DE7508649U

DE7508649U - Hochleistungs-Selbstschalter

Info

Publication number: DE7508649U
Application number: DE7508649U
Authority: DE
Original assignee: SIMONEIT T
Current assignee: SIMONEIT T
Priority date: 1974-05-14
Filing date: 1975-03-19
Publication date: 1975-08-28
Also published as: IL47253A0; ATA314475A; SE7505459L; US4001743A; ES437650A1; NL7505686A; IL47253A; IT1037754B; FR2271656B1; DD119907A5; GB1496570A; AT360109B; SE413719B; FR2271656A1; CA1042042A; CH586461A5

Description

Gebrauchsmusteranmeldung der Firma
Heinrich. Kopp Inh.Th.Simoneit, Kahl/Main

Hochleisturgs - Selbstschalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Selbstschalter mit einem mechanischen Sprungwerk zur Betätigung einer von Hand einschaltbaren und jeweils manuell, elektromagnetisch oder thermoelektrisch sowie frei auslösbaren Schaltvorrichtung in Form einer stirnseitig vor dem Löschblechpaket in der L'^: shtbogenkammer angeordneten Kontakteinrichtung. Derartige Anordnungen werden besonders bei kleinen Installations-Selbstsehaltern eingesetzt und haben die Aufgabe, bei einer durch Kurzschluß oder durch Leitungsüberlastung verursachten Auslösung auf der einen Seite den mechanischen Ausschaltverzug des Selbstschalters soweit als möglich zu verkürzen, um mit hin-

2 -

reichender Geschwindigkeit eine möglichst hohe Lichtbogenspannung in die Kurzschiußschleife einzubringen und auf diese Weise den Kurzschlußstrom in seiner Höhe und Wirkung su begrenzen.

Auf der anderen Seite bildet sich an der elektrischen Schaltstrecke im Verlauf der Kontakttrennung unter Last ein stromstarker Lichtbogen aus, den es mit Rücksicht auf die weitere Funktionsfähigkeit des Selbstschalters nach Möglichkeit schnell und restlos zu löschen gilt. Erreicht wird dieses im wesentlichen dadurch, daß man die von der Kontakteinrichtung des Selbstschalters ablaufende Lichtbcgensäule mit einer hohen Laufgeschwindigkeit auf die otirnkante einer Löschblechanordnung auftreffen läßt und sie dabei in eine Anzahl von Teillichtbögen unterteilt. Auf diese Weise erfolgt eine hinreichende Kühlung und Entionisierung der Lichtbogengase, deren gleichzeitiges Entweichen über Druckausgleichskanäle u.dgl. zu einer sofortigen Löschung des Schaltlichtbogens beiträgt.

Die bekannten Anordnungen dieser Art verwenden hierzu durchweg eine Kontakteinrichtung, die sich räumlich neben oder vor der Löschblechanordnung befindet, wobei sich der ale Brücken- oder Schwenkkontakt ausgebildete Kontaktteil von einem ihm gegenüber gelegenen Festkontakt abhebt und die Schaltstrecke in paralleler Richtung: zu den einzelnen Löschblechen offset. Um dem dabei

L I, Ü 9 q p

entstehenden Lichtbogen das Einlaufen in die Löschblechanordnung zu erleichtern, muß der Festkontakt jedoch mittels einer zusätzlichen Laufschiene unmittelbar bis an deren Leitblech herangeführt und der bewegbare Kontaktteil mit einem besonderen Ablaufhorn versehen werden. Bei einer derartigen Anordnung muß ein von der Kontakteinrichtung ablaufender Lichtbogen demnach in jedem Fall von dem bewegbaren Kontaktteil auf das betreffende Leitblech der Löschblechanordnung überspringen, um in dieselbe eindringen zu können. Dieses Überspringen steht aber nicht nur einem kontinuierlichen Ablaufen des Schaltlichtbogens und seiner Stabilität entgegen, sondern verlangsamt vor allem den Lichtbogen in seiner Laufgeschwindigkeit und trägt damit zu einer beachtlichen Verlängerung des gesamten Löschvorgangs bei.

