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Thermisch, elektromagnetisch und durch Hand auslösbarer Installationsselbstschalter
Die Erfindung betrifft einen Installationsselbstschalter in Stöpsel- und Sockelform,
der thermisch, elektrornagnetisch und durch Hand auslösbar ist. Es ist bekannt,
bei Installationsselbstschaltern in Stöpselform den beweglichen Schaltkontakt durch
eine unterteilte Stoßstange zu steuern, deren beide Teile in Freiauslösung miteinander
gekuppelt sind und beim Ausschalten sich ineinanderschieben. Diese Selbstschalter
haben einen Schalt-und Auslösemechanismus, dessen einzelne Teile teilweise an dem
Gehäuse, teilweise an einem in das Gehäuse eingesetzten Gestell gelagert bzw. geführt
sind. Die Herstellung dieser Selbstschalter erfordert eine genaue Anpassung,des
aus keramischem Material bestehenden Gehäuses an die eingesetzten Metallteile. Maßungenauigkeiten
des Gehäuses können die Wirkungsweise des Selbstschalters in Frage stellen. Bei
:den bekannten Selbstschaltern ist auch die Schaltkammer von dem Gehäuse selbst
gebildet. Infolge der Lagerung und Führung einzelner Teile in dem Gehäuse läßt sich
die Schaltkammer nicht hinreichend gegenüber ihrer Umgebung abdichten; so @daß bei
großen Schaltflammen der Auslösemechanismus beschädigt wird.
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Nach der Erfindung ist ein Insballationsselbstschalter mit einer den
beweglichen Schaltkontakt steuernden unterteilten Stoßstange, deren beide Teile
in Freiauslösung miteinander gekuppelt sind und beim Ausschalten sich ineinanderschieben,
wie folgt ausgebildet: Der eine Teil der Stoßstange ist in einem die Schaltkontakte
in einer Schaltkammer aufnehmenden, in das Schaltergehäuse einsetzbaren, längsgeteilten
Isolierkörper geführt. Der andere Teil sowie ein von allen Auslösevorrichtungen
beeinflußter, auf das Kuppelglied der Stoßstange einwirkender Schieber und der Ausschaltdruckknopf
sind dagegen an einer an dem Isolierkörper befestigten Tragbrücke geführt. Diese
Ausbildung des Selbstschalters hat den Vorzug, daß der Schalt- und Auslösemechanismus
ein einheitliches Ganzes bilden, das von dem Gehäuse unabhängig ist. Diese Unabhängigkeit
des Mechanismus von dem Gehäuse erleichtert die Fabrikation, da die bei der Herstellung
des Gehäuses auftretenden Maßungenauigkeiten nicht die Wirkungsweise des Selbstschalters
beeinflussen. Der :den Schalt-und Auslösemechanismus bildende Einsatz kann für Stöpsel-
und Sockelselbstschalter gleich ausgebildet werden, so daß sich die Fabrikation
:dieser beiden Selbstschalterarten wesentlich vereinfacht. Der Einsatz kann auch
mit mehreren anderen in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden. Ein weiterer
Vorzug des Selbstschalters gemäß
| der Erfindung besteht darin, daß die Schalt- |
| kammer, da sie von dem Gehäuse unab- |
| hängig ist, gegenüber ihrer LTmgebun:g so |
| gedichtet werden kann, daß selbst bei gr. |
| Schaltflammen der Auslösemechanismus |
| beschädigt wird. Weitere vorteilhafte Ei |
| heiter der Erfindung sind bei der Erläute |
des Austuhrungsbeispieles hervorgehoben.
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In der Zeichnung ist das Ausführungsbeispiel an Installationsselbstschältern
mit thermischer und elektromagnetischer Auslösung dargestellt. Die Fig. i und 2
zeigen zwei Längsschnitte des Schalters in zwei zueinander senkrechten Ebenen. Die
Fig.3 gibt einen Querschnitt durch den unteren Teil des Schalters wieder. In den
Fig. a bis 7 sind weitere Einzelheiten ,dargestellt.
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Der in der Zeichnung dargestellte Schalter hat die Form eines Schraubstöpsels.
Der Gehäuseunterteil ist mit i und der deckelförmige Oberteil mit 2 bezeichnet.
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Zum Bedienen des Schalters dienen der Einschalt- und der Ausschaltdruckknopf
3, .4: Beide Druckknöpfe stehen unter der Wirkung von Federn 5, 6, die sich an der
Tragbrücke 7 des: Auslösemechanismus abstützen und die Druckknöpfe aus dem Gehäuse
herauszudrücken versuchen. Der Einschaltdrückknopf 3 ist mit einer Stoßstange verbunden,
die in zwei Teile 8ä g unterteilt ist. Der obere Teil 8 der Stoßstange ist in den
Isolierstoff des Druckknopfes 3 eingepreßt und dadurch unlösbar mit diesem verbunden.
Zur Führung des oberen Teiles der Stoßstange, die profilförmig ist, dient eine aus
zwei Hälften bestehende Büchse io (Fig. 7), die an der Trägerbrücke 7 des Auslösemechanismüs
durch Umnieten befestigt ist.
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Der untere: Teil g der Stoßstange ragt in die von .dem Gehäuseinnenraürn
abgetrennte Schaltkammer. Wie die Fig. ¢ zeigt, hat der untere Teil g der Stoßstange
an der Stelle, die dem oberen Teil gegenübersteht, eine Ausnehmung i i, in die sich
der obere Teil der Stoßstange hineinschieben kann. Das Ineinanderschieben der beiden
Stoßstangen kann jedoch durch einen Riegel 12 verhindert werden. Der Riegel 12 ist
von einer an der unteren Stoßstange befestigten Blattfeder gebildet, dessen umgebogener
Lappen 13 teilweise die Öffnung der Ausnehrnung i i verschließt (Fig. 5)
und dadurch das Einschieben der oberen Stoßstange in die untere Stoßstange verhindert.
Dem' Riegel i2 steht ein Schieber 1q. gegenüber, der an der Tragbrücke 7 des Auslösemechani-smus
geführt ist. Der Schieber ist unter den Betätigungsorganen 3, a quer zur Längsachse
angeordnet. Wird der Schieber 1q. nach rechts bewegt, so drückt er mit seinem umgebogenen
schrägen Schenkel den Riegel von der Ausnehmung i i des unteren Teiles der Stoßstange
fort, so daß beide Teile der Stoßstange sich ineinanderschieben können.
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;`#-Um den Einschaltdruckknopf 3 in seiner @yiefstellung zu halten,
ist an der Unterseite @ler Tragbrücke 7 des Schaltmechanismus eine federnde Sperrklinke
15 angeordnet, die in eine Aussparung des oberen Teiles S der Stoßstange
eingreift. Die Sperrklinke i,; wind entklinkt, wenn beim Ineinanderschieben beider
Teile der Stoßstange der untere Teil 9 der Stoßstange gegen eine seitliche Gleitfläche
der Sperrklinke 15 stößt.
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Der Ausschaltdruckknopf q. sitzt an einem Stab .43, der in der Tragbrücke
7 geführt ist und mit seinem Ende in ein Langloch 44 des an der Tragbrücke geführten
Schiebers i.i greift. Zwischen der Tragbrücke 7 und dein Schieber hat der Stab des
Ausschaltdruckknopfes eine Schrägfläche 4.5, mit der . r beim Niederdrücken auf
den Schieber einwirkt.
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Die die Schaltkontakte aufnehmende Schaltkammer ist von einem längsgeteilten
Isolierkörper .gebildet, der in das Gehäuseinnere eingesetzt ist. Der Isolierkörper
besteht aus zwei Hälften 16, 17. Die Isolierhälften sind so geformt, daß
sie zugleich zur Lagerung und Führung sämtlicher in der Schaltkammer befindlicher
Teile dienen. Vorteilhaft sind die Isolierhälften so ausgebildet, daß die in der
Schaltkammer untergebrachten Teile nur lose zwischen .die Isolierhälften eingelegt
zu werden brauchen. Durch eine solche Ausbildung der Schaltkammer wird nicht nur
ein sicherer ! Schutz der außerhalb der Schaltkammer angeordneten empfindlichen
-feile des Schaltmechanismus gegen Schaltflammen gewährleistet, sondern auch der
Zusammenbau .des Schalters wesentlich vereinfacht: Der Isolierkörper 16,
17 und die Tragbrücke 7 sind miteinander verbunden. Sie bilden mit dem daran
sitzenden Schalt- und Auslösemechanismus ein einheitliches Ganzes, das von dem Gehäuse
i, 2 unabhängig ist.
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Die Schaltkontakte bestehen aus einem Kontakthebel i8 und einem Gegenkontaktstück
ig: - Der Kontakthebel 18 ist an einer Achse 2ö gelagert und steht unter Wirkung
einer Feder 21, die sein freies Ende in Richtung auf den Druckknopf zu bewegen sucht.
Zweckmäßig ist die Achse 2o für den Kontakthebel von einem die beiden Isolierhälften
miteinander verbindenden Niet gebildet. Der Gegenkontakt ig ist von einem an einer
U-förmigen Feder 22 sitzenden Kontaktstück angeordnet. Während das Gegenkontaktstück
ig an dem einen Schenkel der [J-Form sitzt, ist der andere Schenkel verbreitert
und an dieser Stelle zwischen den beiden Isolierhälften 16, 17 der Schaltkammer
gehalten.
