DE598623C

DE598623C - Two-pole socket with built-in circuit breaker

Info

Publication number: DE598623C
Application number: DES97902D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Klement
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-04-08
Filing date: 1931-04-08
Publication date: 1934-06-14

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN ABI
14. JUNI 1934ISSUED ABI
June 14, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 c GRUPPECLASS 21c GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. April 1931 abPatented in the German Empire on April 8, 1931

Gesicherte Steckdosen, die mit einem wiedereinschaltbaren Überstromschalter an Stelle einer Schmelzsicherung versehen sind, sind nur dann vorteilhafter, wenn sie bei Kurzschluß so schnell abschalten, daß die vorgeschaltete Schmelzsicherung nicht gleichzeitig mit dem Selbstschalter anspricht. Solche Steckdosen sind besonders zur Anwendung an Stelle der zweipoligen Steckdosen geeignet, die vornehmlieh zum Anschluß von Leuchten, Hausgeräten oder in gewerblichen Betrieben zum Anschluß von Kleinmotoren und motorisch betriebenen Maschinen dienen.Secured sockets with a reclosable overcurrent switch instead of a Fuses are provided are only more advantageous if they do so in the event of a short circuit switch off quickly so that the upstream fuse is not at the same time as the Auto switch responds. Such sockets are particularly suitable for use in place of the Two-pin sockets suitable for the connection of lights, household appliances or in commercial operations for the connection of small motors and motorized ones Machines serve.

Stromkreise dieser Art sind jedoch häufig mit Schmelzsicherungen von 6 Amp. Nennstrom abgesichert. Daher muß der Selbstschalter der Steckdose bei mäßig großen Kurzschlußstromstärken etwa von 300 bis 400 Amp. eher ansprechen als eine normale ö-Amp.-Schmelzsicherung. Da aber derartig schwache Schmelzsicherungen eine nur geringe Kurzschlußträgheit haben, ist diese Bedingung schwierig erfüllbar. Gegenstand der Erfindung ist eine Ausbildung von Steckdosen mit eingebautem Selbstschalter, durch die eine ausreichende Kurzschlußflinkheit erzielbar ist. Nach der Erfindung ist die Steckdose mit zwei auf dem gleichen Isoliersockel angeordneten Elektromagneten versehen, von denen je einer zwischen die Anschlußklemme und die Steckerhülse einer Phasenleitung geschaltet ist. Die Elektromagneten sind parallel zueinander auf dem Dosensockel angeordnet. Außer den beiden Elektromagneten ist noch ein dritter Eisenkern verwendet, der parallelachsig zwischen den beiden Elektromagneten liegt und als magnetischer Rückschluß des Spulenfeldes dient. Die beiden Elektromagneten wirken an ihrer einen Stirnseite auf einen gemeinsamen, die Auslösung des Selbstschalters bewirkenden Anker und an ihrer anderen Stirnseite auf die hier angeordneten Unterbrechungsstellen ein. Die Schaltvorrichtung ist zweckmäßig in dem zwischen den Elektromagneten und der Dosenabdeckung liegenden Raum angeordnet und besteht aus zwei zur Kappe hin federnden Hebern, die an der einen Seite der Schaltspulen gelenkig befestigt sind und deren Kontaktteile sich an der entgegengesetzten Seite der Schaltspulen befinden. Diese Ausbildung des magnetischen Kreises gestattet, die Unterbrechungsstellen und Auslöseorgane des Schalters in denkbar günstiger Weise unmittelbar an den Stirnseiten der Spulen anzuordnen. Besonders vorteilhaft wirkt sich dies auf die Löschung der Schaltlichtbögen aus. Da der magnetische Kreis zum größten Teil in Eisen verläuft, sind die Unterbrechungsstellen einem starken magnetischen Feld ausgesetzt. Die Ausbildung des magnetischen Kreises gemäßCircuits of this type are, however, often with fuses with a rated current of 6 amps secured. Therefore, the self-switch of the socket must be more likely with moderately large short-circuit currents from about 300 to 400 amps respond than a normal Ö-Amp. fuse. But since such weak fuses have only a low short-circuit inertia this condition is difficult to meet. The subject of the invention is a training of sockets with built-in circuit breakers through which sufficient short-circuit speed can be achieved. After Invention is the socket with two electromagnets arranged on the same insulating base provided, one of which is connected between the terminal and the connector sleeve of a phase line. The electromagnets are arranged parallel to each other on the socket base. Except for the two A third iron core is used, the parallel axis between the electromagnets two electromagnets and serves as a magnetic return path of the coil field. The two electromagnets act on one end face on a common, the Triggering the self-switch causing armature and on its other face on the here arranged interruption points. The switching device is useful in that and arranged between the electromagnets and the can cover consists of two spring-loaded levers on one side of the switching coils are hinged and their contact parts are on the opposite side the switching coils are located. This formation of the magnetic circuit allows the interruption points and tripping elements of the switch to be arranged directly on the end faces of the coils in a conceivably favorable manner. Particularly this has an advantageous effect on the extinguishing of the switching arcs. Since the If the magnetic circuit runs for the most part in iron, the points of interruption are one exposed to strong magnetic field. The formation of the magnetic circuit according to