Um dieses zu verhindern, macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, die elektrische Schaltstrecke bei kleineren Selbstschaltern u.dgl. derart auszubilden, daß der bei einer Kontakttrennung unter Last entstehende Schaltlichtbogen ungehindert durchlaufend in die dafür vorgesehene LöschblechaT.ordnung eintreten kann, um ein Überspringen und die damit verbundene zeitliche Verzögerung zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe bildet die Erfindung einen Hochleistungs-Selbstschalter nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 dahingehend aus, daß das bewegbare Schaltglied als einarmiger Schwenk-

kontakt ausgeführt und als solcher unmittelbar vor der Stirnseite des Löschblechpakets angeordnet ist, wozu das untengelegene Leitblech des Pakets als Drehlager für den Schwenkkontakt und das obengelegene Leitblech in entsprechender Ausbildung als Pestkontaktstelle der Schaltstrecke fungiert.

Mit einer derartigen Anordnung wird auf fortschrittliche Weise erreicht, daß sich der beim Öffnen der Schaltstrecke ausbildende Schaltlichtbogen mit einem Fußpunkt entlang dem Schwenkkontakt bj,s zu dessen Drehlagerung an dem untengelegenen Leitblech fortbewegt, um daran anschließend von beiden Leitblechen aus von der Stirnseite her in das Löschblechpaket einzutreten. Dabei wirkt der Schwenkkontakt gleichsam als eine Verlängerung des mit ihm über das Drehlager galvanisch gekoppelten Leitblechs, wodurch die bisherige Sprungstelle für den ablaufenden Lichtbogen in vorteilhafter Weise entfällt. Der Schaltlichtbogen befindet sich demgemäß vom Augenblick seiner Zündung an auf dem Wege bis zum Ende des Löschblechpakets in ständiger Berührung mit den beiden Leitblechen dieser Löscheinrichtung,

Des weiteren werden bei den bekannten Selbstschalterausführungen der genannten Art durchweg relativ komplizierte wie auch umfangreiche Sehalteinrichtungen verwendet» bei denen es nicht gelingt, die vorhandenen Bauabmessungen im Bereich höherer Abschaltleistungen zu unterschreiten. Dies erweist sich als besonders nach-

28.08.75

teilig, wenn man beabsichtigt, zu einer selektiveren Überwachung der in einer Anlage vorhandenen Stromkreise möglichst viele Selbstschalter auf dem dafür meist nur begrenzt zur Verfügung stehenden Raum unterzubringen. In Anbetracht dessen ist die Erfindung im Rahmen der vorgenannten Aufgabenstellung bestrebt, ein möglichst einfaches und wenig platzaufwendiges Sprungwerk zu entwickeln, mit welchem es gelingt, die ihm zugeordnete Scnaltstrecke im Augenblick der Entklinkung mit hoher Geeschwindigiceit zu öffnen, um den Stromstärken Lichtbogen zum sofortigen Ablaufen von der Kontaktstelle In die dafür vorgesehene Löscneinrichtung zu veranlassen.

Zur Lösung dessen bildet die Erfindung den vorbezeichneten HochleistUTigs-Selbstschalter dahingehend weiter, daß zwischen dem einarmigen Schwenkkontakt der elektrischen Schaltvorrichtung und der Betätigungshandhabe des mechanischen Sprungwerks an zentraler Stelle ein um die gleiche Drehachse verschwenkbares und dabei teilweise ineinandergreifendes Hebelpaar angeordnet ist, dessen zweiarmiger Spannhebel an seinem einen Schenkel über einen Drahtbügel lose mit der Betätigungshandhabe sowie über eine Schraubendruckfeder kraftschlüssig mit dem Schwenkkontakt gekoppelt ist und mit seinem anderen Schenkel bei der Auslösung schlagartig auf den Schwenkkontakt einwirkt, während dessen zweiarmiger Entklinkun^shebel an seinem einen Schenkel von dem elektromagnetischen oder von dem thermoelektrischen Auslöseorgan

y r

beaufschlagt wird und an seinem anderen Schenkel eine Verklinkungssteile für den Drahtbügel der Betätigongshandhabe aufweist.

