DE570834C - Vorrichtung zur raschen Unterdrueckung des Lichtbogens bei UEberstromschaltern - Google Patents

Description

Bei Selbstschaltern für kleine Stromstärken, wie sie an Stelle von Schmelzsicherungen zum Schutz von elektrischen Leitungen und Apparaten benutzt werden, ist es nötig, den beim Ansprechen des Schalters entstehenden Lichtbogen schnell zu unterdrücken. Infolge der kleinen Abmessungen derartiger, als Installationsapparate in Stöpselform oder in Form eines Sicherungselementes gebauter Selbstschalter ist dies aber mit großen Schwierigkeiten verbunden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, den Unterbrechungslichtbogen dadurch schnell zu unterdrücken, daß die Stromunterbrechungen in engen, luftbeschränkten, von magnetischen Kraftlinien durchsetzten und vollkommen voneinander getrennten Einzelräumen erfolgen, die entweder von besonderen, festen, eine kanalförmige Kammer bildenden Seitenwandungen oder von festen und beweglichen, bei der Ausschaltbewegung des Schalters sich einander nähernden Wänden begrenzt sind.
Die Vorteile und weiteren Kennzeichen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles.

In der Zeichnung zeigt Abb. 1 einen Selbstschalter nach der Erfindung teils im Schnitt, teils in Seitenansicht,

Abb. 2 eine Draufsicht auf die Schaltscheibe des Schalters.
Auf den beiden U-förmigen Magnetkernen a und b sind die Stromwicklungen c, d, e und / angeordnet und derart geschaltet, daß sich die ungleichnamigen Pole gegenüberliegen. Auf der mit dem Handgriff g versehenen Schalterachse h ist die aus Isoliermaterial bestehende Schaltscheibe i fest angeordnet. Die Schaltscheibe i ist mit den beiden Kontakten k und / versehen, die im eingeschalteten Zustand die Kontakte m, η und 0, p miteinander verbinden. In der Stromschlußstellung wird die unter Federwirkung stehende Schalterachse h durch irgendeine Arretiervorrichtung bekannter Art in der in Abb. 2 angegebenen Stellung festgehalten. Bei Überstrom wird diese Arretierung durch eine ebenfalls an sich bekannte Einrichtung gelöst, so daß die Unterbrechung durch die gespannte Ausschaltfeder erfolgt. Diese Arretierung der Schalterachse bzw. der Schaltscheibe i kann z. B. dadurch erfolgen, daß ein Sperrstift q, der in der Schalterachse h sitzt, durch einen an dem Magnetkern b sitzenden Anschlag festgehalten wird.

Die Schalteinrichtung kann z.B. so getroffen werden, daß bei Überstrom der Magnetkern b aus der in Abb. 1 gestrichelten Stellung in die voll ausgezogene Stellung axial verschoben wird, so daß die nun nicht mehr arretierte Schalterachse durch die Ausschaltfeder herumgeschleudert werden kann, wodurch die Schaltkontakte getrennt werden.

Damit der Lichtbogen sich nicht an den Magneten festsetzen kann und Stehfeuer hervorruft, sind die Polflächen der Magneten und b mit Isolierscheiben r und j versehen. Ferner können die Kontaktstücke k und I so in das Isoliermaterial eingepreßt sein, daß nur

die Kontaktflächen hervorsehen. Damit die an den Kontakten m und η bzw. ο und p entstehenden Lichtbogen sich nicht vereinigen können, sind, wie aus Abb. 2 ersichtlich, in S der Längsrichtung die Trennwände 2, 2' angeordnet, während die Wände 3, 3' den Unterbrechungsraum in der Querrichtung unterteilen.

Beim Ansprechen des Schalters, also bei Überstrom, entsteht zwischen den Polen der Magnetkerne α und b ein sehr starkes Blasfeld, welches den darin entstehenden Lichtbogen schnell zum Abreißen bringt. Das Blasfeld wirkt dabei entweder in der Ausschaltrichtung oder gegen die Ausschaltrichtung.

