DE451596C

DE451596C - Installations-Selbstschalter

Info

Publication number: DE451596C
Application number: DEE33136D
Authority: DE
Original assignee: ELFA ELEKTROTECHNISCHE FABRIK
Current assignee: ELFA ELEKTROTECHNISCHE FABRIK
Priority date: 1925-10-04
Filing date: 1925-10-04
Publication date: 1927-10-28

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 28. OKTOBER 1927

• REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 c GRUPPE

Installations-Selbstschalter. Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Oktober 1925 ab.

Bei Selbstschaltern der bisher bekannt gewordenen Bauart steht das Schaltorgan (Schaltbrücke o. dgl.) unter dem Einflüsse einer Feder, der sogenannten Einschaltfeder, welche beim Einschalten gespannt und sodann verriegelt wird; beim Ansprechen des Schalters wird die Sperrung freigegeben, die Einschaltfeder tritt in Tätigkeit und löst die Kontakte voneinander.

Der Schalter gemäß der Erfindung, welcher sich sowohl auf Drehschalter wie auf Druckknopf-, Hebelschalter usw. bezieht, und bei welchem es gleichgültig ist, ob die Auslösung elektromagnetisch oder thermisch oder unter Mitwirkung beider Auslösekräfte erfolgt, unterscheidet sich von den bekannten Ausführungsformen dadurch, daß das Schaltelement beim Ansprechen des Schalters ein Kontaktpaar öffnet und ein zweites Kontaktpaar überbrückt, welch letzteres jedoch erst nach Umstöpseln des Schalters oder nach Umschalten den zu schützenden Stromkreis schließt. Der Schalter ist also stets gebrauchsfertig, und seine Tätigkeit besteht ausschließlieh darin, von zwei oder mehreren vorhandenen Stromwegen stets nur einen gebrauchsfertig zu machen. Das Einschalten dieses gebrauchsfähigen Stromweges in den zu schützenden Stromkreis geschieht von Hand, und zwar entweder durch Umstöpselung des Selbstschalters oder durch Umschaltung, es stellt das Wiedereinschalten des Automaten dar und geschieht, worin ein besonderer Vorteil des Erfindungsgegenstandes zu erblicken ist, ohne jedweden Eingriff in die Schalterteile. Der Anker, die Kontakte, die Schaltbrücke usw. sind von außen völlig unzugänglich, also auch leichter gegen äußere Einflüsse, wie Staub und Feuchtigkeit, zu schützen. Der Schalter erhält ein gefälligeres Äußere und erschwert nicht zuletzt auch einen etwaigen versuchten verbotenen Eingriff.

Der Aufbau eines derartigen Selbstschalters gestaltet sich sehr einfach und ergibt einen in weitgehendstem Maße gedrängten Zusammenbau. Der unmittelbar als Schaltelement ausgebildete Magnetanker überbrückt in jeder seiner Endstellungen ein Kontaktpaar und verbleibt in jeder Endstellung bis zum abermaligen Ansprechen des Schalters. Zwecks Wiedereinschaltung durch Umstöpseln wird der Schalter als symmetrischer Patronenkörper ausgebildet, welcher in einer der Zahl seiner Symmetrieachsen entsprechenden Anzahl von Stellungen in seinen Sockel eingeführt werden kann und dessen Schaltereinrichtung hierbei jeweils ein Kontaktpaar überbrückt. Das Wiedereinschalten erfolgt dann sehr einfach in der Weise, daß der Schalter von seinem Sockel gelöst, um eine Teilung gedreht und wieder in den Sokkel eingeführt wird. Es ist aber, wie oben bereits angedeutet, auch möglich, durch Umschalten einen zweiten, gerade gebrauchsfertigen Stromweg in den zu schützenden

Stromkreis zu bringen; der Schalter selbst braucht dann nicht aus seinem Sockel herausgenommen, ja nicht' einmal berührt zu werden. Es können zu diesem Zwecke zwei den gleichen Anker beeinflussende Magnetspulen vorgesehen werden, von denen in jeder Endstellüng des Ankers die eine kurzgeschlossen wird, während die andere von außen her in den zu schützenden Stromkreis eingeschaltet ίο werden kann. Das Einschalten der zweiten Magnetspule kann dabei von einem entfernt liegenden, in einem besonderen Gehäuse untergebrachten Umschalter erfolgen, und dieser kann weiterhin gleichzeitig als Ausschalter gefertigt sein.

