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Installationsselbstschalter mit Freiauslösung und einer zwischen zwei
axial hintereinander liegenden Auslöse- und Blasspulen angeordneten Schaltkammer
Es ist bekanntgeworden, an Installationsselbstschaltern -mit Freiauslösung zwischen
zwei axial hintereinander liegenden Auslöse-und Blasspulen eine Schaltkammer für
die Schaltkontakte anzuordnen. Für die Selbstschalter in Stöpselform hat man vorgeschlagen,.
die Schaltkammer durch zwei Isolierwände zu bilden, die die dazwischenliegenden
Schaltkontakte , von den Magnetspulen und den übrigen Teilen des Schalters trennen.
Bei den Selbstschaltern in Sockelform pflegte man bisher die Schaltkammer als einen
aus einem ganzen Teil oder aus zwei symmetrischen Hälften ,bestehenden Funkenkamin
auszubilden, der ebenfalls die Schaltlichtbögen von den Magnetspulen und den übrigen
Teilen des Schalters fernhält. Bei den bekannten Selbstschaltern dieser Art war
die Schaltkammer in ein oder mehreren Richtungen vollständig offen. Die die Schaltkontakte
tragenden Teile wurden von außen in die Schaltkammer eingeführt, so daß besondere
Vorrichtungen zum Befestigen dieser Teile notwendig sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an Installationsselbstschaltern
mit Freiauslösung, die eine zwischen zwei axial hintereinander liegenden Auslöse-
und Blasspulen angeordnete Schaltkammer haben, die durch einen quer zur Magnetspulenachse
unterteilten, aus zwei Hälften bestehenden Isolierkörper gebildet wird, neben einer
Verkleinerung der Abmessungen eine Steigerung der Schaltleistung zu erzielen und
zugleich den Auf- und Zusammenbau des gesamten Schaltmechanismus zu vereinfachen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch folgende Ausbildung des Selbstschalters
gelöst: Die beiden .Isolierhälften der Schaltkammer weisen symmetrisch zu ihrer
Teilungsebene außer dem Schaltraum einen daran an der Kontaktunterbrechungsstelle
sich anschließenden, durch Durchbrechungen mit der Umgebung des Isolierkörpers in
Verbindung stehenden Expansionsraum auf, die Hälften des Isolierkörpers sind zugleich
als Lager und Führungen für die einlegbaren Schalterteile ausgebildet.
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Bei dem Selbstschalter gemäß der Erfindung steht der die Schaltkontakte
aufnehmende Schaltraum nicht unmittelbar mit der Umgebung des den Schaltraum einschließenden
Isolierkörpers in Verbindung. Die beim Schalten auftretenden Lichtbogen können sich
in dem an den Schaltraum sich anschließenden Expansionsraum ausdehnen. In dem Expansionsraum
werden die Lichtbogengase so weit abgekühlt, daß sie bei ihrem Austreten
aus
dem Expansionsraum in die Umgebung des Isolierkörpers keine Beschädigungen verursachen
können. Diese Wirkungsweise tritt auch beim Schalten von großen Leistungen auf.
Durch die Verwendung,des den Schaltraum und den Expansionsraum einschließenden Isolierkörpers
ist es möglich, den für die Abschaltung notwendigen Raum des Schalters sehr klein
zu halten und die übrigen Teile des Schalters dicht an dem Isolierkörper anzuordnen,
wodurch sich die Abmessungen des gesamten Schalters sehr verkleinern. Zu der Verkleinerung
der Abmessungen trägt auch die Lagerung und Führung der in die Schaltkammer einzuführenden
Schalterteile in dem Isolierkörper bei. Es erübrigen sich dadurch besondere Vorrichtungen
,zum Befestigen dieser Teile an der Außenseite der Schaltkammer.
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Vorteilhaft hat der die Schaltkammer einschließende Isolierkörper
an der Außenseite Aussparungen, in -denen die Polschuhe der Magnetspulen in die
Nähe der Unterbrechungsstelle der Schaltkontaktstücke herangeführt sind. Auf diese
Weise wird ein besonders starkes, magnetisches Feld an der Unterbrechungsstelle
des Stromkreises erzielt. Zweckmäßig trägt der die Schaltkammer einschließende Isolierkörper
dieMagnetspulen, die Polschuhe und die magnetischen Auslöseteile. Hierdurch vereinfacht
sich die Unterbringung der magnetischen Teile in dem Selbstschalter.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten des Schalters nach der Erfindung,
die .ebenfalls zur Vereinfachung d es Aufbaues und Zusammenbaues beitragen, sind
bei der Beschreibung des Ausführungsbeispieles erwähnt. In der Zeichnung ist als
Ausführungsbeispiel ein Installationsselbstschalter 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. 4. 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.
Das Innere des Gehäuses ist in zwei Räume unterteilt, von denen der dem Deckel zugewandte
Raum die elektromagnetischen und thermischen Auslöseorgane nebst dem Sperrmechanismus
und der dem Fußkontaktzapfen zugewandte Raum als Schaltkammer die Schaltkontakte
aufnimmt.
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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 dem
Träger 7 des Schaltmechanismus abstützen und die Druckknöpfe aus dem Gehäuse herauszudrückenversuchen.
DerEinschaltdruckknopf 3 ist mit einer Stoßstange verbunden, die in zwei Teile 8,
9 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 am Träger 7 des Schaltmechanismus durch Umnieten befestigt ist.
Der untere Teil 9 der Stoßstange ragt in die weiter unten beschriebene, von dem
Gehäuseinnenraum abgetrennte Schaltkammer.
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Wie die Fig. q. zeigt, ist der von der Hand betätigte Teil 8 der Stoßstange
in der einen Dimension der Stoßfläche gleich groß wie der untere Teil 9 der Stoßstange.
Der untere Teil 9 der Stoßstange hat an der Stelle, die dem oberen Teil 8 gegenübersteht,
eine Ausnehmung, in die sich der obere Teil der Stoßstange hineinschieben kann.
Das Ineinanderschieben der beiden Stoßstangen kann durch eine Klinke 12 verhindert
werden. Die Klinke 12, die als Kuppelglied dient, ist von einer an der unteren Stoßstange
befestigten Blattfedergebildet, dessen umgebogener Lappen 13
teilweise die
Öffnung der Ausnehmung i i verschließt (Fig.5) und dadurch das Einschieben der oberen
Stoßstange in die untere Stoßstange verhindert. Der Klinke 12 steht ein Schieber
14. gegenüber, der an dem Träger 7 des Schaltmechanismus geführt ist. Wird der Schieber
14 nach rechts bewegt, so drückt er mit seinem umgebogenen, schrägen Schenkel die
Klinke 12 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 Tiefstellung zu halten, ist
an der Unterseite des Trägers 7 des Schaltmechanismus eine federnde Sperrklinke
15 angeordnet, die in eine Aussparung des oberen Teiles 8 der Stoßstange eingreift.
Die Sperrklinke 15 wird entklinkt, wenn beim lneinanderschieben beider Teile der
Stoßstange der untere Teil 9 der Stoßstange gegen eine seitliche Gleitfläche der
Sperrklinke 15 stößt.
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Die die Schaltkontakte aufnehmende Schaltkammer ist erfindungsgemäß
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 Teile des Schaltmechanisrnus gewährleistet, sondern auch der Zusammenbau
des Schalters wesentlich vereinfacht.
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Die Schaltkontakte bestehen aus einem Kontakthebel 18 und einem Gegenkontaktstück
i9. Der Kontakthebel 18 ist an einer Achse :2o 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 Kontaktheliel von einem die beiden Isolierhälften
miteinander verbindenden Niet gebildet. Der Gegenkontakt i9 ist von einem an einer
U-förmigen Feder 22 sitzenden Kontaktstück gebildet. Während das Gegenkontaktstück
i9 an dem einen Schenkel der U-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 Kontakthebel18 gegen das federnde
Gegenkontaktstück 19 gepreßt. Der Anpressungsdruck wird durch die Stoßstange erzeugt,
deren unterer Teil 9 unter Zwischenschaltung eines kolbenartigen Isolierstückes
24 und eines Metallstückes 38 auf den Kontakthebel 18 einwirkt. Das Isolierstück
24 ist zwischen den Isolierhälften 16, 17 geführt und dichtet den Schaltraum ab.
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Beide Schaltkontakte 18, i9 siii,d von den beiden Isolierhälften 16,
17 an der Unterbrechungsstelle dicht umgeben. In der Nähe der Unterbrechungsstelle
bildet die Schaltkammer eine T-förmige Erweiterung 25, die als Expansionsraum den
Lichtbogen aufnimmt und ihn unter Kühlung durch die Wände der Schaltkammer expandieren
läßt. Der Expansionsraum z5 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 der
Expansionsraum 25 mit Durchbrechungen 26 mit der Umgebung der Schaltk -ammer verbunden.