Im ersten Falle wird die Verlängerung des Lichtbogens, die durch die Bewegung der Ausschaltkontakte hervorgerufen wird, durch das in derselben Richtung wirkende Blasfeld unterstützt, und der Lichtbogen wird dadurch schnell zum Abreißen gebracht; in dem zweiten Falle wird der Lichtbogen, dessen Fußpunkte einerseits an den festen Kontakten m und η bzw. 0 und p, anderseits an den beweglichen Kontakten k und I sitzen, von den beweglichen Kontakten abgerissen und ebenfalls schnell zum Erlöschen gebracht.

In Abb. 3 ist eine Schaltscheibe dargestellt, die in der Nähe der Kontaktstücke k und I mit Eisenstücken t, f versehen ist. Diese Eisenstücke müssen derart angeordnet sein, daß sie hinter den Kontaktstücken k und / sitzen, wenn sich die Schaltscheibe z. B. im Uhrzeigersinn bewegt. Der Zweck dieser Eisenstücke ist, die Bewegungskraft der Feder zu unterstützen, also die Ausschaltgeschwindigkeit zu beschleunigen. Anderseits wird durch die Eisenstücke die Kraftliniendichte des Feldes erhöht, so daß der Lichtbogen noch schneller zum Erlöschen kommt. Durch besondere Formgebung der Eisenstücke kann erreicht werden, daß sie anfangs nur wenig in das Magnetfeld hineinragen und erst dann, 45. wenn die Schaltscheibe festgehalten werden soll, mit der ganzen Fläche in dem Magnetfeld wirken.

Bei dieser Ausführungsform können natürlich auch, wie in Abb. 2 dargestellt, Trennwände benutzt werden.

In Abb. 4 ist eine weitere Ausführungsform des Selbstschalters gemäß der Erfindung im Querschnitt dargestellt.

Abb. 5 zeigt eine Draufsicht auf den Schalter.

u ist ein topfförmiger Magnet, der eine Spulen enthält. Die Kontakte«;, w' sind oberhalb der Spule in die Isoliermasse χ eingebettet. Die Gegenkontakte bestehen aus den in der Schaltbrücke j angeordneten Kontaktstiften s, s', die mit dem Magnetkern / verbunden sind. Bei Überstrom wird der Magnetkern in die Spule hineingezogen. Dadurch wird die Schaltbrücke nach oben bewegt, und die Kontakte ζ und w bzw. 2' und w' werden getrennt. Hierbei bewegen sich die Kontaktstifte z, z' in rohrförmigen Kanälen der Isoliermasse x. Diese Kanäle werden senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kontakte, von dem Kraftlinienfluß des Magneten u und der Spule ν durchsetzt. Passen die Kontaktstifte z, z' genau in die Kanäle der Isoliermasse, so erfolgt die Trennung der Kontakte fast unter Luftabschluß, so daß eine Lichtbogenbildung nicht eintritt.

Man kann aber auch die Kontaktstifte z, z' mit weitem Spielraum in die rohrförmigen Kanäle der Isoliermasse χ eintreten lassen, da hierbei ebenfalls infolge der schnellen Abkühlung durch die Luftzirkulation und infolge der Blaswirkung der senkrecht zu den Kanälen stehenden Kraftlinien eine schnelle Unterdrückung des Lichtbogens erfolgt.

Außer der, runden Querschnittsform für die Kanäle können z. B. auch ovale, rechteckige oder zickzackförmige Formen verwendet werden.

In den Abb. 6 und 7 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt.

Hiernach werden die Kanäle aus Isoliermaterial, in denen sich die Kontakte z, z' bewegen, von polschuhartigen Vorsprüngen 4, 4' des Magneten u umgeben. Der Topf magnet u hat in der Mitte einen rohrartigen Ansatz 5, in dem sich der Magnetkern I bewegt. Das obere Ende des Ansatzes 5, ist so ausgebildet, daß es die Gegenpole 6, 6' zu den Ansätzen 4, 4' des Mantels bildet.

