DE375956C

DE375956C - Automatic electrical switch with automatic restart

Info

Publication number: DE375956C
Application number: DEB95407D
Authority: DE
Original assignee: KARL BIRNBICKEL
Current assignee: KARL BIRNBICKEL
Priority date: 1920-08-05
Filing date: 1920-08-05
Publication date: 1923-05-19

Description

(B₉₅₄O₇ (B ₉₅₄ O ₇

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine "Vorrichtung zur Selbstunterbrechung eines elektrischen Stromkreises, sobald die maximal zulässige Stromstärke überschritten ist oder Kurz-Schlüsse auftreten. Ferner dient die Vorrichtung dazu, den unterbrochenen Stromkreis nach einigen Minuten wieder selbsttätig zu schließen, ohne daß hierzu irgendwelche Beihilfe erforderlich ist. Außerdem kann beim Gegenstand derThe subject of the invention is a "device for the self-interruption of an electrical Circuit as soon as the maximum permissible current is exceeded or short circuits appear. Furthermore, the device is used to follow the interrupted circuit a few minutes to close again automatically without any assistance required is. In addition, the subject of

ίο Erfindung jederzeit die Unterbrechung bzw. Schließung des Stromkreises von Hand vorgenommen werden.ίο invention at any time the interruption or Closing the circuit can be made by hand.

Das Wesen der Erfindung besteht daiin, daß ein unter Wirkung einer aufziehbaren Feder stehender Drehschalter bei Fehlern in der Leitung (Überstrom, Minimalstrom, Nullspannung) durch ein oder mehrere seine Sperrklinke überwachende thermische Elemente ausgelöst, in seine: AusschaHste^ung durch eine Scha.lt-The essence of the invention consists in that a rotary switch operating under the action of a windable spring in the event of faults in the line (Overcurrent, minimum current, zero voltage) by one or more of its pawls monitoring thermal elements triggered, in its: Shutdown by a switch-

ao klinke aufgefangen wird und letztere unter Überwindung einer regelbaien Dämpfungsvorrichtung nach einer einstellbaren Zeit aus dem Wege drückt, so daß er wieder in die Einschaltstellung gelangt.ao latch is caught and the latter overcoming a regular damping device after an adjustable time pushes out of the way so that it is back in the on position got.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform abgebildet, und zwar zeigen:An embodiment is shown in the drawing, namely show:

Abb. ι einen Längsschnitt,Fig. Ι a longitudinal section,

Abb. 2 und'3 in wagerechten Schnitten die Hebelstellungen des Schaltmechanismus bei eingeschalteter bzw. ausgeschalteter Stellung,Fig. 2 and '3 in horizontal sections the lever positions of the switching mechanism when the or switched off position,

Abb. 3 und 4 einen wagerechten bzw. senkrechten Schnitt durch die Auslösekapsel.Fig. 3 and 4 a horizontal or vertical section through the release capsule.

In dem Gehäuse 1 aus Isoliermaterial ist der Ausschalter 2 untergebracht und durch die plombierbare Schutzhaube 3 gegen mechanische Beschädigungen und unbefugte Eingriffe geschützt. Der eigentliche Schal tmechanismus und die Auslösekapsel befinden sich in dem U-förmigen Isolierteil 4. Die durch die Schalterachse führende Welle 5 wild durch die Auslöse-In the housing 1 made of insulating material, the circuit breaker 2 is housed and through the Sealable protective hood 3 protected against mechanical damage and unauthorized access. The actual switching mechanism and the release capsule are located in the U-shaped insulating part 4. The shaft 5 leading through the switch axis wildly through the release

kapselö derart beeinflußt, daß sie bei Überstrom oder Kurzschluß bzw. beim Ausbleiben der Spannung eine kleine Drehung im Sinne des Uhrzeigers erfährt und dadurch die Klinke 7 mit Hilfe des Hebelarmes 8 bewegt (Abb. 2 und 3). Durch diese Bewegung gibt die Klinke 7 den Ansatz 9 des Federgehäuses 10 irei, und letzteres führt infolge Spannkraft der Bandfederkapselö affected in such a way that they are overcurrent or short circuit or, if there is no voltage, a small rotation in the clockwise direction and thereby the pawl 7 moved with the help of the lever arm 8 (Fig. 2 and 3). This movement causes the pawl 7 the approach 9 of the spring housing 10 irei, and the latter leads due to the tension force of the ribbon spring

