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Installationsselbstschalter I Die Erfindung bezieht. sich auf Installationsselbstschalter,
insbesondere in Sockel- :oder Elementform..
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Es ist bekannt, bei: derä,rtigien@ Schaltern die beweglichen und festen
Schaltkontakte in einer Funkenkammer unterzubringen, die mit Expansionskanälen in"Verbindung-
steht. Da der zur Verfügung stehende Raum, für die Funkenkammer *verhälthismäßig
klein ist, ist die ' Abschaltlei$tung - des Selbstschalters begrenzt.. Es ist ferner
bekannt, in-den Schaltraum . den" Lichtbogen. _. abkühlende :.Metall- -massen
. unterzubringen; uni ' dadurch die Löschfähigkeit zu steigern--Daraus entsteht
jedoch der Nachteil, daß bei kleineren Stromstärken über die Metallmassen; die.als
Verbindungsbrücke für den Lichtbogen wirken, Stehfeuer @ entsteht, da bei kleineren-
Str6mstärken die Amperewindungszahl der elektromagnetischen Blaseinrichtung nicht
mehr ausreicht, um den Lichtbogen bis in die. Expansionskanäle zu treiben. Die elektromagnetisclhe
Blaseinrichtung kann infolge der kleinen Raumverhältnisse nicht so groß dimensioniert
werden, daß sie sowohl bei kleiner als auch bei größter. Stromstärke vollwertig
arbeitet. Bla:seinrichtungen, welche den ganzen Wirkungsbereich bedecken, würden
nach der bisher bekannten Art für Installationsselbstschalten auch infolge des Werkstoffverbrauches
unwirtschaftlich werden. Durch die erweiterte Anwendung der Installationsselbstschalter
-in Verteilungsanlagen; die immer weitere Beschränkung der Einbauräume und die immer
höhere Ausnutzung der Leitungsquerschnitte ist es notwendig, die Größe der- InstaDationsselbstschalter
sowohl
in der Grundfläche 'als auch in der Bauhöhe auf das Minimalste zu begrenzen und
seine Abschaltleistung zu erhöhen.
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Es ist bereits der-Versuch gemacht worden, an Installationsselbstschaltern
in der unter Wirkung des magnetischen Feldes stehenden Funkenkammer ferramagnetische
Teile zur Beeinflussung der Schaltlichtbogen zu verwenden. Die bekannte Ausbildung
und Anordnung der ferromagnetischen Teile führte jedoch zu keinem Erfolg. Es ist
nämlich an jeder Seite der Unterbrechungsstrecke nur eirfeinziger ferromagnetischer
Teil angebracht. jeder dieser ferromagnetischen Teile ist so angeordnet, daß er
sich mit seiner Breitseite im wesentlichen parallel zur Unterbrechungsstrecke erstreckt.
Wenn auch bei dem bekannten Schalter die ferromagnetischen Teile eine gewisse Abfuhr
der Lichtbogenwärme bewirken, so besteht die Gefahr, - daß bei großen Stromstärken
sich die ferromagnetischen Teile auf große Strecken des gtromweges zwischen den
Kontakten leitend einschalten und dadurch die Unterbrechungsstrecke verkleinern.
Tritt dies ein, so ist die Unterbrechung des Stromkreises erschwert, ja sogar besteht
die Möglichkeit, daß der Lichtbogen an den ferromagnetischenTeilen stehenbleibt.
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Gemäß- der Erfindung sind bei einem ' Installationsselbstschalter,
bei dem die Kontakte in einer unter Einwirkung eines magnetischen Feldes stehenden
geschlossenen 'Funkenkammer untergebracht sind, zur Erhöhung der Abschaltleistung
bei gleichem Raumbedarf für die Funkenkammer an beiden Seiten der Unterbrechungsstrecke
mehrere von Platten gebildete ferromagnetische Teile herangeführt. Diese plattenförmigen
Teile liegen mit ihren Breitseiten im wesentlichen in Richtung der magnetischen
Kraftlinien und haben eine solche Anordnung, daß sich ihr Abstand in der der Unterbrechungsstrecke
abgewandten Richtung vergrößert. Dadurch, daß mehrere ferromagnetische Teile auf
jeder Seite der Unterbrechungsstrecke angebracht werden, wird die Spannung des Lichtbogens
mehrfach unterteilt. Das Löschen von kleinen Teillichtbögen ist einfacher als das
Löschen eines großen Lichtbogens. Infolge der Anordnung der Platten in Richtung
der magnetischen Kraftlinien sind die Dimensionen der ferromagnetischen Teile parallel
zur Unterbrechungsstrecke sehr klein. Es können sich daher nur kleine leitende Strecken
in den ' Stromweg zwischen den Kontakten einschalten. Dadurch, daß sich der Abstand
der ferromagnetischen Teile in der der UnterbrechunZsstrecke abgewandten Richtung
vergrößert, bildet jedes Plattenpaar eine Härnerfunken.-strecke, die die TeillichtbÜgen
von ihrer ersten Ansatzstelle rasch in der der Unterbrechungsstrecke abgewandten
Richtung forttreibt.
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Die Abschaltleistung des Schalters läßt sich erfindungsgemäß noch
dadurch steigern, daß zwischen den ferromagnetischen plattenförmigen Teilen an der
Unterbrechungsstrecke abgewandten Stellen Teile aus einem Werkstoff angeordnet sind,
der in an sich bekannter Weise bei Erwärmung durch den Lichtbogen deionisierende
Gase ausscheidet (Gellulose). Zweckmäßig wird die Funkenkammer durch eine als magnetischer
Rückschluß dienende Platte abgedeckt, die dicht an die plattenförmigen ferromagnedschen
Teile herangeführt ist und an der der Funkenkammer zugewandten Seite durch eine
Platte aus ädonisierende Gase ausscheidendem Werkstoff isoliert wird. Durch diese
Anordnung wird infolge des Zusammenwirkens des magnetischen Feldes der Spule sowie
der entionisierenden Einwirkung der Gäse ausscheidenden Körper und der ferromagnetischen
Teile die Löschung der Schaltlichtbögen ganz wesentlich gegenüber den bisher bekannten
Selbstschaltein beschleunigt.
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In den Fig. i -bis 4 ist eiir Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die Fig. i zeigt eine Ansicht der Funkenkammer, die Fig. 2 einen Schnitt nach A-B
und die Fig.3 einen Schnitt nach C-D. Die Fig. 4 stellt eine Einzelheit für sich
dar.
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Der Sockel 2 aus Isolierstoff, beispielsweise keramischem Material,
bildet an der einen Seite eine Funkenkammer i. Die Funkenkammer enthält die beiden
festen Kontakte 3, 4, die in der Einschaltstellung von dem bügelförmigen beweglichen
Kontakt 5 überbrückt werden. An der anderen Seite bildet der Sockel 2 eine Höhlung
26, in die eine Spule 13 mit- Windungen eingesetzt ist. Diese Spule erzeugt
ein magnetisches Feld für die Funkenkammer und dient zugleich als Auslöseorgän des
Selbstschalters. Sie enthält nämlich in ihrer Höhlung 12 einen festen eisernen Kern
14 und einen beweglichen Anker 15. Der Anker 15 wirkt über eine Stoßstange
25 auf den nicht dargestellten Mechanismus des Selbstschalters ein.
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In der Funkenkammer i sind erfindungsgemä.ß an- beiden Seiten der
Schaltkontakte 3, 4, 5 plattenförmige Teile 7, 8 aus ferromagnetischem. Werkstoff
herangeführt. Sie liegen mit ihren Breitseiten im wesentlichen in Richtung der magnetischen
Kraftlinien. Zweckmäßig haben die ferromagne= tischen Teile 7, 8 die in Fig. 4 dargestellte
Gestalt. Sie bestehen -aus einem winkelförmigen Stanzteil, der bei i i gebogen ist.
Mit dem Schenkel 9 sind die ferromagnetischen Teile in kanalartige Vertiefungen
6 des Isolier-
C -2 eingesetzt., Di Vertiefungen6-ver-0
'kelS ie laufen parallel zur Achse' der Blasspüle 13
und enden kurz vor der
tiefsten Lage der unteren Stirnseite der Spule. Vorteilhaft sind in je eine Vertiefung
6 je zwei ferromagnetische Teile 7, 8 eingesetzt. Um ihre Lage in der Vertiefung
zu sichern, ist in der Vertiefung zwischen den . beiden Teilen ein Streifen 2¢ aus
Isolierstoff eingeschoben. Mit dem Schenkel io, der eine Fahne bildet, sind die
ferromagnetischen Teile 7, 8 radial auf die Mitte der Funkenkammer gerichtet.'-
Dabei haben sie eine solche Anordnung, daß sich ihr Abstand in der den Schaltkontakten.
abgewandten Richtung vergrößert. - .