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Wilhelm Element in Finkenkrug b. Berlin.Wilhelm Element in Finkenkrug b. Berlin.

der Erfindung gestattet, bei zweipoligen Selbstschaltern mit einer kleinen Anzahl von Amperewindungen auszukommen, was für Steckdosenselbstschalter besonders günstig ist, da deren 5 Abmessungen so klein wie möglich zu halten sind.the invention allows for two-pole circuit breakers with a small number of ampere-turns get along, which is particularly favorable for socket self-switches, as their 5 dimensions are to be kept as small as possible.

Doppelpolige Selbstschalter, bei denen in jedem Stromkreis je eine Magnetspule verwendet wird, sind an sich bekannt. Bei den ίο bekannten Selbstschaltern ist jedoch auf eine besondere Ausbildung des magnetischen Kreises zwecks Erhöhung der Kurzschlußflinkheit und Abschaltsicherheit kein besonderer Wert gelegt. Sie sind daher für den Einbau in Steckdosen an Stelle von Sicherungen nicht geeignet. Es ist ferner bekannt, an Überstromschaltern, die in dreiphasigen Anlagen zum Abschalten von Maschinen, Stromkreisen 0. dgl. verwendet werden, in zwei Phasen je eine Magnetspule ao vorzusehen, die beide auf einem dreischenkligen Eisenkern mit.magnetischem Rückschluß angeordnet sind und beim Auftreten von Überströmen auf einen gemeinsamen, die Ausschaltvorrichtung beeinflussenden Anker eines wirken. Bei diesen Überstromschaltern wird jedoch infolge der großen Leistung, die in derartigen Stromkreisen üblich ist, das magnetische Feld der Spulen nicht zum Löschen der Schaltlichtbögen herangezogen.Double-pole circuit breakers in which a magnetic coil is used in each circuit are known per se. With the ίο known automatic switches, however, is on one special design of the magnetic circuit to increase the short-circuit agility and shutdown safety are not particularly important. They are therefore designed for installation in sockets Not suitable as a substitute for fuses. It is also known to use overcurrent switches, used in three-phase systems to switch off machines, circuits, etc. are to provide a solenoid ao in two phases, both on a three-legged Iron core with magnetic yoke are arranged and when overcurrents occur act on a common armature influencing the disconnection device. With these overcurrent switches however, due to the high power that is common in such circuits, the magnetic Field of the coils not used to extinguish the switching arcs.

Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Three exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Bei der durch die Fig. 1 bis 4 wiedergegebenen Anordnung ist 1 der Isoliersockel der Steckdose und 2 die den Sockel übergreifende Kappe. 3 sind die Anschlußklemmen für die Phasenleitungen, die gleichzeitig als ortsfeste Kontaktteile für die beiden Schalthebel ausgebildet sind. Die Hebel 4 sind bei 5 gelagert. Sie stehen unter der Wirkung von Federn oder sind selbst federnd so ausgebildet, daß ihre Kontaktenden 6 das Bestreben haben, sich von den Kontaktstücken 3 zu entfernen. Zwischen den Befestigungsteilen 5 der Schalthebel 4 und den Steckerhülsen 7 sind die Schaltspulen 8 angeordnet. Die Spulen enthalten je einen Eisenkern 9. Zwischen den Spulen liegt ein dritter Kern 10, der durch nicht magnetische Joche mit den beiden anderen Kernen verbunden ist. Den Enden der drei Kerne steht ein gemeinsamer Magnetanker 11 gegenüber. Die beiden Schalthebel 4 sind durch einen Isoliersteg 12 miteinander verbunden. Der Anken 11 greift mit einem Fortsatz durch eine Aussparung des Steges 12 und verklinkt den Steg mit einer Sperrnase. Dadurch werden die Schalthebel in der Einschaltstellung gehalten.In the arrangement shown by FIGS. 1 to 4, 1 is the insulating base of the socket and 2 the cap over the base. 3 are the terminals for the phase lines, which at the same time designed as stationary contact parts for the two shift levers are. The levers 4 are mounted at 5. They are under the action of feathers or are themselves resiliently designed so that their contact ends 6 have the tendency to move away from the Remove contact pieces 3. Between the fastening parts 5 of the shift lever 4 and the Connector sleeves 7, the switching coils 8 are arranged. The coils each contain an iron core 9. Between the coils is a third core 10, which is made by non-magnetic yokes connected to the other two cores. The ends of the three cores have a common one Magnet armature 11 opposite. The two shift levers 4 are surrounded by an insulating web 12 connected with each other. The anchor 11 engages with an extension through a recess of the Web 12 and latches the web with a locking nose. This will make the shift levers held in the on position.

An der den Spulen 8 entgegengesetzten Seite des Ankers 11 sitzt ein ebenfalls in den Stromweg geschaltetes Bimetallband 13, das im Sinne des magnetischen Anzuges auf den Anker 11 einwirkt.On the side of the armature 11 opposite the coils 8, a likewise sits in the current path switched bimetal strip 13, which in the sense of magnetic attraction on the armature 11 acts.

Tritt ein Kurzschluß zwischen den stromführenden Adern der angeschlossenen beweglichen Steckerleitung auf, so sind die beiden Schaltspulen 8 hintereinander in den Stromkreis geschaltet. Sie ziehen den Anker 11 an und klinken dadurch den die Hebel 4 verbindenden Steg 12 aus, so daß die Hebel den Strom doppelpolig abschalten. Die Unterbrechungsstellen sind durch eine Isolierwand 14 voneinander getrennt, so daß die Schaltflammen nicht zusammenschlagen können. Die Unterbrechung erfolgt ferner an einer Stelle, wo die sich von den beiden äußeren Kernen 9 zum mittleren Kern 10 erstreckenden Kraftlinien eine große Dichte und einen nahezu senkrecht zu den Lichtbogen gerichteten Verlauf haben. Durch die Anwendung der drei Magnetkerne wird daher sowohl ein äußerst schnelles Ansprechen des gemeinsamen Ankers als auch eine günstige Blaswirkung auf die Schaltlichtbögen erzielt. Durch beide Wirkungen wird die Schnelligkeit des Abschaltens bei Kurzschluß gegenüber den bisher bekannten Steckdosenkonstruktionen wesentlich erhöht.If a short circuit occurs between the live wires of the connected movable Plug line on, the two switching coils 8 are one behind the other in the circuit switched. You tighten the armature 11 and thereby latch the lever 4 connecting the lever Web 12 off, so that the levers switch off the current double-pole. The interruption points are separated from one another by an insulating wall 14, so that the switching flames can't beat up. The interruption also takes place at a point where the lines of force extending from the two outer cores 9 to the central core 10 have a high density and a course directed almost perpendicular to the arc. Through the use of the three magnetic cores, both an extremely fast response is achieved of the common armature as well as a favorable blowing effect on the switching arcs achieved. Both effects increase the speed of disconnection in the event of a short circuit significantly increased compared to the previously known socket constructions.