11 eine Drehung, dam Uhrzeigersinn entgegengesetzt, aus. Dadurch wird der mit dem Federgehäuse 10 ebenfalls verbundene Schaltkörper11 one turn, counterclockwise, the end. As a result, the switch body is also connected to the spring housing 10

12 (Abb. 1) gedreht und der Stromkreis unterbrochen. Durch eine an dem Federgehäuse 10 sitzende Anzeigevorrichtung kann durch ein Fenster in der Schutzhaube 3 die jeweilige Schaltstellung des Ausschalters beobachtet werden. Das Federgehäuse 10 dreht sich während der Ausschaltbewegung etwa um 90 ° entgegen dem Sinn des Uhrzeigers, und in dieser zo Endstellung wird der Ansatz 9 des Federgehäuses 10 von dem Einschalthebel 13 erfaßt und zunächst festgehalten (Abb. 3). Dieser zweiarmig ausgebildete Hebel nimmt an seinem längeren Hebelarm einen Kolben 14 auf, der sich in dem Zylinder 15 bewegt. Die Bandfedei 11 hat das Bestreben, das Federgehäuse 10 weiterzudrehen und übt daher durch Ansatz 9 einen Druck auf den Einschalthebel 13 aus. Dieser Hebel gerät in Bewegung und preßt den Kolben 14 in den Zylinder 15. Mit der Bewegung des Kolbens 14 wächst der Luftdruck im Zylinder 15, und dieser bildet gleichzeitig mit der Gegenfeder 16 eine Gegenkraft zu der Bandfeder 11. Die Drehkraft der Feder 1112 (Fig. 1) rotated and the circuit interrupted. By means of a display device seated on the spring housing 10, the respective switch position of the switch can be observed through a window in the protective hood 3. The spring housing 10 rotates approximately 90 ° counterclockwise during the switching off movement, and in this zo end position the extension 9 of the spring housing 10 is detected by the switching lever 13 and initially held (Fig. 3). This two-armed lever takes on a piston 14 on its longer lever arm, which piston moves in the cylinder 15. The band spring 11 tends to turn the spring housing 10 further and therefore exerts pressure on the engaging lever 13 through the shoulder 9. This lever starts moving and presses the piston 14 into the cylinder 15. With the movement of the piston 14, the air pressure in the cylinder 15 increases, and at the same time this forms a counterforce to the band spring 11 with the counter spring 16

~35 überwiegt jedoch, und der Einschalthebel 13 wird durch den Ansatz 9 so weit bewegt, daß letzterer abgleitet und der Schalter eine weitere Bewegung um 90 ° entgegen dem Uhrzeiger ausführt, in welcher Stellung er wieder eingeschaltet ist und nunmehr der Ansatz 17 an der Klinke 7 anliegt und somit die Schaltbewegung hemmt. Beim Eintritt eines Überstroms bzw. Kurzschlusses wiederholt sich der beschriebene Vorgang.~ 35 predominates, however, and the engaging lever 13 is moved by the approach 9 so far that the latter slides off and the switch another Movement by 90 ° counterclockwise, in which position it is switched on again is and now the approach 17 rests on the pawl 7 and thus the switching movement inhibits. If an overcurrent or short circuit occurs, the above is repeated Occurrence.

