfeder 91 an, deren anderes
Ende an dem Einsetzloch 69 des beweglichen Kontaktgebers
19 angreift, so daß dieser Kontaktgeber 14 stets mit
einer Kraft belastet wird, die in Richtung der Trennung
von dem feststehenden Kontaktgeber 15 wirksam ist. Ferner
sind eine dem Verriegelungsarm zugeordnete Feder 92 und
eine dem Rastelement zugeordnete Feder 93 auf der Lager
welle 75 des Verriegelungsarms 76 angeordnet, wobei die
Feder 92 an ihrem einen Ende an der Unterseite des Basis
teils 78 des Verriegelungsarms 76 und an ihrem anderen Ende
an einer Welle 94 angreift, die in den Wellenlagerlöchern
34 und 38 des Rahmens 28 gehaltn ist, so daß der Verrie
gelungsarm 76 stets entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 2
beaufschlagt wird, also in der Richtung, in welcher der
zweite Tauchanker 25 nach oben gezogen wird. Die dem
Rastelement zugeordnete Feder 93 greift an ihrem einen
Ende an der Welle 94 und an ihrem anderen Ende an einem
geeigneten Teil des Rahmens 28 an, z. B. am Umfangsrand
eines kreisrunden Loches 25, das in dem langen Rahmen
teil 30 angebracht ist, so daß das Rastelement 84
stets entgegen dem Uhrzeigersinn beaufschlagt wird, also
mit dem Verbindungsarm 54 in Eingriff kommen kann.
Zwischen der die Führung des Lichtbogens bewirkenden
Verlängerung 43 des Rahmens 28 und dem Bogenführungsteil
72 des feststehenden Kontaktgebers 15 ist die Bogenlösch
einrichtung angeordnet, die gemäß der Erfindung in beson
derer Weise ausgebildet und angeordnet ist. Diese Bogen
löscheinrichtung 18 ist mit einer Aussparung 96 versehen,
durch die hindurch das freie Ende des beweglichen Kontakt
gebers 14 bewegt werden kann; sie enthält eine Mehrzahl
von Entionisierungsblechen 97, die U-förmig und flach aus
gebildet sowie in geringem Abstand voneinander angeordnet
sind. Diese Entionisierungsbleche 97 sind zwischen zwei
Seitenplatten 98 und 99 gehalten und an ihren Endrändern
mit einer Abschlußplatte 100 versehen, die an den Seiten
platten 98 und 99 befestigt ist. Eine Gasabführöffnung 101
ist in der Abschlußplatte 100 angebracht. In der Mitte
dieser Öffnung 101 ist ein plattenförmiges Teil 102 gegenüber der Aus
sparung 96 der Entionisierungsbleche 97 vorgesehen, um
die direkte Abführung zu hemmen.
Ein Gehäuse 103 zur Aufnahme aller vorstehend beschriebe
nen Bestandteile bildet einen Gehäuseraum mit zwei zusam
mengesetzten Gehäusehälften 104 und 105, die jeweils mit
einer Kerbe zur Bildung eines rechtwinkligen Schlitzes
106 in einer Abschlußwand auf derjenigen Seite versehen
sind, auf der die Bogenlöscheinrichtung 18 angeordnet ist,
wenn diese miteinander in Eingriff sind. Der Schlitz 106
ist hinter dem plattenförmigen Teil 102 angeordnet, wel
ches eine direkte Abführung hemmt. Das Gehäuse 103 ist
ferner an seiner Oberseite mit einem Durchführungsloch 107
für den herausstehenden Betätigungshebel 44 versehen, wel
ches dessen Drehwinkel begrenzt, während der untere Teil
45 des Betätigungshebels 44 unmittelbar unter dem Loch 107
drehbar gelagert ist. Auf der Innenseite des Gehäuses 103
ist ein Vorsprung vorgesehen, der geeignet ist, die Dreh
bewegung des Verbindungsarms 54 zu begrenzen, und der mit
dem Anschlagvorsprung 66 dieses Armes 54 in Eingriff ist;
ein quadratischer Pfosten 108, auf den der U-förmige Teil
71 des feststehenden Kontaktgebers 15 aufgesetzt werden
kann und vorzugsweise eine vorspringende Wand zum Isolie
ren des Kontaktgebers von der Umgebung des Verbindungs
drahtes 26 auf der dem Pfosten gegenüberliegenden Seite
sind vorgesehen. Im Inneren des Gehäuses 103 sind ferner
abgebogene Teile 109 und 110 vorgesehen, an denen die
elektromagnetische Vorrichtung 11 und die Bogenlöschein
richtung 18 in kompakter und stabiler Weise gehaltert
sind. Ein elastisches Teil wie eine Feder kann an dem
obengenannten, festliegenden Vorsprung befestigt sein,
so daß der Verbindungsarm 54 zurückgestoßen wird, wodurch
es ermöglicht wird, die Drehbewegung des Verbindungsarms
54 zu unterstützen, wenn dieser sich entgegen dem Uhrzei
gersinn dreht, nachdem er eine schnelle Drehung im Uhr
zeigersinn ausgeführt hat.