Tritt ein Überstrom auf, der weder imstande ist, die magnetische Schaltvorrichtung der Steckdose, noch die vorgeschaltete Schmelz·» sicherung zum Ansprechen zu bringen, der aber bei langer Dauer gefährlich sein kann, so tritt das Bimetallband 13 in Tätigkeit. Es bewegt allmählich den Anker 11 in die Auslösestellung. Zwischen die beiden Steckerhülsen 7, die an einem am Dosendeckel befestigten Isolierkörper 15 angebracht sind, befindet sich ein Einschaltdruckknopf 16 (Fig. 3). Der Knopf befindet sich demnach an der Sitzfläche des Steckers und kann nur bedient werden, nachdem der Stecker aus der Dose herausgezogen ist. Auf diese Weise läßt es sich ohne Freilaufkupplungen oder ähnlich wirkende Mechanismen erreichen, daß ein Einschalten während eines bestehenden Kurzschlusses unmöglich ist. Zwischen dem Druckknopf 16 und der Stirnfläche eines eingesetzten Steckers muß so viel Spiel vorhanden sein, daß sich der Druckknopf beim Ansprechen der Schalthebel frei gegen den Stecker bewegen kann. Um das zu ermöglichen, ist an der Sitzfläche des Steckers eine in Fig. 3 erkennbare Vertiefung vorgesehen, die das Ende des Druckknopfes aufnimmt. Man kann die Dose ferner so einrichten,· daß ihre Schaltvorrichtung auch von Hand ausgelöst werden kann. Zu diesem Zweck wird gemäß Fig. 2 und 3 ein Druckknopf 17 vorgesehen, der in Richtung des magnetischen Anzuges auf den Anker 11 einwirkt.If an overcurrent occurs which is not able to control the magnetic switching device of the Socket, and the upstream fuse to respond, but that can be dangerous if it lasts for a long time, the bimetallic strip 13 comes into action. It moves gradually the armature 11 in the release position. Between the two connector sleeves 7, the an insulator 15 attached to the can lid is located Power-on push button 16 (Fig. 3). The button is located on the seat of the Plug and can only be operated after the plug has been pulled out of the socket is. In this way it can be done without overrunning clutches or similar mechanisms achieve that switching on is impossible during an existing short circuit. There must be so much between the push button 16 and the face of an inserted plug There must be play that the push button is free against when the shift lever responds can move the connector. To make this possible, the plug is located on the seat a recess recognizable in Fig. 3 is provided which receives the end of the push button. Man can also set up the socket so that its switching device can also be triggered manually can be. For this purpose, a push button 17 is provided according to FIGS. 2 and 3, which acts on the armature 11 in the direction of the magnetic attraction.

Von besonderer Bedeutung ist die Anwendung der Erfindung bei Steckdosen mit geerdetem oder genulltem Schutzkontaktorgan, 12c die außer der bei Überstrom oder Kurzschluß ansprechenden Schaltvorrichtung noch mitOf particular importance is the use of the invention in sockets with earthed or zeroed protective contact element, 12c except for the case of overcurrent or short circuit appealing switching device still with

einer Fehlerstromspule versehen sind, welche beim Auftreten eines Stromes mit der Erdleitung ein Abschalten der Phasenleitungen veranlassen.a fault current coil are provided, which when a current occurs with the earth line cause the phase lines to be switched off.