Mit Hilfe der durch den Schalterdeckel 18 hindurchgeführten Regulierschraube 19 ist es möglich, die in dem Zylinder 15 zusammen- j gepreßte Luft mehr oder weniger schnell entweichen zu lassen und dadurch'die Einschaltzeit in beliebigen Grenzen zu regeln. Die Spannkraft der Bandfeder 11 ist so bemessen, daß sie die vorgeschriebenen Aus- und Einschaltbewegungen des Schalters mehrmals ausführen kann; diese Schalthäufigkeit dürfte sich für gewöhnlich zwischen 5 bis 10 selbsttätigen Aus- und Einschaltungen bewegen. Da die Kraftleistung, die von der Bandfeder 11 bei der Ausschaltbewegung beansprucht wird, um ein mehrfaches geringer ist als die Leistung, die die Einschaltbewegung bedingt, so kann der Fall nie eintreten, daß bei entspannter Feder der Apparat in der Einschaltstellung verharrt, sondern er wird bei einem Fehler in der Leitung stets in die Ausschaltstellung gehen und dort bleiben und dadurch Veranlassung geben, mit Hilfe der Aufzugeinrichtung die Feder von neuem aufzuziehen.With the help of the regulating screw 19 passed through the switch cover 18 it is possible for the air compressed in the cylinder 15 to escape more or less quickly and thereby regulating the switch-on time within any limits. The resilience the ribbon spring 11 is dimensioned so that it makes the prescribed switching on and off movements the switch can perform several times; this switching frequency should usually be between 5 to 10 automatic and switchings move. Since the power output by the band spring 11 during the disconnection movement is stressed, is several times less than the power required for the switch-on movement, then the case may be never happen that when the spring is released, the appliance remains in the switch-on position, rather, if there is a fault in the line, it will always go into the switch-off position and there stay and thereby give rise to the spring of with the help of the elevator device to raise again.

Um den Schalter auch von Hand betätigen zu können, ist im oberen Gehäusedeckel eine zwangläufige Druckknopfschaltung eingebaut. Die Wirkungsweise ist folgende:In order to be able to operate the switch by hand, there is a Inevitable push-button circuit built in. The mode of action is as follows:

Soll beispielsweise der Schalter ausgeschaltet werden, so erhält der Ansatz 20 der Klinke 7 durch Drücken auf den Druckknopf 21 vermittels des dreiarmigen Hebelarms 22 dieselbe Bewegung, wie sie der von der Auslösekapsel beeinflußte Hebelarm 8 dieser Klinke erteilt, und bringt dadurch den Schalter zum Auslösen. If, for example, the switch is to be switched off, the extension 20 receives the pawl 7 by pressing the push button 21 by means of the three-armed lever arm 22 the same Movement as given by the lever arm 8, which is influenced by the release capsule, of this pawl, and thereby triggers the switch.

Der Hebel 22 wird in der Ausschaltstellung durch eine Rast 23, die in eine auf der Welle des dreiarmigen Hebelarmes aufgesetzte Rastscheibe eingreift, festgehalten und sperrt die Klinke 7, diese mit Hilfe des Ansatzes 20' gleichzeitig den Einschalthebel 13. Durch Druck auf den Druckknopf 24 wird die Sperrung des Ausschalthebels 7 und damit die des Einschalthebels 13 behoben und somit die selbsttätige Ein- bzw. Ausschalttätigkeit des Schalters wiederhergestellt.The lever 22 is in the switched-off position by a detent 23, which is in a on the shaft of the three-armed lever arm attached locking disc engages, held and locks the Pawl 7, this with the help of the approach 20 ' at the same time the switch-on lever 13. By pressing the push button 24, the lock is activated of the switch-off lever 7 and thus that of the switch-on lever 13 and thus the Automatic switch-on and switch-off activity restored.

