DE734178C - Elektromagnetisches Schuetz - Google Patents

Description

Elektromagnetische Schütze, die gleichzeitig zum Schutz von Verbrauchern gegen unzuläsisge Überlastung und Kurzschluß dienen, entsprechen nicht den Grundforderangen, die man an eine Kurzschlußabschaltung stellt, da die Auslösezeit der beweglichen Kontakte derart lang ist, daß ein selektives Ansprechen im Netz, aus dem der Verbraucher gespeist wird, unmöglich ist.

Die lange Auslösezeit der beweglichen Kontakte hat weiter häufig das Verschweißen der Kontakte zur Folge, sobald die Kurzschlußströme höhere Werte erreichen, wie dies in Speiseleitungen größerer Verbraucher, insbesondere von Elektromotoren, auftritt.

Aus diesem Grunde wurden Schütze entwickelt, deren feste Kontakte durch bewegliche ersetzt sind, die jedoch- im normalen Betriebszustand in- einer Stellung durch eine Klinke oder eine andere Einrichtung fest verr riegelt sind. Diese Klinke wird wiederum durch die elektromagnetischen Kurzschlußauslöser direkt gesteuert, so daß die verriegelten Kontakte im Kurzschlußfalle sehr rasch freigegeben werden, und zwar in Zeiten, die den schnellsten automatischen Schaltern mit Freilauf entsprechen.

Die Verbindung derartiger beschleunigter Schütze mit elektromagnetischen und thermischen Auslösern ist vom konstruktiven Standpunkt gesehen sehr schwierig, insbesondere wenn auf kleine Abmessungen des Apparates und auf eine einfache Konstruktion Wert gelegt wird. Vor allem muß erwogen werden, daß die im normalen Betriebszustand verriegelten Kontakte nach Ansprechen der elektromagnetischen Auslöser wieder in den verriegelten Zustand gebracht werden müssen. Da andererseits die thermischen Auslöser einen Hilfskontakt betätigen, der im Über-

lastungsfalle den Stromkreis der Schützenspule unterbricht und auf diese Weise ein Ausschalten bewirkt, ist es nötig, am Schütz noch einen zweiten Druckknopf anzubringen, durch den der Hillskontakt nach Ansprechen der thermischen Auslöser wieder eingeschaltet werden kann. Endlich dürfen die verriegelten Kontakte nicht direkt eingeschaltet werden, da sie mit dem Einschaltdruckknopf kraftschlüssig verbunden sind, was ein selbsttätiges Ausschalten bei der Wiedereinschaltung auf Kurzschluß verhindern würde. Aus diesem Grunde muß durch eine geeignete Anordnung beim Niederdrücken des Druckknopfes der Stromkreis der .Schützenspule unterbrochen werden, damit sich der Anker, der die beweglichen Kontakte trägt oder steuert, bei Niederdrücken des Druckknopfes in der Ausschaltstellung befindet. Es entao steht daher eine komplizierte elektrische und mechanische Bindung zwischen den Wärmeauslösern, den elektromagnetischen Auslösern, den verriegelten Kontakten und der Wicklung des Haltemagneten.

Die Erfindung beseitigt diese Mangel auf eine besonders einfache Art, die darin besteht, daß sowohl das Zurückführen der entklinkten Gegenschaltkontakte als auch das Zurückführen des entklinkten Kontaktes der Unterbrechungsstelle des Schützenspulenstromkreises in die Klinklagen durch ein gemeinsames, unter der Wirkung einer Rückschaltfeder stehendes Betätigungsglied erfolgt. Außerdem kann durch den großen Unterschied des Kraftaufwandes, der zum Niederdrücken der Druckknopfstange nötig ist, erkannt werden, ob das Schütz durch Ansprechen der elektromagnetischen oder der thermischen Auslöser ausgeschaltet hat. Abb. ι und 2 geben ein Ausführungsbeispiel eines derartigen beschleunigten Schützes dem Gegenstand der Erfindung entsprechend wieder, und zwar als Seitenrisse im Schnitt, wobei Abb. 1 das Schütz in der Einschaltstellung und Abb. 2 in der durch thermische Auslösung herbeigeführten Ausschaltstellung zeigt.