Bei Steckdosen nach der Erfindung wird zweckmäßig die Fehlerstromspule auf den zwischen den Überstromspulen befindlichen mittleren Magnetkern gesetzt. Eine Anordnung dieser Bauart ist in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellt. Die Steckdose hat außer den Steckerhülsen für die stromführenden Leitungsadern noch besondere Kontaktorgane, die an eine geerdete oder genullte Schutzleitung angeschlossen werden und die Erdung über Kontaktorgane des einzuführenden Steckers an die Schutzader der beweglichen Steckerleitung übermitteln. Das Schutzkontaktorgan der Dose besteht bei den dargestellten Beispielen aus zwei federnden Kontaktteilen 18, die sich mit ihren, den Kontakt vermittelnden Enden gegen die Mantelfläche eines in die Dose eingeführten Steckers bzw. gegen die an dieser Stelle angeordneten Schutzkontaktteile des Steckers legen. Diese Kontaktorgane können auch in beliebig anderer Weise ausgebildet sein, z. B. aus einer dritten Kontakthülse an der Dose und einen dritten Kontaktstift am Stecker bestehen. Beim dargestenten Beispiel sind die Kontaktfedern 18 an dem Isolierstück 15 befestigt, das auch die Steckerhülsen 7 trägt.In sockets according to the invention, the fault current coil is expediently on the The central magnetic core located between the overcurrent coils is set. An arrangement this type of construction is shown in FIGS. The socket has apart from the plug sleeves there are also special contact elements for the current-carrying line cores, which are connected to a grounded or neutralized protective line and the grounding via contact elements of the plug to be inserted to the Transfer the protective wire of the flexible plug-in cable. The protective contact organ of the can consists in the illustrated examples of two resilient contact parts 18, which are with their, the contact making ends against the outer surface of an introduced into the can Plug or against the protective contact parts of the plug arranged at this point place. These contact organs can also be designed in any other way, for. B. from a third contact sleeve on the socket and a third contact pin on the plug exist. In the example shown, the contact springs 18 are attached to the insulating piece 15, which also carries the connector sleeves 7.

Zwischen die Anschlußklemme für die ortsfest verlegte Schutzleitung und die Kontaktorgane 18 ist die Fehlerstromspule ig eingeschaltet. Sie ist auf dem mittleren Kern 10 des Magnetsystems angeordnet. Man kann die Spule so ausbilden, daß sie auf den gleichen Magnetanker einwirkt wie die beiden anderen Spulen. Eine höhere Empfindlichkeit erreicht man, wenn man die Fehlerstromspule 19 an der dem Anker 11 entgegengesetzten Seite mit einem besonderen Anker versieht. Bei dem dargestellten Beispiel ist dieser Anker mit 20 bezeichnet. Er wirkt auf einen Kontakthebel 21 ein, der im Falle eines Fehlerstromes die beiden Steckerhülsen über einen Widerstand miteinander verbindet. Dadurch wird ein Kurzschluß oder Überstrom erzeugt, der die Spulen 8 zum Ansprechen bringt. Der Widerstand, der den in diesem Fall auftretenden Kurzschlußstrom begrenzt, kann aus dem Kontaktteil der Fehlerstromauslösung selbst bestehen. In Fig. 6 ist z. B. das bewegliche Kontaktstück 22 aus Widerstandsmaterial hergestellt, so daß ein besonderer Widerstand und der dazu nötige Raum erspart wird.Between the connection terminal for the stationary protective line and the contact elements 18 the fault current coil ig is switched on. She is 10 on the middle core of the magnet system arranged. You can train the coil so that they are on the same Magnetic armature acts like the other two coils. A higher sensitivity is achieved if you have the fault current coil 19 on the the armature 11 opposite side with a special anchor. In the example shown, this anchor is numbered 20 designated. It acts on a contact lever 21, which in the event of a fault current connects the two connector sleeves to one another via a resistor. This creates a short circuit or overcurrent generated, which brings the coils 8 to respond. The resistance that the short-circuit current that occurs in this case can be limited from the contact part the fault current trip itself. In Fig. 6, for. B. the movable contact piece 22 made of resistance material, so that a special resistance and the to it necessary space is saved.