Es wird nun die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung
weiter erläutert. Wenn der Betätigungshebel 44 des hand
betätigbaren Kontaktöffnungs- und -schließmechanismus
sich in der in Fig. 2 oder 4 gezeigten Stellung befindet,
also in der Zeichnung nach rechts verdreht ist, befindet
sich der eine Schenkel 51 des Verbindungsstiftes 50 am
obersten Ende des bogenförmigen Randes 40 der Gleitöff
nung 39, während der andere Schenkel 52 sich im oberen
Bereich des anderen senkrechten Teils der Öffnung 29 be
findet; daß zusätzlich die Vorspannkraft der Rückholfeder
91 wirksam ist, werden der Verbindungsarm 54 und der be
wegliche Kontaktgeber 14 nach oben bewegt. Folglich wird
der bewegliche Kontakt 16 des beweglichen Kontaktgebers
14 in dem Kontaktöffnungs- und -schließabschnitt 13 von
dem feststehenden Kontakt 17 des feststehenden Kontakt
gebers 15 getrennt, so daß der Stromkreisunterbrecher
in den Kontaktöffnungszustand gelangt. In diesem Zustand
ist jede Aufwärtsbewegung des Verbindungsarms 54, die
größer als erforderlich wäre, durch den Vorsprung am
Gehäuse verhindert. Wenn hingegen der Betätigungshebel 44
aus der in den Fig. 2 und 4 gezeigten Stellung in die
in Fig. 5 gezeigte Stellung verdreht wird, also entgegen
der Vorspannkraft der Schraubenfeder 90 auf der Lager
welle 49 des Betätigungshebels und entgegen der Kraft der
Rückholfeder 91, wird dieser Betätigungshebel 44 in seiner
entgegen dem Uhrzeigersinn verdrehten Stellung angehalten,
wobei die Vorspannkräfte der Federn 90 und 91 überwunden
werden, wenn die Stellung des einen Schenkels 51 des Ver
bindungsstiftes 50, der in das durchführende Loch 47 des
verbreiterten Teils 48 am unteren Teil 45 des Betätigungs
hebels eingeführt ist, eine Linie überschritten hat, wel
che die Lagerwelle 49 des Betätigungshebels und den ande
ren Schenkel 52 des Verbindungsstiftes 50 verbindet, so
daß der Betätigungshebel dort festgehalten wird. Dadurch
erreicht der eine Schenkel 51 des Verbindungsstiftes 50
den unteren Teil des bogenförmigen Randes der Gleitöffnung
39, und der andere Schenkel 52 erreicht den unteren Teil
des senkrechten Bereichs der Öffnung 39, so daß der Ver
bindungsstift 50 sich in einem im wesentlichen senkrech
ten Zustand befindet, in welchem der Haken 88 des Rast
elementes 84 an der Kante der Einsetzöffnung 60 des Ver
bindungsarms 54 in Eingriff ist; der Verbindungsarm 34
sowie der an diesen über die Lagerwelle 67 angekoppelte
bewegliche Kontaktgeber 14 werden beide verdreht, so daß
sie sich vorwärts neigen, bis der bewegliche Kontakt 16
mit dem feststehenden Kontakt in Berührung kommt und der
Kontaktschließzustand erreicht ist. Es ist dann ein elek
trischer Stromkreis geschlossen über den metallischen
Anschluß 27, die Spule 21, den Verbindungsdraht 26, den
beweglichen Kontaktgeber 14, den beweglichen Kontakt 16,
den feststehenden Kontakt 17, den feststehenden Kontakt
geber 15 und den metallischen Anschluß 37.