Durch diese Anordnung werden die Kanäle, in denen die Kontaktunterbrechung stattfindet, von einem starken Kraftlinienfeld durchsetzt, das eine gute Blaswirkung hervorruft.

Bei dem in den Abb. 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich ebenfalls um einen Topf magneten u mit einer Magnetspule v, die oben durch Isoliermaterial χ abgedeckt ist. Der obere Rand des Topfmagneten ist mit einer Anzahl Polansätze 6 versehen. Der drehbare Anker 7 besitzt eine entsprechende Anzahl Gegenpole 8. Die Polansätze 6 des Topfmagneten u sind mit Kontakten 9 und die des Ankers 7 mit Kontakten 10 versehen.

Ist die in Abb. 9 gezeichnete Stellung des Ankers 7 die Einschaltstellung, so wird bei Überstrom der Anker in der Pfeilrichtung gedreht, bis die Polflächen 8 des Ankers 7 denen des Topfmagneten u gegenüberstehen. Der zwischen den Kontakten 9 und 10 entstehende Unterbrechungslichtbogen wird in das zwischen den Polen entstehende starke Kraft-

Claims (7)

linienfeld hineingezogen und schnell zum Erlöschen gebracht. Damit der Unterbrechungslichtbogen nicht zu einem Nachbarkontakt überspringen kann, muß die Ausdehnung des Lichtbogens begrenzt werden. Wie aus Abb. 9 ersichtlich, erfolgt dies dadurch, daß sowohl feste als auch bewegliche Isolierwände angeordnet sind, so daß nicht nur eine Begrenzung, sondem sogar eine Zusammenpressung des Lichtbogens auf einen kleinen Raum erfolgt. An den Palansätzen 6 des Topfmagneten u sind z. B. die Isolierwände 11 fest angeordnet, die bis zwischen die Polansätze 8 reichen. An den Polansätzen 8 des Ankers sind die Isolierwände 12 befestigt, so daß sie die Bewegungen des Ankers mitmachen! müssen. Sie bewegen sich hierbei gegen die feststehenden Wände 11, so daß der Raum für den Lichtbogen immer kleiner wird. Um auch doppelpolig unterbrechen zu können, kann, wie in Abb. 9 dargestellt, der Anker 7 mit den Gegenpolen 8 geteilt und die beiden Hälften durch eine Isolierschicht 13 *5 getrennt sein. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. 10 und 11 führt der Anker 7 keine Drehbewegung aus, sondern eine axiale Bewegung. Im übrigen ist die Art der Lichtbogenlöschung dieselbe wie nach Abb. 8 und 9. Der an den Kontakten 9 und 10 entstehende Lichtbogen wird gleichfalls zwischen die Pole der Magnete in ein starkes Kraftlinienfeld gezogen, wobei gleichzeitig der Unterbrechungsraum durch feste und bewegliche Isolierwände verkleinert werden kann. In allen Anordnungen gemäß der Erfindung kann sowohl ein- als auch mehrpolig eine Vielfachunterbrechung erreicht werden. Patentansprüche: 4„

1. Vorrichtung zur raschen Unterdrückung des Lichtbogens bei Überstromschaltern, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromunterbrechupgen in engen, luftbeschränkten, von magnetischen Kraftlinien durchsetzten und vollkommen voneinander getrennten Einzelräumen erfolgen, die entweder von besonderen, festen, eine kanalförmige Kammer bildenden Seitenwandungen oder von festen und beweglichen, bei der Ausschaltbewegung des Schalters sich einander nähernden Wänden begrenzt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Unterbrechungsräume begrenzenden Wände aus Isolierstoff bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechungsräume von polschuhartigen Vor-Sprüngen des Magneten umgeben sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch* gekennzeichnet, daß der bewegliche Magnet als Drehanker ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Magnet als axial verschiebbarer Anker ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Magnete zur Kontaktgebung selbst oder als Träger besonderer Kontaktstücke dienen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, tlaß die beweglichen Magnete als Träger der beweglichen Wände der Unterbrechungsräume dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen