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Elektromagnetischer Fehlerstrom- (Differential-) oder überstrom-Schalter
Die Erfindung bezieht sich auf einen elek tromagnetischen Fehlerstrom- (Differential-)
oder Überstrom-Schalter mit zwei als Schaltkontakte dienenden, elektrisch in Reihe
liegenden Kontaktfedern. von denen die eine im Sinne der Kontaktschließung und die
andere im Sinne der Kontaktöffnung eigengefedert ist, die letztere in der Einschaltstellung
sich mit einem unter dem Einfluß des Ankers des Auslösemagnets stehenden Klinkenhebel
rastet, während beide Kontaktfedern unter der Einwirkung je eines Mitnehmers eines
drehbeweglichen Betätigungsgliedes stehen, in dessen Nullstellung die Mitnehmer
außer Eingriff mit den Kontaktfedern sind und bei dessen Drehung in-die Arbeitsstellung
der der ver rastbaren Kontaktfeder zugeordnete Mitiiehmer diese in die Einschaltstellung
und der der nicht v errastbaren Kontaktfeder zugeordnete Mitnehmer diese in die
Offenlage mitnimmt.
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Die bekannten Schalter dieser Art haben den Nachteil. daß das Schaltglied
zum Einlegen des Schalters zwei Schalthübe in entgegengesetzter Richtung ausführen
muß. Dadurch ergibt sich nicht nur eine umständliche Handhabung, sondern es ist
auch ein Erkennen des Ausschaltzustandes an der Stellung des Schaltgriffes oder
-knopfes nicht möglich, da der Schaltgriff im ausgeschalteten Zustand dieselbe Stellung
einnimmt wie im eingeschalteten Zustand.
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Es sind zwar auch schon Schutzschalter bekannt, bei denen der Schalttrieb
nur einen Schalthub auszuführen braucht und bei dem an der Stellung des Schaltprüfers
bzw. des
Schaltknopfes das Erkennen des Ausschaltzustandes möglich
ist. Dabei sind jedoch die Schalthebel nicht als Kontaktfedern, sondern als um ein
gemeinsames Gelenk schwenkbare, federbeeinflußte Hebelarme ausgebildet, so daß bewegliche
Leitungsverbindungen zwischen bzw. zu den Kontakthebeln oder Schleifkontakte erforderlich
sind. Die Gelenklagerung bedingt ferner, wenn sie betriebssicher arbeiten soll,
eine meist unerwünscht große Bauhöhe und erschwert die Isolation der spannungsführenden
Teile des Schalters. Ferner sind bei diesen Schaltern zum Öffnen des Schalters und
zur Attsführung der ersten Stufe des Einschaltvorganges zwei in Hintereinanderschaltung
zur Wirkung _Spannung kommende vorhanden, Schaltfedern die richtig unterschiedlicher
abgestimmt werden müssen. wenn der Schalter ordnungsmäßig arbeiten soll. -Gemäß
der Erfindung sind a11 diese Mängel dadurch vermieden, daß bei Ausbildung der beiden
Schalthebel als Kontaktfedern das Betätigungsglied unter der Wirkung einer es aus
der Nullstellung in die Arbeitsstellung führenden Feder stellt und in der Nullstellung
durch eine Klinke gesperrt ist, deren Auslösung durch die verrastbare Kontaktfeder
bei deren Öffnungsbewegung erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß einerseits nur ortsfeste
Leitungsverbindungen erforderlich sind und eine ordnungsmäßige Isolation der spannungsführenden
Teile leicht durchgeführt werden känn und daß anderseits zum Einschalten nur ein
einfacher Schalttrieb mit nur einer Schaltfeder erforderlich ist und nur ein Schalthub
ausgeführt werden muß und an der Stellung des Schaltgriffes bzw. Schaltknopfes der
Ausschaltzustand erkennbar ist.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel an
einem Fehlerstromschal ter für Wechselstromanlagen schematisch dargestellt, und
zwar zeigen Fig. i die Einrichtung in Einschaltstellung und Fig. 2 die Einrichtung
in Ausschaltstellung. In dem dargestellten Beispiel sind i, i die beiden Zuleitungen
des zu schützenden Stromkreises. In einer dieser Leitungen ist der Selbstschalter
mit den beiden Anschlußklemmen 2, 3 angeordnet, welche je eine aus einem gebogenen
Federblechstreifen bestehende Kontaktfeder 4., 5 tragen, während die beiden festen
Gegenkontakte 6, 7 durch eine Strombrücke 8 verbunden sind. Hinter dem SelbstschalteristinbekanliterWeise
einDifferentialtransformator io mit den beiden gegeneinander gerichteten Hauptstromwicklungen
ii, 12 eingeschaltet, dessen Sekundärwicklung 13 mit der Auslösespule 14 eines Auslösers
verbunden ist. Dieser Auslöser besteht aus einem Dauermagneten 15, dessen Anker
16 unter Wirkung einer Zugfeder 17 steht und für gewöhnlich durch die stärkere Wirkung
des Dauermagneten in der gezeichneten Schlußlage gehalten ist. Gegenüber dem Auslöseariker
16 ist um eine Achse ein winkelförmiger Klinkenhebel ig, 2o schwingbar gelagert.
Dieser Klinkenhebel greift mit der Spitze seines Schenkels 2o durch eine öffnung
2i der Kontaktfeder 5 hindurch und steht unter Wirkung einer Feder 22, welche bestrebt
ist, den Klinkenhebel in der durch einen Pfeil bezeichneten Richtung, d. h. entgegen
dem Sinne des Uhrzeigers, zu drehen, so daß dadurch die Kontaktfeder 5 durch die
Nase 23 des Klinkenhebels in der gezeichneten Einschaltstellung gehalten wird.