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In der Einschaltstellung ist der Kontakthebel
i8
gegen das federnde Gegenkontaktstück i9 gepreßt. Der Anpressungsdruck wird durch
die Stoßstange erzeugt, :deren unterer Teil 9 unter Zwischenschaltung eines Isolier-Stückes
2:1. und eines Metallstückes 38 auf den Kontakthebel 18 einwirkt.
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Beide Schaltkontakte 18, i9 sind von den beiden Isolierhälften 16,
17 der Schaltkammer an der Unterbrechungsstelle dicht umgeben. In der Nähe
der Unterbrechungsstelle bildet die Schaltkammer eine T-förmige Erweiterung 25,
die als Expansionskammer den Lichtbogen aufnimmt und ihn unter Kühlung durch die
Wände der Schaltkammer expandieren läßt. Die Expansionskammer 25 setzt sich, wie
die Fig. 2 der Zeichnung zeigt, von der Unterbrechungsstelle kanalförmig in Richtung
auf'die Druckknöpfe fort. Um die heißen Unterbrechungsgase aus der Expansionskammer
austreten zu lassen, ist die Expansionskammer 25 mit Durchbrechungen 26 mit der
Umgebung der Schaltkammer verbunden.
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Der Schalter ist mit einer elektromagnetischen Auslösung versehen,
die die Aufgabe hat, den Schalter bei Kurzschlüssen oder ähnlich hohen Stromstärken
selbsttätig ansprechen zu lassen. Hierbei wird die Unterbrechung des Lichtbogens
durch ein starkes magnetisches Feld unterstützt. Das magnetische Feld wird von zwei
Spulen 27,:28 erzeugt, .deren Achsen quer zur Längsachse des Schalters liegen. Die
Kerne der Magnetspulen sind durch eine Brücke 40 miteinander magnetisch verbunden,
die zugleich zur Führung des unteren Teiles der Stoßstange 9 dient. An den beiden
äußeren Seiten der beiden Magnetspulen sind zwei Polschuhe 29, 30 angeordnet, die
außerhalb der Schaltkammer in die Nähe der Unterbrechungsstellen zweckmäßig in Aussparungen
der Isolierhälften herangeführt sind. Durch diese Anordnung wird ein starkes magnetisches
Feld an der Unterbrechungsstelle des Schalters erzeugt, so daß der Stromkreis selbst
in den großen Stromstärken sicher abgeschaltet werden kann.
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An einem der beiden Polschuhe der Magnetspulen ist der Anker 31 der
elektromagnetischen Auslö:sevor richturig angeordnet. Der Anker 31 besteht aus einem
Drehhebel, der an der Achse 32 gelagert ist und unter Wirkung einer Feder 33 steht,
deren Spannkraft durch eine Schraube 34 eingestellt werden kann. Durch :die Schraube
34. läßt sich die Ansprechstromstärke des Schalters bei hohen Strömen beliebig einstellen.
Beim Auftreten einer hohen Stromstärke wird erfindungsgemäß der Anker 3 i in eine
Aussparung 39 des 'Polschuhes hineingezogen und stößt mit einem umgebogenen Lappen
35 :gegen den Auslöseschieber 1q., der den an der Stoßstange angeordneten Riegel
12 steuert.
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Außer der elektromagnetischen Auslösung ist eine thermische Auslösung
vorgesehen, die den Schalter den Stromkreis bei lang andauernden geringen Überlastungen
unter-, brechen läßt. Der thermische Auslöser ist von einem U-förmigen Bimetallstreifen
36 gebildet, der an seinen beiden Schenkeln an dem Isolierteil 16 der Schaltkammer
befestigt und mit seinem freien Ende starr mit dem Auslöseschieber 1q. verbunden
ist. Zwischen dem Bimetallstreifen 36 und dem Auslöseschieber 14 ist ein Isolierstück
42 zwischengeschaltet. Zweckmäßig ist die Tragbrücke 7 des Auslösemechanismus derart
ausgebildet, daß sich im kalten Zustand das freie Ende des Bimetallstreifens federnd
an die Tragbrücke 7 anlegt. Durch diese Ausbildung des Trägers des Schaltmechanismus
wird eine einfache Justierung des Bimetallstreifens erzielt.