Bei dieser Anordnung wird die mechanische Wirkverbindung zwischen den vorhandenen Einschalt- und Auslöseorganen und der elektrischen Schaltvorrichtung in vorteilhafter Weise ein und derselben Hebelkombination übertragen, welche an zentraler Stelle angeordnet ist und mit allen anderen Elementen auf direktem Wege oder über einfache Zwischenglieder in Verbindung steht. Auf diese Weise wird die Zahl der insgesamt erforderlichen Einzelteile wesentlich reduziert und zudem die noch vorhandenen Teile in ihrer Ausbildung vereinfacht. Aufgrund dessen gelangt man gemäß der Erfindung zu einer Mechanik, die sich auf engstem Raum in den Aufbau des Selbstschalters eingliedern läßt. Außerdem erreicht man bei diesem Sprungwerk aufgrund seiner wenigen Funktionselemente und deren zentraler Anordnung sowie der sich daraus ergebenden kurzen Übertragungswege eine außerordentlich günstige Eigenzeit zwischen dem Zeitpunkt der Auslösung und dem nachfolgenden Öffnen der Kontaktstrecke. Daraus resultiert wiederum ein schnelles Ablaufen des Schaltlichtbogens von den Kontaktstellen in die vorhandene Löscheinrichtung und eine dementsprechend hohe Abschaltleistung der Gesamtanordnung.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sprungwerks ist der betreffende Entklinkungshebel gemeinsam mit dem Spann-

0 no

hebel innerhalb einer einseitig begrenzten Ausnehmung des letzteren auf der gleichen Achse drehbeweglich am Gehäuse gelagert. Dabei werden die beiden Hebel im Bereich der Verbindungsstelle für den Drahtbügel der Betätigungshandhabe mittels einer um die gemeinsame Achse gewundenen Spannfeder gegeneinander gedrückt, wobei die Gesamtanordnung unter Wirkung der Schraubendruckfeder um den gleichen Drehpunkt verschwenkt wird und im Ausschältzustand mittels einer Nase des Spannhebels an einem Vorsprung der Innenwandung des Isolierstoffgehäuses zum Anschlag gelangt. Aufgrund einer derartigen Reduzierung der gesamten Sprungwerkmechanik auf nur zwei Hebelglieder mit je einem Drehpunkt treten in mechanischer Leziehung wegen der fehlenden Schubbewegungen außerordentlich geringe Reibungskräfte und Trägheitsmomente auf, die sich günstig auf den zeitlichen Ablauf des Auslösevorgangs auswirken. Außerdem hat die genaue Zuordnung der ineinandergreifenden Hebelglieder in bezug auf die übrigen Elemente des Sprungwerks und der Schalteinrichtung eine weitgehende Toleranzunabhängigkeit der betreffenden Teile zur Folge.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der genannte Drahtbügel kniegelenkartig an einem Rundkörper der Betätigungshandhabe gelagert und wird von einer sich im Verlauf des Einschaltvorgangs um diesen Seil spannenden Zugfeder über eine Schräge des Spannhebels in die Verrastung mit dem Entklinkungshebel geführt und in der letzteren gehalten. Durch dieses Eingleiten eines schmalen

Drahtbügels in die Verklinkungsstelle des einen Hebels und die linienförmige Kopplung mit dem anderen Hebel erreicht man auf der einen Seite in den beiden Bewegungsrichtungen einen verhältnismäßig niedrigen Reibungskoeffizienten und auf der anderen Seite durch das funktioneile Zusammenwirken der beiden Hebel einen sehr geringen Entklinkungsweg.

Die Kopplung des zentralgelegenen Hebelpaares mit der elektrischen Schaltvorrichtung betreffend, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung zur definierten Führung der zwischen dem Spannhebel und dem Schwenkkontakt eingespannten Schraubendruckfeder einerseits ein im Kontaktbereich des Schwenkkontakts drehbar gelagerter, zentral durch die Druckfeder geführter und mit seinem freien Ende innerhalb einer Hut des Spannhebels gleitender Führungsbügel vorgesehen, sowie andererseits an der Innenwandung des Gehäuses ein Vdrsprung angebracht, welcher die Druckfeder jeweils beim Vorbeigleiten sprunghaft und begrenzt um ihre Mittelachse kippen läßt. Mit Hilfe eines derartigen Führungsbügels wird die Druckfeder zunächst einmal im Verlauf der Einschaltbewegung daran gehindert, unkontrolliert in seitlicher Richtung auszuweichen, so daß sich deren gesamte Spannkraft gezielt auf die Betätigung des Schwenkkontakts auswirkt, welcher hierdurch ia Verlauf der von Seiten des Spannhebels geführten Druckbeaufschlagung an einem bestimmten Punkt zum schlagartigen Umkippen auf die Festkontaktstelle veranlaßt wird. Daran anschließend gewährleistet die