Auf einem Metallrahmen 21 (Abb. 2) sind zwei Isolierklemmplatten 12 und 13 mit den so entsprechenden Zuführungs- und Ableitungsklemmen 14 und 15 angebracht. In den Blechflanken 16 des Rahmens sind zwei Achsen 17 und 18 aus Isolierstoff drehbar gelagert, und zwar die Achse 18 mit den unter Federwirkung stehenden Kontakten 20 und die Achse 17 mit den verriegelten Kontakten 19. Die Achse 18 ist mit einem nicht gezeichneten Elektromagneten verbunden, der diese Achse steuert und seitlich angeordnet ist. Die Achse 17 (Abb. 1) ist mit einem zweiarmigen Hebel fest verbunden, dessen oberer Arm 22⁰ sich gegen eine drehbare Hilfsachse 2$ stützt, die an der Stelle, an der sich der Arm 22" gegen sie stützt, einen halbkreisförmigen Ouer- ! schnitt hat. Der untere Arm 22^& des zweiarmigen Hebels 22 greift mit einem Zapfen ' 24 in eine Kulisse 25* eines aus einer Füh- ! rungsstange mit Druckknopf bestehenden Kontrollgliedes 25 ein. Der zweiarmige Hebel 22 und die Achse 17 mit den verriegelten Kontakten 19 stehen unter Wirkung einer Ausschaltfeder 26, die sie in Richtung des in Abb. ι eingezeichneten Pfeiles zu ziehen versucht.

Unterhalb der Klemmleisten 12 sind die Spulen 27 der elektromagnetischen Kurzschlußauslöser befestigt (Abb. 2), die mit Polblechen 28 und 29 versehen sind, zwischen denen sich ein magnetisches Löschfeld ausbildet. Auf der Hilfsachse 23 (Abb. 1), die in dem Rahmen 21 drehbar gelagert ist, sind ein Winkelstück 30 und die Anker 31 der elektromagnetischen Auslöser drehbar angeordnet. Die Anker 31 sind mit einer Nase 31" versehen und werden mit Hilfe einer Feder 32 zu dem Winkelstück 30 gezogen.

In der Hilfsachse 23 sind Anschlagstifte 33 befestigt, auf welche Fortsätze 31^s der Anker 31 der Überstromauslöser wirken, wodurch die Achse 23 bei Drehung der Anker mitgenommen wird. Das Winkelstück 30 trägt einen Hebel 34, dessen Ende sich unter Wirkung einer Feder 35 gegen eine Einstellschraube 36 stützt. Durch Drehung der Schraube 36 werden das Winkelstück 30 mittels des Hebels 34 und hierdurch auch die Anker 31 geführt bzw. gedreht, so daß sich ihr Abstand von den Polblechen ändert; dies ermöglicht die Ausschaltstromstärke einzustellen. Auf der Klemmleiste 13 (Abb. 2) sind an Klemmen 37 und 38 Bimetallstreifen 39 befestigt, die sich mit ihrem Ende gegen Stellschrauben 40 stützen, die in einem Isolierrahmen 41 eingeschraubt sind, der gleichfalls um die Achse 23 drehbar gelagert ist. In dem Isolierraum 41 steckt ein Zapfen

42, auf dem ein Kompensationsbimetallstreifen

43, der als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, drehbar gelagert ist. An einem Ende stützt sich der Kompensationsbimetallstreifen gegen no eine Einstellschraube 44, die zur Einstellung der Wärmeauslöser dient und genau so ausgebildet ist wie die Stellschraube 36 der elektromagnetischen Auslöser.