Wenn ein Überstrom fließt, z. B. ein Strom, der 1,15mal
größer ist als der Nennstrom, und wenn dieser Strom bei
dem in Fig. 5 gezeigten Kontaktschließzustand andauert,
so wird anfangs der Magnetkopf 23 durch die Spule 21 in
der elektromagnetischen Vorrichtung 11 erregt, wobei der
erste Tauchanker 24 nach und nach an den Magnetkopf 23
angezogen wird. Dadurch wird der magnetische Leitwert
des durch das Joch 20 verlaufenden Magnetkreises vergrößert,
so daß der zweite Tauchanker 25, der sich normalerweise in
seiner oberen Stellung befindet und dort durch den Verrie
gelungsarm 76 aufgrund der Federbelastung durch die
entsprechende Feder 92 gehalten wird, gegen den Magnet
kopf 23 gezogen wird, und dabei die Federkraft überwindet.
Gleichzeitig werden der Verriegelungsarm 76 und das Rast
element 84 mit der Lagerwelle 75 als Zentrum verdreht, der
Haken 88 des Rastelementes 84 kommt von dem Rand der Öff
nung 60 des Verbindungsarms 54 frei, und die Anstoßzunge
65 des Verbindungsarms 54 wird, wie in Fig. 6 gezeigt,
durch den Anstoßfuß 83 des Verriegelungsarms 76 angestoßen,
um nach oben bewegt zu werden. Auf den Verbindungsarm 54
wirkt daher aufgrund des beschriebenen Anschlagens und der
Vorschubbewegung eine hohe Anstoßkraft ein, so daß eine
wesentliche Wirkung der Erfindung erzielt wird, wobei die
eine Drehbewegung bewirkende Kraft an dem Verbindungsarm
54 schnell von dem feststehenden Kontaktgeber 15 getrennt
wird, um die in Fig. 6 gezeigte Stellung zu erreichern,
wobei ein Zusammenwirken mit der Spannkraft der Rückhol
feder 91 stattfindet, die an dem bewelichen Kontaktgeber
14 angreift, welcher an den Verbindungsarm 54 angekoppelt
ist.
Da zu diesem Zeitpunkt die elektromagnetische Treibkraft,
die durch den Stromfluß durch den feststehenden Kontakt
geber 15 und den beweglichen Kontaktgeber 14 erzeugt wird,
auf den Lichtbogen einwirkt, der beim Kontaktöffnen in
wohlbekannter Weiser erzeugt wird, und da zusätzlich der
bewegliche Kontakt 16 des beweglichen Kontaktgebers 14,
der sich im Kontaktschließzustand außerhalb der Bogen
löscheinrichtung befindet, unmittelbar durch die Ausspa
rung 96 der Bogenlöscheinrichtung 18 hindurchgeführt wird,
wird der Lichtbogen innerhalb dieser Bogenlöscheinrichtung
äußerst wirksam aufgeteilt, abgekühlt und gelöscht. da der
feststehende Kontaktgeber 15 an seinem an den feststehen
den Kontakt 17 angrenzenden Teil so geneigt ist, daß er
sehr nahe an die Bogenschlöscheinrichtung 18 herankommt,
wird der erzeugte Lichtbogen sehr wirksam zu der Bogen
löscheinrichtung 18 hin gedrängt, und zwar noch bevor er
das Lichtbogen-Führungsteil 72 erreicht, so daß die Wirk
samkeit der Bogenlöschung durch diese Anordnung weiter
unterstützt wird. Wenn der beweglche Kontaktgeber 14
sich nach oben bewegt hat, befindet sich ferner der obere
Teil seines freien Endes sehr nahe an dem Rahmen 28, so
daß dort nach dem Öffnen der Kontakte ein elektrischer
Stromweg über den Rahmen 28 mit seiner Verlängerung 43
und das einteilig mit diesem Rahmen 28 ausgebildete Joch
20 gebildet werden kann.