Auch bei dem Selbstschalter gemäß der Erfindung ist es möglich, die an sich bekannte thermische Verriegelung, Bremsung oder Hemmung der elektromagnetischen Auslöseeinrichtung vorzusehen. Es ist dabei gleichgültig, ob es sich um einen Thermostaten oder ein schmelzendes Metall oder ähnliche Vorrichtungen handelt. Eine solche thermische Vorrichtung kann beispielsweise auch eine Zusatzspule überbrücken, welche bei Dauerüberstrom durch die thermische Vorrichtung in Reihe mit der Hauptspule geschaltet wird und dadurch die magnetische Kraft erhöht. Die Schalterteile können in $0. weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes in einem evakuierten oder mit Druckluft bzw. einem den Lichtbogen erstickenden Gase oder einer Flüssigkeit gefüllten Räume untergebracht sein. Es läßt sich weiterhin eine Vereinigung des Umstecküberstramschalters mit einem Überstromschalter bekannter Ausführung mit Rückschnellfeder denken, bei denen die Unterbrechungsstellen hmtereindergeschaltet sind. Umstecküber-Stromschalter und Schalter mit Rüekschnellfeder können dabei durch den gleichen magnetischen Kreis beeinflußt werden. Einer der beiden Schalter kann allein zur Unterbrechung bei kleineren lang andauernden Überströmen dienen, während bei Kurzschluß beide Schalter abschalten.

Die Zeichnung läßt verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erkennen, und zwar in schematischer Darstellung.

Der Schalter besteht nach Abb. 1 aus dem Gehäuse«, zweckmäßig in Form einer Sicherungspatrone o. dgl. In dem Gehäuse α sind die beiden gegenüberliegenden Kontaktpaare b, c und d, e angeordnet. Jeder Kontakt steht mit einem auf der Außenseite des Gehäuses α angeordneten Kontakt in Verbindung, welche beim Einfügen des Schalters in seinen Sockel mit dessen Kontakten k, I in Berührung kommen. Als Schaltorgan dient ein unter dem Einfluß der Magnetspule/ stehender Anker g. Dieser ist symmetrisch ausgebildet und besitzt auf jeder Seite einen als Kontaktbrücke dienenden Ansatz h und i. Der Schalter ist eingeschaltet, wenn das jeweils von einer der Kontaktbrücken h. i in leitende Verbindung gebrachte Kontaktpaar mit den Außenkontakten k, I in die Stromleitung eingeschaltet ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 ist das Kontaktpaar b, c in die Stromleitung eingeschaltet. Der Strom geht also über den Kontakt c, die Kontaktbrücke h, den Kontakt b und durch die Magnetspule/. Bei Überstrom wird der Magnetanker g aus der in der Abbildung dargestellten Stellung in die Magnetspule f_ hineingezogen, dabei wird das Kontaktpaar b, c geöffnet und das Kontaktpaar d, e durch die obere Kontaktbrücke i des Ankers g überbrückt. Der Strom ist nun unterbrochen, weil nicht das in leitender Verbindung stehende Kontaktpaar die Sockelkontakte verbindet. Die Wiedereinschaltung erfolgt nicht wie bei den bekannten Ausführungen durch die Zurückführung des Ankers g zwischen die Kontakte b und c, sondern das Gehäuse a mit den gesamten Schalterteilen wird aus dem Sockel herausgezogen, umgedreht und wieder eingeführt, so daß nunmehr die in leitender Verbindung stehenden Kontakte d und e in den Stromkreis eingeschaltet werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist das Schaltglied g als Drehorgan ausgebildet, es ist wiederum in einem Gehäuse α angeordnet und unterliegt dem Einflüsse des Magnetkernes z, welcher durch 3ie Spule / erregt wird. Das Schaltglied g ist auf der feststehenden Achse m drehbar gelagert. An den beiden Enden sind die als Magnetanker ausgebildeten Kontaktstücke n, ri¹ gelenkig befestigt. Im Innern des Schaltgehäuses sind die Kontakte o¹, o² o³ und o⁴ angeordnet, die mit entsprechenden Kontakten' auf der Außenseite des Gehäuses leitend verbunden sind. Die Zuleitung ist an die festen Kontakte p,p^x angeschlossen. Ist der Stromkreis geschlossen, so nimmt das Schaltglied g die in der Abb. 2 gezeichnete Stellung ein. Der Strom fließt über den Kontakt/»¹ und den Kontakt o⁴ zu dem Kontaktstück n¹, dann über die Schaltbrücke g, den Kontakt η und den festen Kontakt p zu der Magnetspule /. Bei Überstrom werden durch den Magnetkern s die beiden beweglichen Kontaktstücke η und n¹ in der Pfeilrichtung angezogen, sie treten aus den Kontakten o¹ und o⁴ heraus und gelangen kurz darauf mit den Kontakten o² und o^s in Berührung. Hierdurch ist aber der Strom unterbrochen, da die Kontakte o.² und o³ nicht an die Leitung angeschlossen sind. Das Wiedereinschalten des Schalters erfolgt durch Umdrehen oder