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Die beiden Kontaktfedern q. und 5 sind so angeordnet, #-daß ihre Federwirkung
entgegengesetzt gerichtet ist, und zwar so, daß die Federwirkung bestrebt ist, die
Kontaktfeder 4 (wie durch einen Pfeil angedeutet) dauernd in der aus Fig. i ersichtlichen
Einschaltstellung zu halten, die Kontaktfeder 5 dagegen in die Ausschaltstellung
zu bewegen, woran sie aber gewöhnlich durch den Klinkenhebel ig. 2o gehindert wird.
Zwischen den beiden Kontaktfedern 4., 5 ist eine Antriebswelle 25 mit einem Doppelsteuernocken
26,27
als Betätigungsglied angeordnet. Diese Antriebswelle mit dem Doppelsteuernocken
steht unter Wirkung einer Feder 28. welche bestrebt ist, den Doppelsteuernocken
für gewöhnlich in der strichpunktierten Lage zu halten, und wird in der in Fig.
i ausgezogenen Lage durch eine unter Federwirkung stehende winkelförmige Klinke
30, 31 gesperrt gehalten. Der aufrechte Schenkel 31
dieser Klinke liegt im
Bereich der Kontaktfeder 5, so daß er durch diesen beeinflußt werden kann.
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Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung ist wie folgt: Bei der in
Fig. i gezeichneten Eitischaitstellung wird die Kontaktfeder 4 durch ihre eigene
Federung, die Kontaktfeder 5 dagegen entgegen der eigenen Federung durch den Klinkenhebel
ig, 2o in der gezeichneten Stellung gehalten. Tritt jetzt im Verbraucherstromkreis
ein Fehlerstrom voll unerwünschter Höhe auf, so wird durch die Differenzwirkung
in den beiden Hauptwicklungen 11, 12 ein Hilfsstrom in den Wicklungen 13, 14 erzeugt,
durch welchen das Feld des Dauermagneten 15 so geschwächt wird, daß der Anker 16
freigegeben wird und nun unter dem Einfluß der Feder 17 gegen den Klinkenhebel ig,
2o schnellt und durch dessen Aufwärtsbewegung die Kontaktfeder freigibt, so daß
diese in die strichpunktiert dargestellte Lage schwingt und den Stromkreis unterbricht.
Bei
diesem Herausfallen der Kontaktfeder 5 schlägt sie einerseits mit dem oberen Rande
ihrer Durchtrittsöftnung 2 i auf das hochstehende Ende des Schenkels 2o des Klinkenhebels
i9, 20 und bewegt diesen wieder abwärts, wobei der Auslöseanker 16 durch den Gegenschenkel
i9 des Klinkenhebels ic), 2o in seine Schließstellung zurückgeführt und in dieser
festgehalten wird.
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Beim Herausfallen der Kontaktfeder 5 schlägt diese zugleich gegen
die Klinke 34 30 des Steuernockens 26, 27. so daß dieser nun freigegeben und durch
die Wirkung der Feder 26 in die in Fig. 2 dargestellte Lage geschnellt -wird. Dadurch
-wird, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, zunächst auch die Kontaktfeder 4 in die Offenstellung
gedrückt und im unmittelbaren Anschluß daran die Kontaktfeder 5 in die Einschaltstellung
zurückbewegt, wo sie durch den Klinkenhebel i9, 20 festgehalten wird. Die 'Form
des Doppelsteuernockens 26, 27 ist dabei so gewählt, daß auf jeden Fall zuerst die
Ausschaltung der Kontaktfeder d. und dann erst das Wiedereinlegen der Kontaktfeder
5 erfolgt. Infolgedessen bleibt der Stromkreis nach dem Ansprechen der Fehlerstromauslösung
immer an mindestens einer Stelle unterbrochen, obwohl am Schluß des Ausschaltvorganges
die eine Kontaktfeder 5 schon -wieder in die vorbereitende (Einschalt-) Stellung
bewegt wird.
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Soll der Stromkreis wieder eingeschaltet -werden, so wird der Steuernocken
durch einen nicht mit dargestellten Handgriff im Sinne des Uhrzeigers bis in die
in Fig. i gezeichnete Lage gedreht. Bei dieser Bewegung wird zunächst die Kontaktfeder
5 durch den Teil 26 des SteuernockenS 26, 27 freigegeben. Er bleibt aber durch den
Klinkenhebel i9, 2o in der gezeichneten Einschaltstellung gehalten.
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Bei Weiterdrehung des Steuernockens bewegt sich auch die Kontaktfeder
4 in die Einschaltstellung, und schließlich -wird der Steuernocken 26, 27 in seiner
in Fig. i dargestellten Endlage (Spannlage) durch die Klinke 30, 3 1 gesichert.
Damit ist die in Fig. i dargestellte Einschaltstellung wieder herbeigeführt. Die
Form des Steuernockens ist dabei so gewählt, daß auf jeden Fall die Kontaktfeder
5 durch den -Nocken' ei] 26 freigegeben ist, bevor durch den \ockenteil 27 die Kontaktfeder
4 in die Einschaltstellung gelangt ist. Sollte deshalb i der Isolationsfehler in
der Leitung nicht inzwischen beseitigt sein, so -wird in demselben Augenblick, wo
die Kontaktfeder q. in die Einschaltstellung gelangt, die Kontaktfeder wieder selbsttätig
ausgelöst und damit die , Unterbrechung des Stromkreises wieder von neuem bewirkt.
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1\atürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern es sind noch andere Ausführungsformen möglich, insbesondere
ist die Erfindung nicht nur an einem Fehlerstromschalter, sondern sinngemäß auch
an einem Schalter,mit Überstromauslösung anwendbar.