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Tritt beim Schalten ein Unterbrechungslichtbogen auf, so' wird er
durch das magnetische Feld und durch den beim Schalten " auftretenden Überdruck
gegen die Fahnen der ferromagnetischen Teile 7, 8 getrieben. Es tritt -ein Längen
des Lichtbogens an den Strecken zwischen den Fahnen auf. Der Lichtbogen tritt dabei
in den Zwischenraum zwischen den Fahnen und schließlich in. die Vertiefung 6 des
Sockels ein. Die ferromagnetischen Teile 7, 8 wirken dabei löschend auf den zwischen
ihnen expandierenden Lichtbogen ein. Von wesentlicher Bedeutung ist die radiale
Anordnung der Fahnen i o der ferromagnetischen Teile. Dadurch, daß sich der Abstand
der Fahnen in der den Schaltkontakten angewandten Richtung vergrößert, bleiben die
Lichtbogen an den Enden der Fahnen nicht stehen, sondern wandern iIn Richtung auf
die an den Fahnen sitzenden Ansätze 9. Dadurch ist ein Verbrenne- der ferromagüetischen
Teile 7, 8 vermieden. Da ein starker Luftstrom zwischen 'den ferromagnetischen Teilen
auftritt, werden die sich unter Einwirkung des Lichtbogens abreißenden Metallteilchen
in die Vertiefungen 6 des Sockels geschleudert und sammeln sich dort an, ohne eine
schädliche Wirkung auszuüben. Für die Löschung des Lichtbogens ist ferner von wesentlicher
Bedeutung, daß die ferromagnetischen Teile so angeordnet sind, da:ß sich der Lichtbogen
an keiner Stelle von der Spule entfernt, sondern nähert. Dies ist dadurch erreicht,
daß die Fahnen i o parallel zur Stirnseite der Spule und die Ansätze 9 parallel
zur Schmalseite der Spule verlaufen.
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Die Abschaltleistung des Selbstschalters wird erfindungsgemäß noch
dadurch gesteigert, daß in der Funkenkammer Teile aus einem Werkstoff angeordnet
werden, der bei Erwärmung durch den Lichtbogen deionisierende Gase ausscheidet.
Zu diesen Werkstoffen gehört die Cellulose. Zweckmäßig sind die Streifen 24, die
die ferromagnetisclien Teile 7, 8 in den Vertiefungen 6 halten, aus diesem Werkstoff
hergestellt. Durch. -diese Streifen 'werden die Vertiefungen 6 beim Eindringen 'der
Lichtbögen stark entionisiert.
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Die ferromagnetischen Teile 7; 8 sind, wie die Fig. i zeigt, gruppenweise
angeordnet. Zweckmäßig sind zwischen den einzeli#en Gruppen Vorsprünge aus Isöliermaterial
vorgesehen, die von dem Isoliersockel i gebildet sind. Die Vorsprünge sind mit r6
bis 2 1 bezeichnet.
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Zur- Erhöhung der Lichtbogenlöschung ist erfindungsgemäß die Funkenkammer
i - durch eine als magnetischer Rütkschluß dienende ferromagnetische Platte 23 abgedeckt,
die dicht an die ferromagnetischen. Teile 7, 8 herangeführt ist. Diese Platte ist
an der der Funkenkammer zugewandten Seite durch eine Platte 22 aus einem deionisierende
Gase ausscheidenden Werkstoff (Cellulose) isoliert. Um den Fahnen einen großen magnetischen
Kraftfluß zuzuführen, ist vorteilhaft der Durchmesser des außerhalb der Spule liegenden
Kernes 14 etwa gleich dem Innendurchmesser desjenigen' Kreises, der durch die äußeren
Enden der Fahnen bestimmt wird.
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Eine weitere Erhöhung der Löschfähigkeit wird erreicht, wenn die ferromagnetischen
Teile mit Werkstoffen überzogen sind, die deionisierend auf die Schaltstrecke einwirken,
z: B. Cadmium. I ,