Umstecken der Schaltröhre a, so daß nunmehr der Kontakt o³ mit dem Kontakt p und der Kontakt o² mit dem Kontakt p¹ in Berührung kommt.

In Abb. 3 ist das Schaltglied g mit den beiden als Anker dienenden Kontaktstücken η und n¹ für sich gezeichnet. Hierbei ist die Anordnung einer thermischen Verzögerung dargestellt, die im übrigen bei allen zur Darstellung gebrachten Ausführungsformen angeordnet werden kann. Die beiden Kontaktstücke» und n¹ werden durch den Bimetallstreifen q verbunden. In der Mitte besitzt der Bimetallstreifen eine gezahnte Rast r, welche sich in eine entsprechend geformte Rastr¹ legt, die auf der feststehenden Drehachsen angeordnet ist. Bei Verwendung einer derartigen thermischen Verzögerung wird zweckmäßig das Verbindungsstück g zwischen den

ao beiden Kontakten η und n¹ durch ein Isolierstück unterbrochen, damit der gesamte Strom durch den Bimetallstreifen q fließt, der magnetische Kraftlinienkreis aber über das Verbindungsstück g geschlossen bleibt. Bei Erwärmung des Bimetallstreifens q bewegt dieser sich in der Pfeilrichtung, entfernt die beiden Rasten r und r¹ voneinander und gibt damit die elektromagnetische Auslösung frei. Die Rast muß derart beschaffen sein, daß bei Kurzschluß oder plötzlich auftretendem Überstrom der Anker auch ohne Durchbiegen des Bimetallstreifens q von dem Magnetkern in die Ausschaltstellung gebracht werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 und 5 wird das Schaltorgan, ähnlich wie in Abb. i, in achsialer Richtung zwischen den Kontakten bewegt. Die Schaltvorrichtung ist ebenfalls in einem zweckmäßig geschlossenen Gehäuse angeordnet, in dem sich die Kontakte b, c, d und e befinden. Das Schaltglied ist nach Abb. 4 durch eine isolierende Zwischenschicht u in die beiden Hälften g¹ und g² geteilt. Die Verbindung dieser beiden Hälften erfolgt durch eine leicht schmelzbare Masset', die sich an dem einen Ende des Schaltgliedes befindet. Parallel zu den Leitungsanschlußkontakten k und / liegt die Magnetspule/¹, welche als Zusatzspule zu der Hauptspule / dient. Beide Magnetspulen wirken auf das Schaltglied. Befindet sich das Schaltglied in der in Abb. 4 bezeichneten Stellung, so ist die Hilfsspule f¹ durch die Schmelzmasse ν kurzgeschlossen, und diese Spule übt keine Wirkung auf das Schaltglied aus. Erst nachdem infolge Erwärmung die Schmelzmasse flüssig geworden und in den unteren Teil des Schaltgliedes getropft ist, wird die Spule f¹ ebenfalls vom Strom durchflossen und unterstützt die Spule/ bei der Ausschaltung. An Stelle der Schmelzmasse?.' kann auch ein Bimetallstreifen im Innern des Schaltgliedes angeordnet sein, der die beiden Hälften g¹ und g² bei Überstrom trennt. Ferner kann die bei Wärmewirkung ansprechende Vorrichtung außerhalb des Schaltgliedes so angeordnet sein, daß sie die Hilfsspule/¹ zu- oder abschaltet.

Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 6 sind die Anschlußkontakte k und Z in die Teile k¹ und k^z und P- und P zerlegt. Die Spule f¹ ist mit den Kontaktteilen k¹ und I¹, die Spule / mit den Kontakten k² und P verbunden. Die Kontakte d und e stehen wiederum durch ein auf Wärme ansprechendes Glied ν in Verbindung. Wenn dieses Glied anspricht, wird die vorher kurzgeschlossene Magnetspule Z¹ mit der Magnetspule / zusammengeschaltet. Bei dieser Anordnung wird also die Hilfsspule f¹ erst durch das Einsetzen der Schaltröhre in den Stromkreis eingeschaltet. Im übrigen ist die Wirkungsweise dieselbe wie bei der Ausführungsform nach Abb. 4.

In Abb. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Schalter ist vollkommen fest eingebaut und braucht beim Wiedereinschalten nicht umgestöpselt zu werden. Der bewegliche Anker g· befindet sich hier wieder zwischen den beiden Kontaktpaaren b, c und d, e verschiebbar angeordnet. Außer der bereits bei der Abb. 1 vorhandenen Magnetspule/ ist noch eine zweite Magnetspule w vorgesehen. Die Spulen / und w wechseln in ihrer Tätigkeit ab und werden durch einen Umschalter t mit den beiden Stellungen I-I und II-II ein- und ausgeschaltet. Jeweils die der Endstellung des Ankers gegenüberliegende Spule ist in den Stromweg eingeschaltet. Bei der Stellung der Teile nach Abb. 7 sind die Kontakte I-I überbrückt, der Strom geht also über die Magnetspule w zu 10c den Kontakten d und e. Wird bei Überstrom durch die Magnetspule w der Anker d zwischen die Kontakte b und c gezogen, so wird die Magnetspule w ausgeschaltet, da jetzt die Leitung bei den Kontakten d und e unterbrachen ist. Soll der Selbstschalter wieder eingeschaltet werden, so wird der Schalter t auf die Kontakte II-II gedreht, so daß dann der Strom über die Kontakte b, c nach der Magnetspule / geht. Der Schalter t ist im Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Ausschalter ausgebildet und eine dritte Stellung III-III der Strombrücke vorgesehen, in welcher der Schalter geöffnet ist und keine der beiden Spulen unter Strom steht. Das Wiedereinschalten des Schalters erfolgt nicht wie bei bisher gebräuchlichen Selbstschaltern durch ein aus dem Schaltkörper herausragendes Schaltorgan oder durch einen beweglichen Fußkontakt u. dgl., sondern durch einen Umschalter, der nicht mit dem Selbstschalter zusammengebaut zu sein braucht; der Umschal-

Claims

ter kann vielmehr ähnlich wie ein gewöhnlicher Ausschalter entfernt von dem eigentlichen Selbstschalter angeordnet sein. Der von dem VDE. angestrebte Berührungsschutz für Sicherungspatronen und Selbstschalter ist hierdurch vollkommen gelöst.

