DE721791C - Selbsttaetige elektrische Schalteinrichtung - Google Patents

Description

Es sind selbsttätige elektrische Schalteinrichtungen bekanntgeworden, die mit einem Schaltorgan ausgerüstet sind, das aus einem etwa il-fönmgen, an seinem.Bogenstück abgestützten Bimetallstreifen besteht. Die freien Enden des Bjmetallstreifens führen hierbei die Schaltbewegung aus. Der Bimetallstreifen ist in seinem Stützpunkt in Richtung der Ausbiegung des Streifens schwenkbar gelagert.

Der eine freie Schenkel trägt die Schaltkontakte, während auf den anderen freien Schenkel eine Kippfeder in der Weise einwirkt, daß bei einer Abstandsänderung der Schenkelenden des B'imetallstreifens infolge Erwärmung oder Abkühlung der Angriffspunkt der Feder am Bimetallstreifen in eine labile Lage gelangt, in der der Streifen von seiner einen Lage in die andere umkippt und dabei den Stromkreis öffnet oder schließt.

Die Erfindung beruht in dem Gedanken, einen derartigen Schalter so auszubilden, daß das Wiedereinschalten nach einer selbsttätigen Auslösung so. lange verhindert wird, wie die Auslöseursache noch besteht.

Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck in dem Gehäuse der Schalteinrichtung eine Sperrvorrichtung an sich bekannter Art in Gestalt einer durch einen Elektromagneten gesteuerten, unter Einwirkung einer Rückstellkraft "stehenden Klinke vorgesehen, durch die das 3» Wiedereinschalten nach einer selbsttätigen Auslösung bei Fortbestehen der Auslöseursache verhindert ist und der Elektromagnet der Sperrvorrichtung über einen Transformator bei der Ausschaltstellung des Schalters aus dem Netz gespeist. Durch die Anwendung dieser Merkmale lassen sich besonders gedrängt, einfach, leicht und wirtschaftlich gebaute Schalter mit Wiedereinschaltsperre schaffen.

Die Erfindung sei im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert.

Die Fig. ι bis 4 zeigen in verschiedenen Schnittansichten und verschiedenen Arbeits-S Stellungen einen selbsttätigen Schalter mit dererfindungsgemäßen Einrichtung.

Es handelt sich um einen einpoligen Schalter mit Doppeliunterbrechung. Auf einer Grundplatte 9 sind ein Paar ortsfeste Konto takte 11 angeordnet, die mit beweglichen Kontakten 13 zusammenarbeiten. Der Betätigungsmechanismus 15 besteht im wesentlichen aus einem Paar U-förmig gebogener Bimetallstreifen 27, die an ihrem Bogenstück auf Stiftig kuppen 29 gelagert sind. An ihrem unteren freien Ende tragen die Bimetallstreifen die beweglichen Kontakte, an ihren oberen freien Enden sind sie durch einen Blechstreifen 31 miteinander verbunden. Ferner ist ein bei 47 ao schwenkbar gelagerter Hebel 37 vorhanden, dessen freies Ende 49 durch Totpunktfedern 39 mit den oberen freien Enden der Bimetallteile verbunden ist. Der Hauptstromkreis verläuft von der einen Anschlußkammer 21 über die Schaltstücke 13, die Bimetallstreifen und das Verbindungsteil 31 zur anderen Anschlußklemme 21.

Bei hohem Überstrom vergrößert sich der Abstand der Schenkelenden der beiden Bimetallstreifen. Sobald hierbei die Wirkungslinie der Federn 39 über die Lagerstelle 29 gebracht wird, springt der Schalter schlagartig von der Einschalt- in die Ausschaltlage, d. h. von der in Fig. 1 in die in Fig. 2 dargestellte Stellung.

Wenn der Schalter in dieser Stellung nicht durch irgendwelche Mittel festgehalten wird, so erfolgt bei Abkühlung der Bimetallstreifen eine selbsttätige Wiedereinschaltung, sobald sich die Enden der Schenkel der Bimetallstreifen so weit einander genähert haben, daß die Wirkungslinie der Federn 39 unterhalb der Lagerstelle 29 gebracht wird.

Um den Schalter nach erfolgter selbsttätiger Auslösung in der Ausschaltlage zu sperren, ■ solange eine im Stromkreis etwa vorhandene Auslöseursache besteht, ist die mit 17 bezeichnete Sperrvorrichtung vorgesehen. Diese besteht bei dem Ausführungsbeispiel im wesentliehen aus einem Klinkenhebel 59, der zugleich den Anker eines Elektromagneten 61 darstellt. Zur Speisung des Elektromagneten dient ein Transformator 63. Eine Feder 67 drückt den Klinkenhebel 59 in eine unwirksame Ruhelage, solange der Elektromagnet nicht erregt ist.