Das andere Ende des Bimetallstreifens 43 stützt sich gegen einen Hebelarm 45° einer dreiarmigen Klinke 45, die um den Zapfen 57 drehbar ist, so daß sich der Abstand zwischen dem Bimetallstreifen 43 und dem Hebelarm 45" bei konstantem Abstand zwischen den Bimetallstreifen 39 und den Stellschrauben 40 in Abhängigkeit von der Stellung der Ein-

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stellschraube 44 ändert, wodurch eine feinstufige Regelung der thermischen Auslösestromstärke erreicht wird.

Die dreiarmige Klinke 45 (Abb. 1 und 2) greift in einen isolierten Fortsatz 46 einer Kontaktfeder 47 ein, die mit einem Hilfskontakt 48 versehen ist. Die Kontaktfeder 47 ist mittels einer Klemme49 an der Klemmleiste 13 befestigt, an der auch eine, zweite Kontaktfeder 50 mit einem isolierten Fortsatz 51 und einem Hilfskontakt 52 angebracht ist. Beide isolierten Fortsätze 46 und 51 der Kontaktfedern 47 und 50 bewegen sich zwischen Anschlägen 53 und 54, die an der Druckknopfstange 25 befestigt sind.

Die innere Schaltung des Schützes ist wie folgt durchgebildet:

Die Klemmen 14 (Abb. 1) auf der Klemmleiste 12 sind mit dem einen Ende der Wicklung 27 der elektromagnetischen Auslöser verbunden, während deren anderes Ende an" die verriegelten Kontakte 19 angeschlossen ist. Die unter Federwirkung stehenden beweglichen Kontakte 20, die auf der Achse 18 ^a5 befestigt sind, sind über die Bimetallstreifen 39 und die Klemmen 37 und 38 mit den Anschlußklemmen 15 auf der Klemmleiste 13 verbunden.

Bei Kurzschluß werden die Anker 3 r der elektromagnetischen Auslöser von den Polblechen 28 angezogen. Der Fortsatz 31^s der Anker stößt an den Stift 33 der Achse 23, so daß diese verdreht wird. Der zweiarmige Hebel 22, der sich mit dem Arm 22^a gegen die Hilfsachse 23 stützt, die an dieser Stelle einen halbkreisförmigen Querschnitt besitzt, wird hierdurch freigegeben, so daß sich die Achse 17 mit den Kontakten 19 in die Ausschaltstelhnng dreht. Auf der Achse 17 ist ein Mitnehmer 56 befestigt, der in den Hebelarm 45* der dreiarmigen Klinke 45 eingreift und diese auslenkt. Hierdurch wird die Kontaktfeder 47 freigegeben, die den Stromkreis der Schützenspule unterbricht, so daß die beweglichen Kontakte 20 in die Ausschaltstellung gehen.

Bei einer thermischen Überlastung bewegen sich die Bimetallstreifen 39 (Abb. 2) in Richtung des eingezeichneten Pfeiles. Sie drük-50· ken auf die Stellschrauben 40 und verdrehen den Isolierrahmen 41, der auf der Hilfsachse 23 frei gelagert ist. Ein Ende des Kompensationsbimetallstreifens stützt sich gegen die Einstellschraube 44 so, daß das andere Ende den Hebelarm 45" und hierdurch die Klinke 45 um den Zapfen 57 verdreht. Hierdurch wird wiederum die Kontaktfeder 47 freigegeben und die Schützenspule unterbrochen (Abb. 2).

Beim Niederdrücken der Druckknopfstange 25 (Abb. 1) stützt diese sich mit der Kulisse.

-5⁶ g^eg^en den Zapfen 24 des Hebels 22 und bringt diesen in die verriegelte Lage. Beim Niederdrücken bewegt sich der Anschlag 53 (Abb. 2) in Richtung der Kraftwirkung, wodurch sich auch die elastische Kontaktfeder in derselben Richtung .bewegt. Der zweite Anschlag 54 nimmt beim Drücken des Druckknopfes nach Zurücklegung eines bestimmten Weges die Kontaktfeder 47 mit, bis die Nase der Klinke 45 in diese einspringt. Beim Loslassen des Druckknopfes nimmt der Anschlag die Kontaktfeder 50 durch Wirkung der Druckfeder 55 mit und drückt sie gegen die Kontaktfeder 47. Hierdurch ist das Schütz wieder schaltbereit.