Die Wirkungsweise der Auslösekapsel beruht darauf, daß das in den Glasröhrchen 35 (Abb. 4) befindliche Quecksilber durch den auftretenden Überstrom erwärmt wird, wodurch ein Überdruck entsteht. Dieser Überdruck teilt sich dem mit den Glasröhrchen in kommunizierender Verbindung stehenden halbkreisförmig gebogenen Flachröhrchen 26 mit. Die Außenseite der Flachröhrchen erfährt gegenüber der Innenseite einen höheren Druck, welcher bewirkt, daß die halbkreisförmig gebogenen Röhrchen sich aufzurollen bestreben und mit Hilfe der Arme 27 eine drehende Bewegung auf die in Nuten geführte Scheibe 28 ausüben. Diese drehende Bewegung teilt sich durch Ansätze 29 der Auslösewelle 5 mit, wodurch die vorbeschriebene Auslösung des Schalters eintritt.The mode of operation of the release capsule is based on the fact that the glass tube 35 (Fig. 4) The mercury present is heated by the overcurrent which occurs, creating an overpressure arises. This overpressure is shared with the glass tube in communicating Connection standing semicircular curved flat tube 26 with. The outside the flat tube experiences a higher pressure on the inside, which causes the semi-circular bent tubes strive to roll up and with the help of the arms 27 exert a rotating movement on the disc 28 guided in grooves. This twisting movement is divided by approaches 29 of the trigger wave 5 with, whereby the above-described triggering of the switch occurs.

Um äußere Temperatureinflüsse auf die Wirkungsweise des Schalters auszuschalten, besitzt die Auslösekapsel den Temperaturkompensator 30, der im wesentlichen aus einem kleinen Hohlzylinder besteht, welcher ebenfalls in kommunizierender Verbindung mit den Glasröhrchen 35 steht und sich je nach dem Stand der Außentemperatur mit mehr oder weniger _u5 Quecksilber anfüllt. Der Kolben 31 dieses Zylinders wird durch die Feder 32 dauernd in einer solchen Stellung gehalten, daß der Raum 33 des Zylinders 30 stets dem durch die äußeren Temperatureinflüsse des Quecksilbers bedingten entspricht. Der Raum ist gegenüber dem Meßgehalt des Quecksilbers, welches sich in derIn order to eliminate ambient temperature influences on the operation of the switch, the trigger capsule has the temperature compensator 30, which consists essentially of a small hollow cylinder which is also in communication with the glass tube 35 and depending on the state of the outside temperature with more or less _u5 mercury fills. The piston 31 of this cylinder is permanently held by the spring 32 in such a position that the space 33 of the cylinder 30 always corresponds to that caused by the external temperature influences of the mercury. The space is compared to the measured content of the mercury, which is in the

Kapsel befindet, so bemessen, daß er bei einer Temperatur von 35 bis 40⁰C sein äußerstes Maß erreicht. Bei höherer Temperatur, wie sie durch den Überstrom bedingt wird, kann daher das Quecksilber nicht mehr in den Raum 33 des Zylinders 30 strömen, sondern übt durch seine durch die höhere Temperatur bedingte Ausdehnung einen Druck auf die vorbeschriebenen Flachröhrchen 26 aus, welche die drehende Bewegung der Scheibe 28 bewirken.Capsule is dimensioned so that it reaches its maximum level at a temperature of 35 to 40 ⁰ C. At a higher temperature, as caused by the overcurrent, the mercury can therefore no longer flow into the space 33 of the cylinder 30, but exerts pressure on the flat tubes 26 described above, which cause the rotating movement, due to its expansion caused by the higher temperature the disk 28 cause.

Um die Auslösekapsel bei Kurzschlüssen gegen zu hoch anwachsenden Druck und gegen etwa bis zur Verdampfung steigende Erhitzung , des Quecksilbers und den damit noch weiter er-• 15 höhten Druck zu schützen, besitzt sie den Überdruckzylinder 34. Dieser Zylinder beruht auf demselben Prinzip wie der Temperaturkompensator 30 und spricht nur bei Kurzschlüssen an. Die erwähnte Eigenschaft, daß das in den Glasröhren 35 befindliche Quecksilber bei Kurzschlüssen verdampft, hat einen großen Vorteil für den Schalter insofern, als durch die Verdampfung des Quecksilbers der Kurzschlußstrom wesentlich abgedrosselt wird und somit nie in der Größe auftreten kann wie bei Schaltautomaten mit elektromagnetischer Auslösung. Außerdem ergibt sich durch diese Eigenschaft noch der Vorteil, daß an den mechanischen Unterbrechungsstellen des Schalters die Lichtbogenbildung selbst bei den größten Kurzschlüssen klein ist.In order to protect the release capsule against excessively high pressure and against up to the point of evaporation, for example, increasing heating of the mercury and the To protect 15 increased pressure, it has the overpressure cylinder 34. This cylinder is based on same principle as the temperature compensator 30 and responds only to short circuits. The mentioned property that the mercury located in the glass tubes 35 in the event of a short circuit evaporated, has a great advantage for the switch in that it is caused by the evaporation of the mercury, the short-circuit current is reduced significantly and can therefore never occur in the same size as with automatic switchgear with electromagnetic release. This property also has the advantage that the mechanical Breakpoints of the switch cause arcing even with the largest short circuits is small.