Die zu der Sperrvorrichtung gehörigen Hilfsstromkreise sind aus der Fig. 5 zu ersehen. Die Primärwicklung 91 des Transformators 63 überbrückt die Kontakte des Schalters unter Zuhilfenahme der Leitungen 95 und

97. Das eine Ende der Sekundärwicklung 93 des Transformators ist mit dem einen Ende der Elektromagnetwicklung 61 durch eine Leitung 99 verbunden. Das andere Ende der VEiektromagnetwicklung ist durch eine Leitung 105 an den Kontakt 81 angeschlossen; der Kontakt 79 ist mit der an den Verbraucher angeschlossenen Klemme 21 durch eine Leitung 107 verbunden.

Der Elektromagnet ist daher im Einschaltzustand des Schalters entregt. Nur beim offenen Zustand der Schaltkontakte wird seine Spule durch die Hilfskontakte 79, 81, 85 an die Sekundärseite des Transformators angeschlossen, und mit dem Verbraucher in Reihe geschaltet.

Nimmt der Schalter die Schließstellung (Fig. 1) ein, so ist der Klinkenhebel 59 durch die Feder 67 nach links in seine Ruhestellung gedrückt. Bei Überstrom löst der Schalter aus, wie oben beschrieben. Bei geöffnetem Zustand der Kontakte durchfließt der Strom die Primärwindungen des Transformators 63. Dabei wird der Strom auf einen so niedrigen Wert begrenzt, daß für die Leitungen und den Verbraucher keine Gefahr besteht. In der Ausschaltlage des Schalters schließt ferner die Platte 85 die Unterbrechungsstelle zwischen den Kontakten 79 und 8r, so daß der Elektro- 9c magnet 61 über die Sekundärwindungen 93 des Transformators und den Verbraucher Strom erhält, >da der Transformator primärseitig vom Netz aus gespeist wird.

Ist nun der Widerstand des Verbrauchers es sehr gering, wie es bei einer noch nicht behobenen Auslöseursache, z. B. Kurzschluß, der Fall sein kann, so wird der Elektromagnet so stark erregt, daß er seinen Anker anzieht und das Schaltglied durch den Klinkenhebel 59 festgehalten wird, wie es Fig. 3 zeigt. Eine selbsttätige Wiedereinschaltung ist dann nicht möglich. Erst wenn die Auslöseursache behoben ist und der Widerstand des Verbrauchers seinen normalen Wert wieder erreicht hat, nimmt die Erregung des Elektromagneten 61 so stark ab, daß der Klinkenhebel 59 durch die Feder 67 in seine Ruhelage (Fig. 2) zurückgebracht wird, so daß bei genügender Abkühlung des Bimetallstreifens im die Wiedereinschaltung des Schalters erfolgen kann.

Die Rückstellfeder 67 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Kern des Elektromagneten untergebracht. Die in Achsrichtung des Magnetkernes angeordnete Schraube 69 stellt ein einfaches Mittel zur Einstellung des Stromwertes dar, bei welchem der Elektromagnet zur Wirkung kommen soll.

Der magnetische Kreis des Elektromagneten iao wird zweckmäßig so ausgebildet, daß der Klinkenhebel 59 schon bei solchen Stromwer-

ten, die nur wenig unterhalb des Ansprechstromes des Elektromagneten liegen, in seine Ruhelage gebracht wird. Das ist auf verschiedene Art und Weise erreichbar, beispielsweise durch entsprechende Wahl des Luftspaltes zwischen Anker und Magnetkern.

Ein solcher Schalter, wie ihn das Ausführungsbeispiel nach Fig. ι bis 4 zeigt, eignet sich besonders zum Einbau in mit Öl gefüllte elektrische Apparate, z. B. in Schalter, Transformatoren, Kondensatoren, Kabelanlagen usw., bei denen nicht allein die im Auslöseorgan erzeugte Stromwärme, sondern auch die ,von außen her an das Auslöseglied dringende Wärme die Auslösung beeinflussen soll. Das folgende, in Fig. 6 und 7 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Ausführungsmöglichkeit, die vorzugsweise für Licht- und Kraftanlagen bestimmt ist.

»ο Hierbei ist der Schalter noch mit einer Handhabe 109 zur willkürlichen Betätigung von Hand ausgerüstet, die über einen Totgang zwischen Vorsprüngen 117 bis 118 und ein zwischen diesen liegendes, am Schalthebel 37 befestigtes Teil 127 auf den Schaltermechanismus einwirkt. Der Fortgang hat insbesondere den Zweck, eine Beeinträchtigung der selbsttätigen Arbeitsweise des Schalters durch die Handhabe zu vermeiden, wenn diese sich in der Einschaltstellung befindet.

Ein von außen durch einen Isoliergriff 141 zu bewegender Sperrhebel'133 dient dazu, die Handhabe festzuhalten. Er greift zu diesem Zweck mit einer Aussparung 137 über einen Bolzen 139 am Handhebel an. Um die Betätigung des -Schalters von Hand zu ermöglichen, muß er durch den Isoliergriff 141 entgegen dem Druck einer Rückstellfeder 144 angehoben werden. Beim Bewegen der Handhabe wird der Schalthebel 37 über den Absatz 127 mittels der Anschläge 117 und 118 mitgenommen. Im übrigen stimmt der Schalter im wesentlichen mit dem in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel überein. Das selbsttätige Ein- und Ausschalten des Schalters spielt sich demgemäß ebenso ab wie bei dem in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel.

