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Nullspannungsschalter Die Erfindung- bezieht sich- auf einen Null-
' :paniittjtgsschälter. der im - ausgeschalteten Zustande durch ein inechanisch-elektromagnetisch
gesteuertes Sperrwerk verriegelt ist.-Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß
die Spule des Magneten für das Sperrwerk an (lie festen Schalterkontakte angeschlossen
ist, und daß die Mitnahme der mit dem Sperrwerk verklinkbaren Schalterwelle durch
ein über eine Friktionseinrichtung finit der Schalterwelle verbundenes Schaltrad
nur im Einschaltsinne möglich ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht näher die Erfindung, «-elche in Abb.
i in Vorderansicht und in Abb. : inl Längsschnitt dargestellt- ist. Dur Schalter
hat die Aufgabe, einen vorlränrlenen Stromkreis bei einer gewünschten einstellbaren
Betriebsspannung abzuschalten und :ich .lann so lange selbsttätig mechanisch zu
= verriegeln oder zu sperren, bis der normale Betriebszustand der zugehörigen Stromlieferquelle
wiederhergestellt ist.
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Die hauptstromführenden Kontaktteile bestehen aus zwei Kontaktstücken
ä (Abb. i), auf @velchc ein gegabeltes, geblättertes Koiitaktstück h (Abb. 2-) den
Hauptstrom von .' einem zum anderen Kontaktstück a: eine Isoliertrennwand o überbrückend,
führt.
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An dein gleichen geblätterten Bontakt= stick h befindet sich die Funkenzielieinrich
tttng E (Abb. 2)#, die den Strom an zwei oder mehreren Stellen gleichzeitig -unterbricht.
Durch diese Funtcenzielfeinrich:tung. erfolgt ein stromloses Öffnen der Haüptkontakteinrichtung,
also ein fünkenloses Abheben des geblätterten Kontaktstückes b.
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Zum Festhalten in der Einschaltstellung besitzt der Schalter beispielsweise
einen Doppelinagneten mit zwei Spannungsspulen. f. deren Stromverbrauch bei größter
Zugkraft ein ganz minimaler sein muß und etliche Watt betragen. darf, da ja die
eben genannten beiden Spannungsspulen- dauernd an der Speiseleitung liegen und somit
einen konstanten Stromdurchtluß und Stromverbrauch erhalten.
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Dieser Haltemagnet f muß also mit einer ganz geririöen Stromstärke
in der Lage sein, den zur Einschaltstellung: des Schalters notwendigen Kraftaufwand
bei Loslassen des £@etätieungshatidrades zu übernehmen. Die Achse g des - geblätterten
Isontaktstückes b, auf welcher seitlich ein Handrad da angeordnet ist, steht
zur genauen Einstellung des Schalters unter dem Einflusse einer regelbaren Torsionsfeder-i,
die der Kraft des Haltemagneten entgegenwirkt. -Praktisch würde man einen derartigen
Schalter z. B. so einstellen, daß das Ausschalten desselben bei 5o bis 7o /o der
normalen Betriebsspannung erfolgt.- Sinkt nun die normale
Betriebsspannung
von beispielsweis( >20 \;'01t, für welche der Apparat jeweils gebaut sein muß, aus
irgendeinem Störungsanlaß des Stromlieferwerkes langsam aui r ro Volt, so kann der
Schalter durch stärkeres oder schwächeres Spannen der Feder i. s<: eingestellt
werden, daß bei irgendeiner Spannung, die zwischen i io und 22o. Volt liegt, das
Ausschalten des Schalters mit Sicherheit erfolgt. Ein anderer Fall wäre, wenn der
Strom vom Stromlieferwerk auf einmal ganz ausbleiben würde. In diesem Fall schälten
sämtliche an diesem Stromlieferwerk Hängenden Schalter auf einem Schlag aus und
müssen bis zur Wiederherstellung der notwendigen Betriebsspannung gesperrt bleiben,
Zu diesem Zweck dient der Sperrmagnet k, welcher z. B. als zweispuliger Elektromagnet
mit feindrähtigen Spulen ausgebildet ist. Diese beiden Spulen sind entweder parallel
oder in Reihe (je nach der Art der Wicklung) geschaltet. Anfang und Ende dieser
Spulen sind mit den Hauptkontaktstübken a gut leitend verbunden.
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Durch diese Anordnung erfolgt nun bei ausgeschaltetem Schalter, wenn
Strom vorhanden ist, ein Durchfiuß durch -die beiden Magnetspulen k, welche somit
entsprechend magnetisiert werden.
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Auf der Achse dieses Sperrmagneten ist ebenfalls eine entsprechend
einstellbare Fe-der in vorgesehen, die der Zugkraft des Magneten entgegengerichtet
wirkt.