Schalten nur die Wärmeauslöser aus und bleibt der Hebel 22 in der \^rerriegelten Stellung, ist es beim Niederdrücken der Druckknopfstange 25 nur notwendig, den Druck der Feder 55 zu überwinden, die wesentlich schwächer ist als die Feder 26 (Abb. i), so daß leicht erkannt werden kann, ob das Schütz infolge eines Kurzschlusses, also durch die elektromagnetischen iVuslöser, oder infolge langer dauernder Überlastung, also durch die Bimetallauslöser, ausgeschaltet hat.

Es ist klar, daß an Stelle des Druckknopfes zum Beispiel auch ein Hebel oder ein Handrad verwendet werden kann. 9<>

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Elektromagnetisches Schütz, dessen - bewegliche Schaltkontakte mit in normalern Betriebszustand verriegelten beweglichen Gegenschaltkontakten zusammenarbeiten, deren Verriegelung durch elektromagnetische Kurzschlußauslöser aufgehoben wird, während auf Überlastung ansprechende Wärmeauslöser auf die Verklinkung eines im Stromkreise der Schützenspulen liegenden L^Tnterbrechungskontaktes einwirken, dadurch .g-ekennzeichnet; daß sowohl das Zurückführen der entklinkten Gegenschaltkontakte (19) als auch das Zurückführen der .entklinkten Unterbrechungskontakte (48) der Unterbrechungsstelle (48, 52) des Schützenspulenstromkreises in die Klinklagen durch ein gemeinsames, unter der Wirkung einer Rückholfeder stehendes Betätigungsglied (25) erfolgt.
2. 2. Elektromagnetisches Schütz nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Betätigungsglied bildende Druck-, knopfstange (25) an ihrem dem betätigten Ende gegenüberliegenden Ende einen Längsschnitt (25⁶) und zwei im Abstand hintereinanderliegende Anschläge (53, 54) ^lao aufweist; durch den Längsschlitz (25*) werden über einen mit der Gegenschalt-

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   kontaktwelle (17) verbundenen doppelarmigen Hebel (22) die Gegenschaltkontakte (19) und durch den einen Anschlag (54) der eine (48) der beiden unter Federwirkung stehenden Kontakte (48, 52) der Unterbrechungsstelle des Schützenspulenstromkreises in die Kontakt- und Klinklage zurückgeführt, während der zweite Kontakt (52) der Unterbrechungsstelle desSchützenspulenstromkreises federkraftschlüssig mit dem zweiten Anschlag (53) gekuppelt bleibt.
3. 3. Elektromagnetisches Schütz nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke des Unterbrechungskontaktes (48) außer ihrem Klinkenarm (45) zwei weitere Arme (45°) 45⁶) besitzt, von denen der eine" (45Ό unter dem Einfluß des thermischen Auslösegliedes (Bimetallstreifens 39) und der andere unter dem ao Einfluß eines auf der Gegenschaltkontaktwelle (17) sitzenden Armes (56) steht.
4. 4. Elektromagnetisches Schütz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallauslöser (39) auf einen drehbar auf der Welle (23) der durch den Kurzschlußauslöser (27) betätigten Auslöseklinke gelagerten einarmigen Hebel (41) wirkt, auf dem ein doppelarmiger Kompensationsbimetallstreifen (43) drehbar gelagert ist, der mit seinem einen Arm an einer ortsfest gelagerten Einstellschraube (44) und mit seinem anderen Arm an dem Arm (45⁰¹) der Klinke (45) des Unterbrechungskontaktes des Schützenspulenstromkreises anliegt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen