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Einrichtung zum Einschalten und selbsttätigen Ausschalten elektrischer
Stromkreise hoher Stromstärken Einrichtungen zum Ein- und Ausschalten elektrischer
Stromkreise müssen mitunter beim Schließen des Stromkreises kurzzeitig hohe Stromstärken
bewältigen, die ein Vielfaches des betriebsmäßigen Stromes betragen. Es läßt sich
dabei oftmals nicht vermeiden, daß durch das hammerschlagartige Auftreffen der Kontakte
ein Prellen der Schaltstücke hervorgerufen wird, welches unter Einwirkung des Stromes
.ein Zusammenschweißen der Schaltstücke verursacht. Das in vielen Fällen erforderliche
automatische Ausschalten solcher Schaltgeräte ist dann meist mit einfachen Mitteln
nicht möglich, weil zum Trennen zusammengeschweißter Kontakte verhältnismäßig .große
Kräfte nötig sind, die nur selten zur Verfügung stehen. Gegenstand der Erfindung
ist eine Einrichtung zum Einschalten und selbsttätigen Ausschalten elektrischer
Stromkreise hoher Stromstärken, bei welcher diese Schwierigkeiten überwunden werden.
Hierbei ist den zur Führung des Betriebsstromes bestimmten Hauptkontakten des Schalters,
wie an sich bereits bekannt, eine lediglich zum Unterbrechendes Stromkreises dienende
Schaltvorrichtung parallel geschaltet, und das Wesen der Erfindung besteht darin,
daß in Reihe mit dieser Schaltvorrichtung Hilfskontakte liegen, die den Hauptkontakten
beim Einschalten voreilen und beim Ausschalten nacheilen, so daß das Schließendes
.Stromkreises ,zunächst an den Hilfskontakten und nach Öffnen der Hauptkontakte
die endgültige Unterbrechung des Stromkreises .durch .das Öffnen der lediglich zum
Unterbrechen des Stromkreises dienenden Schaltvorrichtung erfolgt.
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Für die lediglich das Unterbrechen des Stromkreises bewirkende Schaltvorrichtung
wird vorzugsweise ein Schmelzleiter, z. B.
eine Sicherungspatrone,
verwendet. Da man nun die lediglich zum Unterbrechen des Stromkreises dienende Schaltvorrichtung
schon vor dem Schließen des Stromkreises geschlossen hat, indem man beispielsweise
die Sicherungspatrone vorher einsetzt; kann das beim Einschalten des Stromkreises
eventuell erfolgende Festschweißen der Hilfskontakte für das nachträgliche Öffnen
des Stromkreises nicht nachteilig sein, weil ja nun die besondere zusätzliche, lediglich
zum Unterbrechen des Stromkreises dienende Schaltvorrichtung, beispielsweise ein
Schmelzleiter, vorhanden ist.
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In solchen Fällen, wo für den Schalter nur ein geringes Gewicht, relativ
kleiner Kontakthub, großer Überschoß an Einschaltkraft und demgegenüber nur eine
verhältnismäßig kleine Ausschaltkraft zur Verfügung stehen, wird man die Erfindung
vorzugsweise so durchbilden, daß die Hilfskontakte von dem Schalterantrieb der Hauptkontakte
gesteuert werden. Dabei wird diese Steuerung so ausgebildet, daß die Hilfskontakte
beim Einschalten vor- bzw. beim Ausschälten nacheilen, so :daß .das Schließen des
Stromkreises zunächst an den Hilfskontakten erfolgt, und daß nach öffnen der Hauptkontakte
die endgültige Unterbrechung des Stromkreises durch das Schmelzen des in Reihe zu
den Hilfskontakten liegenden Schmelzleiters erfolgt. Man wird dabei den Schmelzleiter
so bemessen, daß er während der durch die Voreilurig der Hilfskontakte bedingten
Zeit den ein Vielfaches des Nennstromes betragenden Einschaltstrom führen kann,
ohne durchzuschmelzen. Die Hilfskontakte kann man in diesem Fall nach ihrem Einschalten
verriegeln, so daß sie beim späteren öffnen der Hauptkontakte geschlossen bleiben
und dadurch das Ansprechen des Schmelzleiters ermöglichen.
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Die Erfindung kann überall da angewendet werden; wo es sich beim Ein-
und Ausschalten elektrischer Stromkreise um die Beherrschung von großen Stromstärken
bandelt und wo die Gefahr eines Verschweißens der Kontakte beim Einschaltvorgang
besteht. Die oben beschriebene Erfindung ermöglicht es, einen Schalter mit# ,geringem
Gewicht und relativ kleinem Kontakthub zu bauen, der ein sicheres Ein- und Ausschalten
ermöglicht.
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In der Figur ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
ein Schaltbild dargestellt.
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Mit i ist ein Motor bezeichnet, der aus einer Batterie 2 gespeist
wird. 3 ist: eine Hauptstromwicklung des Motors. Mit 4 ist .der zum Ein- und Ausschalten
des Stromkreises dienende Schalter bezeichnet. Dieser besitzt zur Führung des Betriebsstromes
bestimmte Hauptkontakte 5 und 6, die beispielsweise als kräftige Klötzkontakte ausgebildet
sind. Im Nebenschluß zum Schalter 6 liebt ein Hilfsschalter 7, der mit einem feststehenden
Gegenkontakt 8 zusammenarbeitet. In Reihe mit diesem Hilfsschalter ist ein Schmelzleiter
g, beispielsweise eine Sieherungsputrone; geschaltet. Die Schalter 6 und 7 werden
in der Einschaltrichtung gemeinsam von einer Führungsstange io bewegt. Der Hilfsschalter
7 ist so angeordnet, daß er bei der Schaltbewegung dem Hauptschalter 6 vor-.eilt,
so daß also zunächst der Motorstrom über den Hilfsschalter 7 und die Sicherung 9
verläuft. Die Erfindung kann so ausgebildet werden, daß die Kontakte 7 ,und 8 nach
ihrem Schließen sich beispielsweise durch Reibung (Messerkontakt) oder mit Hilfe
einer mechanischen Verklinkung o. dgl. mit dem Gegenschaltstück 8 fest verriegeln.
Zur Ausführung der Ausschaltbewegung dient eine Ausschaltfeder ii, welche die Führungsstange
und den Hauptkontakt 6 zusammen zurückbewegt, während der Hilfskontakt 7 in der
Einschaltstellung verbleibt.
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-Der Zweck des Hilfsschalters 7 besteht darin, .den Anlaufstromstoß
des Motors i, der bis auf beträchtliche Werte ansteigen kann, zunächst aufzunehmen
und dadurch den Hauptschalter 6 so weit zu entlasten, daß dieser bei den infolge
des hammerschlagartigen Auftreffens auf das Gegenschaltstück 5 unvermeidlichen Prellungen
nur geringe Energiemengen zu unterbrechen bzw. zu schließen hat. Die Größe dieser
Energiemengen ergibt sich aus dem Widerstandverhältnis der Nebenstrombahn zur Hauptstrombahn
6: Da der Spannungsabfall im Nebenstromkreis gering gehalten werden kann, wird offenbar
die Energie während des: Prellens :der Hauptschaltstücke 6, 5 nicht ausreichen,
um ein Zusammenbacken der Hauptschaltstücke herbeizuführen. Die Hauptkontakte 5,
6 können daher durch das in der Zeichnung nicht dargestellte, beispielsweise in
Abhängigkeit von der Anzahl der Motorumdrehungen, der Zeit oder des Druckes der.
Preßluft wirkende Auslöseorgan ihre Ausschaltbewegung mit Hilfe der Feder z z ausführen
und auch dabei ohne Lichtbogenbildung öffnen. Die Unterbrechung des Betriebsstromes
übernimmt der Schmelzleiter 9. Dieser wird so bemessen, daß er einerseits während
der Zeit, welche zwischen der Berührung der Kon- t takte 7, 8 und der endgültigen
Kontaktgabe der Hauptschaltstücke 6, 5 vergeht, mit Sicherheit den exponentiell
ansteigenden Einschaltstrom führen kann, ohne durchzuschmelzen. Andererseits wird
die Bemessung z des Schmelzleiters so vorgenommen, daß er durchbrennt, wenn der
.gesamte Motorstrom
längere Zeit, beispielsweise i Sekunde, über
ihn fließt.
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Wenn man -die Schaltvorrichtung nach einer Betriebsperiode wieder
betriebsbereit machen will, wird der evtl. verschweißte Einschaltkontakt 7, 8 von
Hand geöffnet und die abgeschmolzene Sicherung durch eine neue ersetzt werden. Batterien
können bei Anwendung der Erfindung nicht mehr beschädigt werden, da ein Verschweißen
der Hauptkontakte 5, 6, deren beweglicher Teil aus Gründen erhöhter Schweißsicherheit
in an sich bekannter Weise gegebenenfalls mit einem Vorkontakt 1a versehen wird,
verhindert ist und das Unterbrechen des Motorstromkreises durch die Sicherung 9
sichergestellt ist. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß .man
für die Hauptkontakte 5, 6 keinen Leistungsschalter benötigt und da.ß mit einer
geringen Ausschaltkraft auszukommen ist. Man kann unter Umständen natürlich aus
Sicherheitsgründen den ScAälter 5, 6 auch als Leistungsschalter ausbilden, um die
Anordnung noch zusätzlich für den Fall zu sichern, daß etwa das Einsetzen des Schmelzleiters
9 vergessen wird. Ein weiterer. Vorzug der Anordnung gemäß .der Erfindung besteht
auch noch darin., daß für den Schaltapparat keine Funkenkammer und besondere Hilfsmittel
zur Lichtbogenlöschung (z. B. magnetische Blasung) benötigt werden.