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Diese Federeinrichtung bewirkt, daß der -1"nker s des Magneten k bei
irgendeiner einstellbaren bestimmten Spannung angezogen wird und so die Freigabe
zum Einschalten des Automaten erfolgt. Diese Einstellmöglichkeit ist von weittragendster
Bedeutung, da man dadurch in der Lage ist, beispielsweise bei einem größeren Bezirk,
der von einem Stromlieferwerk gespeist wird, die Spannung jeweils in kleineren Bezirken
bei verschiedenen Spannungen aufzuheben. Dadurch kann das Lieferwerk bestimmen,
daß die zum Einschalten freigegebenen Schalter nur in gewünschten Gruppen eingelegt
werden können, so daß dadurch das Stromlieferwerk die allmählich ansteigende Belastung
ohne irgendwelche Schwierigkeiten übernehmen kann.
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Außerdem muß ein derartiger Schalter so eingerichtet sein, daß an
der Betätigungseinrichtung beim= Einschalten nichts gewaltsam von außen zerstört
werden kann. Deshalb ist zu diesem Zwecke in bekannter Weise das zum Einschalten
des Schalters dienende Handrad h mit seiner Welle g durch eine Friktionskupplung
o so verbunden, daß das Einschalten bis zum vorhandenen Anschlag der Einschaltstelle
bewirkt wird und bei weiterer Drehbewegung im Sinne der Ein-Z, schaltdrehrichtung
ein Durchgleiten des Handrades h stattfindet. Ferner muß die Nabe des Handrades
la oder der Friktionskupplung o mit einer Sperrverzahnung oder einem Freilauf so
versehen sein, daß nur die zürn Einschalten nötige Drehbewegung übertragen und auf
diese Weise der Apparat von außen nur ein-, aber nicht ausgeschaltet werden kann.
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Die Wirkungsweise des Nullspannungs-Schalters ist folgende: Bei ordnungsgemäßer
Stromversorgung durch das Lieferwerk fließt dauernd die normale Betriebsspannung
durch die Spulen des Haltemagneten, Dadurch wird der Schalter in Einschaltstellung
gehalten. Sinkt nun aus irgendeinem Grund die Betriebsspannung auf ein für den Schalter
eingestelltes Maß, so verringert sich die magnetische Zugkraft des Haltemagneten
annähernd im Verhältnis des Spannungsrückganges. Die eingestellte entgegenwirkende
Kraft der Feder i veranlaßt das Ausschalten des Schalters. Beim Ausschalten des
Schalters heben sich zuerst die Ha-uptkontaktstücke b ab, während die zwei- oder
mehrteilige Funkenzieheinrichtung e die völlige Trennung des betreffenden Stromkreises
übernimmt. In dieser Ausschaltstellung werden nun durch öffnen des Hauptstromkreises
automatisch die Spulen des Sperrmagneten k mit Strom versorgt, vorausgesetzt, daß
vom Lieferwerk aus ein solcher in irgendeiner Größe vorhanden ist. Da -aber die
Spulen des Sperrmagneten k wiederum durch die gegenwirkende Feder m abgestimmt sind,
erfolgt die Freigabe zürn Einschalten des Schalters erst, wenn -wieder eine gewisse
Größe der Betriebsspannung im Netze herrscht. Ist beispielsweise der Sperrinagnet
für Zoo Volt eingestellt, so -wird die Sperrung s, sobald die Betriebsspannung Joo
Volt erreicht, durch den Sperrmagneten aufgehoben. Gleichzeitig betätigt dann der
Sperrmagnet oder dessen Ankerstücks eine Signalvorrichtung n. oder den Stromschluß
für Signallampen. Diese zeigen dann durch Aufleuchten an, daß der Schalter wieder
freigegeben ist und nunmehr eingeschaltet werden kann.
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Beim Einschalten des Schalters erfolgt selbsttätig das Ausschalten
der Spulen des Sperrmagneten k, da diese durch das Einschalten des Hauptstromkreises
mit großen stromleitenden Teilen überbrückt werden. Also erhalten die Spulen des
Sperrmagneten k nur im . ausgeschalteten Zustande des Schalters Strom.
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Der Schalter kann je nach dem Verwendungszweck auch mit -einem entsprechenden
Schnellschalt- oder Schlagwerk versehen werden, -was sich aber nur bei größeren
Stromstärken
als notwendig erweisen dürfte. Die Arbeitsweise des
Haltemagneten kann außerdem auch indirekt wirken, indem er nicht den Schalthebel
direkt festhält, sondern erst einen Sperranker be-,vegt, der gegen eine Sperrscheibe
drückt. Auch in diesem Fall steht die elektromagnetische Kraft einer einstellbaren
Federkraft gegenüber. Man würde aber eine derartige Sperreinrichtung vorteilhaft
nur bei Apparaten größerer Abmessung in Anwendung bringen.
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Der Schalter ist bei kleinsten Abmessungen für jede Stromart, Stromstärke
und Spannung ausführbar.