Die vorbeschriebenen Schaltvorrichtungen können mit einem Uberstromschalter gewöhnlicher Art, also mit einem solchen mit

to Rückschnellfeder, kombiniert werden. Die Unterbrechungsstellen der beiden Schaltvorrichtungen werden alsdann hintereinandergeschaltet. Hierbei kann die Einrichtung derart getroffen werden, daß bei kleineren lang andauernden Überströmen nur der eine Schalter anspricht, z. B. der, welcher mit einer Rückschnellfeder versehen ist, während bei Kurzschluß oder plötzlich auftretenden hohen Überströmen beide Schaltvorrichtungen gleichzeitig ansprechen. Beide Schaltvorrichtungen können ferner derart miteinander vereinigt sein, daß sie von dem gleichen magnetischen Kreis beeinflußt werden.

Die Schaltvorrichtungen brauchen nicht in einem vollständig geschlossenen Gehäuse untergebracht zu sein, es genügt auch, sie z, B. in eine an beiden Seiten offene Röhre einzubauen. Andererseits läßt sich auch die Schalt- \^rorrichtung in einem evakuierten Gehäuse anordnen oder das Gehäuse mit einem den Lichtbogen erstickenden Gas füllen. Ferner kann die Einrichtung auch so getroffen sein, daß das Wiedereinschalten nicht durch Umstöpseln des Gehäuses α erfolgt, sondern durch Umstecken der Magnetspule/ oder durch Verschieben des Gehäuses α in der Magnetspule f.

PA TIiNTAJSSfRUCIiE:

i. Installations-Selbstschalter, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (g) beim Ansprechen des Schalters ein Kontaktpaar (&, . c) öffnet und ein zweites Kontaktpaar (d, e) überbrückt, welches jedoch erst nach Umstöpseln des Schalters oder nach Umschaltung den zu schützenden Stromkreis schließt.
2. Installations-Selbstschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar als Schaltelement ausgebildete Magnetanker (g) in jeder seiner Endstellungen ein Kontaktpaar (b, c oder d, e) überbrückt und in jeder Endstellung bis zum abermaligen Ansprechen verbleibt.
3. Installations-Selbstschalter nach Anspruchι oder 1 und 2, gekennzeichnet durch die Ausbildung des Schalters als symmetrischer Patronenkörper, welcher in einer der Zahl seiner Symmetrieachsen entsprechenden Anzahl von Stellungen in seinen Sockel eingefügt werden kann und dessen Schalteinrichtung hierbei jeweils ein Kontaktpaar überbrückt.
4. Installations-Selbstschalter nach Anspruch ι oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Selbstschalter zwei den gleichen Anker beeinflussende Magnetspulen (f,w) besitzt, von denen in jeder Endstellung des Ankers (g) die eine kurzgeschlossen wird, während die andere von außen her in den zu schützenden Stromkreis eingeschaltet wird.
5. Installations-Selbstschalter nach An- spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiedereinschalten des Selbstschalters durch einen in einem besonderen Gehäuse, gegebenenfalls von dem Selbstschalter entfernt angeordneten Umschalter (i) erfolgt.
6. Installations-Selbstschalter nach Anspruch ι oder 1 u. ff., dadurch gekennzeichnet, daß eine thermische Vorrichtung (q) den Magnetanker (g) in jeder seiner Endstellungen hemmt und bei ansteigender Belastung über den Grenzstrom hinaus freigibt.
7. Installations-Selbstschalter nach Anspruch ι oder 1 u.ff., dadurch gekennzeichnet, daß eine thermische Vorrichtung (v) go eine Zusatzspule (f¹) überbrückt, bei Dauerüberstrom dagegen in Reihe mit der Hauptspule (/) schaltet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder

ι u. ff., dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterteile in einem evakuierten oder mit Druckluft bzw. einem den Lichtbogen erstickenden Gas oder einer Flüssigkeit gefüllten Gehäuse angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder ι u. ff., gekennzeichnet durch eine Kombination von Uberstromschalter mit Rückschnellfeder und Umstecküberstromschalter, bei denen die Unterbrechungsstellen hintereinandergeschaltet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 9, dadurch .gekennzeichnet, daß der Umstecküberstromschalter durch den gleichen magnetischen Kreis beeinflußt wird wie der Schalter mit Rückschnellfeder.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Schalter allein (Schnellschalter) zur Unterbrechung bei kleineren lang andauernden Überströmen dient, während bei Kurzschluß beide abschalten.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.