Auch die Sperrvorrichtung kann ebenso ausgebildet und angeordnet sein wie die Sperr- _ vorrichtung 17 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 5. Damit jedoch der Transformator 63 nicht erregt wird, wenn der Schalter von Hand geöffnet wird, ist ein Hilfsschalter 147 vorgesehen, der den Primärstromkreis des Transformators öffnet, wenn die Handhabe 115 in die Ausschaltlage bewegt wird. In dem schematischen Schaltbild nach Fig. 5 ist diese Einrichtung in dem gestrichelt gezeichneten Leitungsstück 153 angegeben. Das Schaltglied 149 des Hilfsschafters wird durch einen Vorsprung 151 an der Schalterhandhabe bei der Ausschaltbewegung nach abwärts gedrückt, so daß die Hilfsschaltstelle 147 geöffnet wird. ⁶S

Eine weitere Abwandlung der Erfindung ist in Fig. 8 angegeben. Der Schalter selbst und die Betätigungseinrichtungen können hierbei etwa dieselben sein, wie sie z. B. in Fig. 1 bis 4 und Fig. 6 und 7 angegeben sind. An Stelle eines Transformators sind hier jedoch zwei Widerstände 161 und 163 vorgesehen. Der Klinkenhebel 59, der zum Festhalten des beweglichen Hauptschaltgliedes dient, wird durch eine Feder 67 in seine Arbeitsstellung gedrückt, und der Elektromagnet 61, der hier mit Ruhestrom arbeitet, bewegt bei genügender Entregung den Klinkenhebel in seine Ruhelage, so daß er mit dem Schaltglied außer Eingriff kommt. Der Widerstand 161 ist par- ⁸" allel zur Hauptunterbrechungsstelle geschaltet, und der Widerstand 163 liegt in Reihe mit dem Elektromagneten 61. Wird also der Schalter geöffnet, so schalten die Kontakte 79 und 85, die den Hilfskontakten 79, 81 und 85 in Fig. 5 entsprechen, den Elektromagneten 61 parallel zum Verbraucher 165 und beide zusammen in Reihe mit dem Widerstand 161.

Wird also der Schalter selbsttätig bei Überstrom geöffnet, so wird der Elektromagnet 61 mit dem Verbraucher parallel geschaltet. Ist dessen Widerstand sehr klein, so ist die Erregung des Magneten so schwach, daß das Schaltglied in der Ausschaltstellung verklinkt wird. Ist der Widerstand des Verbrauchers dagegen genügend groß, so zieht der Magnet seinen Anker an und gestattet dadurch die selbsttätige Wiedereinschaltung, sobald der Bimetallstreifen sich genügend abgekühlt hat.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Selbsttätige elektrische Schalteinrichtung mit einem etwa LJ-förmigen, an seinem Bogenstück abgestützten und in Richtung der Ausbiegung schwenkbar gelagerten Bimetallstreifen als Schaltorgan, dessen einer freier Schenkel· die Schaltkontakte trägt, während auf den anderen freien Schenkel eine Kippfeder in der Weise ein- no wirkt, daß bei einer Abstandsänderung der Schenkelenden des Bimetallstreifens infolge Erwärmung oder Abkühlung der Angriffspunkt der Feder am Bimetallstreifen in eine labile Lage gelangt, in der der Streifen von seiner einen Lage in die andere umkippt und dabei den Stromkreis öffnet oder schließt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse der Schalteinrichtung eine Sperrvorrichtung (17) an sich bekannter Art in Gestalt einer durch einen Elektromagneten (61) gesteuerten, unter

   Einwirkung einer Rückstellkraft (67) stehenden Klinke (59) zum Verhindern des Wiedereinschaltens nach einer selbsttätigen Auslösung bei Fortbestehen der Auslöseursache vorgesehen ist und daß der Elektromagnet (61) über einen Transformator (63) bei der Ausschaltstellung des Schalters aus dem Netz gespeist wird.
2. 2. Selbstschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (61) der Sperrvorrichtung (17) bei der Ausschaltstellung des Schalters mit dem Verbraucher in Reihe geschaltet ist.
3. 3. Selbstschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (61) der Sperrvorrichtung {17) bei der Ausschaltstellung des Schalters mit dem Verbraucher parallel geschaltet ist.
4. 4. Selbstschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des ao Transformators (63) ein die Hauptunterbrechungsstelle überbrückender Widerstand (i6i)uiadem im Stromkreis des Elektromagneten (61) der Sperrvorrichtung(i7) liegender Widerstand (163) vorgesehen as sind (Fig. 8).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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