Die Auslösekapsel ist auswechselbar in dem unteren Teil des Schaltergehäuses 4 eingesetzt. Die Auslösekapseln werden nach den Schmelz-Stromstärken der Vorschriften des Verbandes Deutscher Elektrotechniker abgestuft. Dies hat den Vorteil, daß die Auslösekapseln innerhalb der Grenzen der Maximalstromstärke des Überstromausschalters ausgewechselt werden können. Des weiteren ist es durch die Unterbringung der Auslösekapsel möglich, die Schalter durch Einsetzen von weiteren Auslösekapseln nach Belieben mit einpoliger, zweipoliger oder dreipoliger Überstromauslösung wirken zu lassen. Aus dem Vorgebrachten geht hervor, daß beispielsweise ein zweipoliger Überstromausschalter für 25 Ampere Nennstrom beliebig durch Wechseln der Auslösekapsel für 6, 10, 15, 20 oder 25 Ampere Auslösestrom und in jedem dieser Fälle mit einpoliger oder zweipoliger Auslösung gebraucht werden kann.The release capsule is exchangeably inserted in the lower part of the switch housing 4. The release capsules are made according to the melting current strengths of the association's regulations Graduated German electrical engineer. This has the advantage that the release capsules are inside the limits of the maximum current intensity of the overcurrent switch can be replaced can. Furthermore, by accommodating the release capsule, it is possible to use the switches by inserting further release capsules with single-pole, double-pole or as desired three-pole overcurrent release to act. From what has been said it follows that For example, a two-pole overcurrent switch for a rated current of 25 amps by changing the release capsule for 6, 10, 15, 20 or 25 ampere release current and in each of these cases with single-pole or double-pole tripping can be used.

Claims

Patent Claims:

i. Automatic electrical switch with automatic restart, thereby characterized in that a under the action of a pull-up spring (11) standing Rotary switch (12) in the event of faults in the line (overcurrent, minimum current, zero voltage) triggered by one or more of its pawl (7) monitoring thermal elements (6), is caught in its off position by a pawl (13) and the latter, overcoming a controllable damping device (14, 15) after a adjustable time out of the way, so that it (12) is back in the on position got.

2. Execution according to claim 1, characterized in that that in an exchangeable capsule (6) of the amperage adapted insulating tubes (35) are filled with mercury, In the event of impermissible currents, a tube (26) also filled with mercury bends, which in turn causes a rotary movement influencing the pawl (7).

3. Execution according to claim 2, characterized in that the devices of Capsule are arranged twice in a symmetrical position.

4. Execution according to claim 2 or 3, characterized in that the mercury space the capsule (6) is connected to a cylinder (30) in which, in the event of temperature fluctuations a piston moves against the action of a spring.

5. Execution according to claim 2 or the following, characterized in that the Mercury chamber of the capsule (6) is connected to a cylinder (34) in which there is Overpressure pushes a piston against the action of a spring.

6. Execution according to claim 1 or the following, characterized in that in a base housing (1) the switch housing (4) pushed onto plug contacts is; the switch housing contains the rotary switch in its middle part, in one one or more thermal elements (6) and cavity facing the base plate above the rotary switch, the parts influencing its position, those with the thermal Elements are connected by a shaft (5) lying in the switch axis; the whole is covered by a protective hood (3) from which the elevator device and the push buttons (21 and 24) provided for manual operation protrude.

1 sheet of drawings.