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Der Schalter nach der Erfindung ist mit einer elektromagnetischen
Auslösung versehen, die die Aufgabe hat, den Schalter bei Kurzschlüssen oder ähnlich
hohen Stromstärken selbsttätig ansprechen zu lassen. Zugleich wird die Unterbrechung
des Lichtbogens durch ein starkes, magnetisches Feld unterstützt. Zu diesem Zweck
sind zwei Magnetspulen 27, 28 verwendet, die an den beiden Seiten des Isolierkörpers
16, 17 angeordnet sind. Die Achsen der Spulen liegen hintereinander. Die Trennfuge
zwischen den Hälften des Isolierkörpers verläuft quer zur Magnetspulenachse. Die
Kerne der Magnetspulen sind durch - eine Brücke miteinafider 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, 3o angeordnet, die
außerhalb der Schaltkammer in die Nähe der Unterbrechungsstellen zweckmäßig in Aussparungen
der Isolierhälften 16, 17 herangeführt sind. Durch diese Anordnung wird ein starres,
magnetisches Feld an der Unterbrechungsstelle des Schalters erzeugt, so daß der
Stromkreis selbst bei den großen Stromstärken sicher abgeschaltet werden kann.
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An einem .der ,beiden Polschuhe der Magnetspulen istder Anker 31 der
elektromagnetischen Auslösevorrichtung 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 der Anker 31 in einer Aussparung 39
des Polschuhes hineingezogen und stößt mit einem umgebogenen Lappen 35 gegen den
Auslöseschieber 14, der den an der Stoßstange angeordneten Riegel 12 steuert. Wie
die Magnetspulen 27, 28 und die Polschuhe 29, 30 werden die magnetischen
Auslösespulen von dem die Schaltkammer bildenden Isolierkörper 16, 17 getragen.
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Außer der elektromagnetischen Auslösung ist eine thermische Auslösung
vorgesehen. die durch den Schalter den Stromkreis bei lang ,andauernden, geringen
Überlastungen unterbrechen läßt. Der thermische Auslöser ist von einem U-förmigen
Bimetallstreifen 36 gebildet, der mit seinen beiden Schenkeln an dem Isolierteil
i6 der Schaltkammer befestigt und mit seinem freien Ende starr mit dem Auslöseschieber
14 verbunden ist. Zwischen dem Bimetallstreifen 36 und dem Auslöseschieber 14 ist
ein Isolierstück 42 zwischengeschaltet. Zweckmäßig ist der Träger 7 des Schaltmechanismus
deraYt ausgebildet, daß sich im kalten Zustand das freie Ende des Bimetallstreifens
federnd an den Träger 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 Bemitallstreifens 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 a3 des Stöpsels.
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Der Schalter nach der Erfindung hat folgende Wirkungsweise: In der
Zeichnung ist der Schalter in seiner Einschaltstellung wiedergegeben. Durch die
Sperrklinke 15 wird die Stoßstange entgegen der Wirkung der Feder :2i 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 die an
der Stoßstange befindliche Klinkenfeder 12 stößt und diese entriegelt. Die Entriegelung
hat zur Folge, daß sich der untere Teil 9 der Stoßstange unter Wirkung der an dem
Kontakthebel befindlichen Feder 2-i 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. DerDruckknopf 9 kann nunmehr unter
,der Wirkung der Feder 5 aus dem Gehäuse hervortreten.
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Tritt an Stelle der lang andauernden, geringen Überlastung ein Kurzschluß
oder ein ähnlich hoher Strom in dem Stromkreis auf, so löst der Bimetallstreifen
36 infolge seiner Trägheit nicht die Sperrung des Schaltmechanismus aus. Die Auslösung
des Schalters wird vielmehr durch den Anker 3 1 bewirkt, indem er gegen den
Auslöseschieber 14 stößt. Der Auslöseschiceber 14 wirkt ,beim Auftreten von Kurzschlüssen
oder ähnlichen Stromstärken in der gleichen Weise auf die Klinkenfeder 12 der Stoßstange
ein wie bei lang andauernden, geringen Überlastungen. In der gleichen Weise vollzieht
sich auch die Entriegelung der Stoßstange, wenn der Ausschaltdruckknopf 4 abwärts
gedrückt wird. Der Ausschaltdruckknopf 4 schiebt bei seiner Abwärtsbewegung den
Schieber 14 nach rechts, so daß dieser ebenfalls die Klinkenfeder 12 der Stoßstange
entriegelt.
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Ist beim Ausschalten der Einschaltdruck, knopf 3 aus dem Gehäuse hervorgetreten,
so hat sich zugleich der obere Teil 8 der Stoßstange aus der Ausnehmung i i des
unteren Teiles 9 der Stoßstange herausbewegt, so daß die Klinkenfeder 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 die Klinkenfeder 1z und schiebt dadurch den unteren Teil 9 der
Stoßstange entgegen der Wirkung der Feder 21 des Kontakthebels 18 abwärts, bis 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 Schalter nach der Erfindung zeichnet sich außer einem einfachen
Aufbau und Zusammenbau durch eine hohe Abschaltsicherheit aus. Ein weiterer Vorteil
des Schalters nach der Erfindung besteht darin, daß die aus dem 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.