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Der Stromkreis in dem Selbstschalter verläuft wie folgt: Der Gewindering
37 des Stöpsels ist mit dem einen Schenkel des Bimetallstreifens 36 verbunden, während
der andere Schenkel des Bimetallstreifens mit den Spulen 27, 28 der elektromagnetischen
Auslösung in Verbindung steht. Die Spulen 27, 28 sind durch eine bewegliche Litze
mit dem Kontakthebel 18 verbunden. Von dem Gegenkontaktstück i9 führt eine Leitung
zum Fußkontaktzapfen 23 des Stöpsels.
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Der beschriebene Schalter hat folgende Wirkungsweise: In der Zeichnung
ist der Schalter in seiner Einschaltstellung wiedergegeben. Durch die Sperrklinke
15 wird die Stoßstange entgegen der Feder 21 des Kontakthebels 18 in der tiefsten
-Stellung gehalten und dadurch die Kontaktgabe zwischen .den Schaltkontakten 18,
i9 aufrechterhalten. Beide Teile-8, 9 der Stoßstange können sich nicht ineinanderschieben,
da der Riegel 12 zwischen beiden Teilen der Stoßstange liegt. Tritt ein :den Nennstrom
des Schalters überschreitender Überstrom auf, so dehnt sich der Bimetallstreifen
36 derart aus, daß der Schieber 14 mit seinem umgebogenen Schenkel gegen den an
der Stoßstange befindlichen Riegel 12 stößt und diesen entriegelt. Die Entriegelung
hat zur Folge, daß sich der untere Teil 9 der Stoßstange unter Wirkung der an dem
Kontakthebel befindlichen Feder 2i über den oberen Teil 8 der Stoßstange schiebt.
Dabei hebt sich der Kontakthebel 18 von ,dem Gegenkontakt i9 ab und unterbricht
dadurch den Stromkreis. Bei der Aufwärtsbewegung stößt der untere Teil 9 der Stoßstange
gegen die Sperrklinke 15 und entklinkt :diese. Der Drucldlnopf 3 kann nunmehr unter
der Wirkung der Feder 5 aus dem Gehäuse hervortreten.
Tritt ^n Stelle
der lang andauernden geringen Überlastung ein Kurzschluß oder ein ähnlich hoher
Strom in dem Stromkreis aus, so löst der Bimetällstreifen 36 infolge seiner Trägheit
nicht die Sperrung des Schaltmechanismus aus. Die Auslösung des Schalters wird vielmehr
durch den Anker 31 der Elektromagnete bewirkt, und zwar in der Weise, daß der Anker
gegen den Auslöseschieber 14. stößt. Der Aüslöseschieber 14. wirkt beim Auftreten
von Kurzschlüssen oder ähnlichen Stromstärken in ider gleichen Weise auf den Riegel
1 2 der Stoßstange ein wie hei läng andauernden geringen Überlastungen. In der gleichen
Weise vollzieht sich die Entriegelung der Stoßstange, wenn der Ausschaltdruckknopf
d. abwärts gedrückt wird. Der Ausschaltdruckknopf q. schiebt bei seiner Abwärtsbewegung
den Schieber 14 mit Hilfe seiner Schrägfläche 4:5 nach rechts, so daß er ebenfalls
den Riegel 12 der Stoßstange entriegelt.
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Ist beim Ausschalten der Einschaltdruckknopf 3- aus dem Gehäuse hervorgetreten,
so hat sich zugleich der obere Teil 8 der Stoßstange aus der Ausnehmung r i des
unteren Teiles 9 der Stoßstange herausbewegt, so daß der Riegel 12 von selbst sich
zwischen beide Teile der Stoßstange schieben kann. Wird beim Einschalten des Schalters
der Einschaltdruckknopf 3 abwärts bewegt, so stößt der obere Teil 8 der Schubstange
gegen den Riegel 1.2 und schiebt dadurch den unteren Teil 9 der Stoßstange entgegen
der Wirkung der Feder 21 des Kontakthebels i8 abwärts, his sich die Schaltkontakte
18, i9 berühren. Bei Erreichen dieser Stellung springt die Sperrklinke 15 in die
Aussparung der Stoßstange 9 und hält diese fest.
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Der Selbstschalter nach der Erfindung zeichnet sich außer einem einfachen
Aufbau und Zusammenhau durch eine hohe Abschalt-Sicherheit aus. Ein weiterer Vorteil
des Schalters nach der Erfindung besteht darin, daß die aus dein Gehäuse heraustretenden
beweglichen Teile, die Ein- und Ausschaltdruckknöpfe, durch eine zweifache Isolation
gegenüber den spannungführenden Schalterteilen isoliert sind, so daß bei Beschädigung
der Schaltdruckknöpfe eine Gefährdung der bedienenden Personen ausgeschlossen ist.