Ferner kann zwar das während der Lichtbogenlöschung er
zeugte Gas durch die Gasabführöffnung 101 in der Abschluß
platte 100 der Bogenlöscheinrichtung 18 über den Schlitz
106 des Gehäuses 103 zur Außenseite abgeführt werden, je
doch wird durch die Platte 102 in der Abführöffnung 101,
die in Längsrichtung des Gehäuses 103 mit dem Schlitz 106
fuchtet, bewirkt, daß die Gasströmung um diese Platte 102
herumgelenkt und dadurch gehemmt wird, so daß das Gas
nicht direkt nach außen abfgeführt wird und die Gasabfüh
rung allmählich erfolgt; eine schnelle Gasabführung wird
also verhindert. Eine schnelle Gasabführung ist nicht
erwünscht, denn zwischen den aufgeteilten Lichtbögen im
Inneren der Bogenlöscheinrichtung 18 werden durch das
Lichtbogengas auf der Außenseite der Bogenlöscheinrich
tung Kurzschlüsse gebildet, wodurch die Bogenlöschwirkung
verschlechtert wird. Durch den geringen Abstand des Rast
elementes 44 an seinem einen Arm von der unteren Ober
fläche am Basisteil des Verriegelungsarms 76 wird er
reicht, daß der zweite Tauchanker 25 der elektromagneti
schen Vorrichtung 11 keiner Belastung durch das Gewicht
des Rastelementes 84 und der zugeordneten Teile ausge
setzt wird, sondern bei einer vorbestimmten Stromhöhe,
z. B. durch einen Kurzschluß, betätigt werden kann.
Wenn ein Kurzschlußstrom fließt, also ein Strom, der das
Zwei- oder Dreifache des Nennstroms beträgt, so wird nur
der zweite Tauchanker 25 sofort an den Magnetkopf 53
angezogen, da die Erregungskraft der Spule 21 äußerst
groß ist, wodurch der Verriegelungsarm 76 und das Rast
element 84 augenblicklich betätigt werden. Mit Ausname
von dieser Besonderheit treten dann beim Auftreten eines
Kurzschlusses dieselben Funktionen auf, wie oben für den
Fall eines Überstroms beschrieben.
Claims (3)
1. Stromkreisunterbrecher mit einem beweglichen, an einen
Handbetätigungshebel angekoppelten Verbindungsarm, an dem
ein beweglicher Kontaktarm schwenkbar gelagert ist und der
durch eine am Kontaktarm angreifende Feder in die Öffnungs
stellung von einem gehäusefesten Kontakt fort vorgespannt
ist, und mit einem auf Überstrom ansprechenden Auslöseme
chanismus, der einen elektromagnetischen Antrieb mit einem
Anker aufweist, welcher an einem Rastelement angreift,
durch das der bewegliche Verbindungsarm in der Schließ
stellung verrastbar ist, wobei:
- - der Verbindungsarm um eine bewegliche, an den Handbetä tigungshebel angekoppelte Achse schwenkbar gelagert ist,
- - das Rastelement um eine gehäusefeste Achse schwenkbar gelagert ist und an seinem einen Ende an den Anker an geschlossen und an seinem anderen Ende über einen Haken an der anderen, von dem beweglichen Kontaktarm abgewand ten Seite des Verbindungsarmes verrastbar ist und ein Widerlager für diesen Verbindungsarm sowie den bewegli chen Kontaktarm bildet, um welches diese bei Betätigung des Handbetätigungshebels in ihre Öffnungsstellung schwenkbar sind,
- - dieses Widerlager durch die Auslösebewegung des Ankers und die durch sie bewirkte Lösung des Hakens von dem Verbindungsarm beseitigt wird und dieser Verbindungsarm mit dem beweglichen Kontaktarm um die in ihrer Schließ stellung verbleibende bewegliche Achse durch die Feder in Öffnungsrichtung verschwenkt werden und
- - die Auslösebewegung des Ankers zur Unterstützung der Öffnungsbewegung auf den beweglichen Kontaktarm übertra gen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) der Anker (25) an dem einen Ende eines um eine gehäuse feste Achse (75) schwenkbar gelagerten Auslösehebels (76) angreift, dessen anderes Ende ein Anstoßteil (83) bildet,
- b) das Anstoßteil (83) mit einer am Verbindungsarm (54) gebildeten Anstoßfläche (65) zusammenwirkt,
- c) das Rastelement (84) über den Auslösehebel (76) an den Anker (25) angeschlossen ist,
- d) der elektromagnetische Antrieb (11) sowohl auf Kurz schlußstrom als auch auf Stromüberlastung anspricht und
- e) der Angriffspunkt der Feder (91) an dem beweglichen Kontaktarm (14) so gewählt ist, daß dieser Kontaktarm (14) stets in Richtung der Trennung von dem gehäuse festen Kontakt (17) belastet ist.
2. Stromkreisunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Rastelement (84) und der Auslösehebel (76)
um dieselbe gehäusefeste Achse (75) schwenkbar gelagert sind.
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