Mit der Schutzleitung ist ferner eine Klemme (Fig. 7) verbunden, die eine Kontaktfeder 24 und einen daran befestigten Druckknopf 25 trägt. Der Kontaktfeder 24 stehen zwei Kontaktstücke 26 und 27 gegenüber, die mit den Steckerhülsen 7 verbunden sind. Durch Drücken des Knopfes 25 wird eines dieser Kontaktstücke mit der Fehlerstromspule verbunden. Mit Hilfe dieser Anordnung läßt sich nachprüfen, ob die Vorrichtung zur Abschaltung bei Fehlerstrom in ordnungsmäßigem Zustand ist. Wird die Steckdose bei Anlagen verwendet, bei denen eine d?r stromführenden Adern genullt ist, so muß nach der Montage der Dose darauf geachtet werden, daß sich der Fortsatz 28 an demjenigen Kontaktstück 26 oder 27 befindet, das an die nicht genullte Phasenleitung angeschlossen ist. Man kann die Prüftaste auch so ausbilden, daß sie nach Belieben entweder mit dem einen Kontaktstück 26 oder mit dem anderen 27 in Verbindung gebracht werden kann. In diesem Fall ist eine besondere Sorgfalt bei der Montage der Dose nicht erforderlich.A terminal (FIG. 7), which has a contact spring 24, is also connected to the protective line and has a push button 25 attached thereto. The contact spring 24 has two contact pieces 26 and 27 opposite, which are connected to the connector sleeves 7. By pressing of the button 25, one of these contact pieces is connected to the fault current coil. With help This arrangement can be checked whether the device for disconnection in the event of a fault current is in good working order. If the socket is used in systems where one of the live wires is zeroed, so must be ensured after the assembly of the box that the extension 28 is on the one Contact piece 26 or 27 is located, which is connected to the non-zeroed phase line is. You can train the test button so that you can either with the one Contact piece 26 or with the other 27 can be brought into connection. In this In this case, special care is not required when assembling the box.

Die Erfindung läßt sich auch bei mehr als zweipoligen Steckvorrichtungen vorteilhaft anwenden, z. B. bei Dreistiftsteckern für dreiadrige Leitungssysteme mit Gleich- oder Wechsel- bzw. Drehstrom.The invention can also be used advantageously with more than two-pole plug devices, z. B. with three-pin plugs for three-core cable systems with direct or alternating or three-phase current.

Claims

Patent claims:

1. Two-pole socket with built-in circuit breaker, marked by each an electromagnet (8, 9) for each pole, both of which are arranged parallel to one another are, on one end face on a common, the triggering of the self-switch effecting armature and on its other end face to the interruption points (3, 6) of the switch arranged here have a blowing effect, as well as a lying between the two electromagnets parallel-axis iron core (10) as a magnetic return path of the coil field.

2. Socket according to claim 1, characterized in that on the same Insulating base (1) attached automatic switching device in the between the Electromagnet (8, 9) and the can cover (2) lying space is arranged and two resilient towards the cap Levers (4, 4), which are hinged to one side of the switching coils and whose contact parts (3, 6) are on the opposite side of the switching coils.

3. Socket according to claim 1 and 2, characterized in that the two resilient switching lever (4,4) firmly connected to one another by an insulating web (12) which interacts as a counter pawl with a pawl seated on the release armature (u).

4. Socket according to claim 1 with earthed or zeroed protective contact organs, characterized in that over the central core (10) of the magnet system another switching coil (19) is arranged,

the contact element (18, 18) of the socket between the contact element (18, 18) intended for grounding or zeroing and the terminal of the earth or ground wire is switched on and at Fault current the connector sleeves (7, 7) from the terminals (3, 3) of the live Lines shut down.

5. Socket according to claim 4, characterized in that the fault current coil (19) controls a special armature (20) that bridges the current-carrying contact sleeves (7, 7) of the socket and thus a response of the overcurrent coils (8, 8) causes.

6. Socket according to claim 5, characterized in that at least one, for. B. the switching contact piece connected to the armature (20) of the fault current coil (19) (22) is made of resistance material.

7. Socket according to claim 1 to 6, characterized in that in per se known Connect the fault current coil (ig) to a phase line by means of a test push button (25) can be laid.

1 sheet of drawings