4p 28.00.75

C «_M

gespannte Feder den erforderlichen Kontaktdruck an der Berührungsstelle. Im Auslösefall erfolgt demgegenüber nach der Eixtklinkung des Sprungrferks eine Freigabe der beiden Hebel und der Druckfeder, worauf die letztere im Verlauf ihrer Entspannung beim Vorbeigleiten an dem genannten Gehäusevorsprung um ihre Mittelachse in die Normallage zurückkippt. Bei diesem Vorgang geht der im Einschaltzustand ausgeübte Kontaktdruck im Unterschied zu den bekannten Ausführungen dieser Art schlagartig in eine Aufreißkraft über, so daß der Schwenkkontakt sehr schnell von dem Pestkontakt der Schaltstrecke getrennt wird und die gesamte Sprungwerkmechanik wieder in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt. Dabei wirkt zur gleichen Zeit das dynamische Auftreffen des anderen Spannhebelschenkels auf den Schwenkkontakt in vorteilhafter Weise einer eventuellen Verschweißung an der Kontaktstelle entgegen.

G-emäß einer Weiterbildung der Erfindung kommt einer der mit dem Schwenkkontakt über den Spannhebel in Wirkverbindung stehenden Schenkel des Entklinkungshebels im Einschaltzustand des Sprungwerks direkt vor dem Schlaganker des elektromagnetische] Auslöseorgans zu liegen. Zur gleichen Zeit hintergreift der betreffende Schenkel mit Hilfe eines an der Seitenwandung des Gehäuses geführten Schiebers den hinter dem Schwenkkontakt gelegenen Bimetallstreifen des elektrothermischen Auslöseorgans. Auf diese Weise erfolgt im Kurzschluß- wie im Überlastungsfall von der gleichen Stelle des Entklinkungshebels aus eine sofortige Ein-

- 10 -

Κ \' M -j ί U -j o op

- ίο - _y/

leitung des Entklinkungsvorgangs, wo "bei der Schwenkkontakt im Kurzschlußfall sogar unabhängig von der Sprungwerkmechanik durch den mitsamt dem betreffenden Hebelende dire-kt auf das Kontaktglied aufprallenden Schlaganker in die geöffnete Schaltstellung umschwenkt.

In räumlicher Beziehung ist der einarmige Schwenkkontakt zwischen dem Bimetallstreifen und der Lichtbogenlöschkammer angeordnet und als solcher im Bereich des untengelegenen Leitblechs des Löschblechpakets beweglich gelagert. Diesbezüglich kann der Schwenkkontakt entweder direkt in einen Fortsatz des Leitblechs eingreifen oder aber isoliert auf demselben bzw. innerhalb einer dem Isolierstoffgehäuse angeformten Einkerbung gelagert sein. In elektrischer Beziehung ist dabei der Bimetallstreifen mit dem Schwenkkontakt und mit dem unteren Leitblech durchgehend über eine flexible Litze leitend verbunden, oder aber bei einer isolierten Lagerung des Schwenkkontakts das Leitblech gesondert an die betreffende Anschlußklemme des Selbstschalters geführt. Insofern erfolgt auf der einen Seite die Stromzufuhr für den Schwenkkontakt unmittelbar an dessen Berührungsstelle mit dem Pestkontakt. Zum anderen verhindert die elektrische Überbrückung der Lagerstelle des beweglichen Kontaktgliedes auf dem Leitblech bzw. dessen isolierte Lagerung eine Beschädigung der Lagerstelle durch den von der geöffneten Kontaktstrecke in die Löschkammer ablaufenden Schaltlichtbogens.

- 11 -

9 Z8.08.75

τ- '1 ^:- ■

In vorteilhafter Ausbildung der erfindungsgemäßen Schaltstrecke erfolgt der elektrische Anschluß für die Kontakteinrichtung auf der einen Seite direkt an dem als Festkontakt hornförmig ausgestalteten Ende des obengelegenen Löschpaket-Leitblechs und auf der anderen Seite vermittels der flexiblen Litze unmittelbar an der diesem Festkontakt gegenüber gelegenen Kontaktstelle des bewegbaren Schwenkkontakts. Aufgrund der direkten Zuleitung zu den eigentlichen Kontaktstellen der Schaltstrecke bildet sich an dieser Stelle ein magnetisches Feld aus, welches bestrebt ist, den bei Trennung der Kontakte entstehenden Schaltlichtbogen in Sichtung des Löschblechpakets zu treiben. Hierbei werden die beiden Fußpunkte des Lichtbogens durch diesen magnetischen Antrieb zur gleichen Zeit entlang der Festkontaktstelle des obengelegenen Leitblechs bzw. entlang dem Schwenkkontakt bewegt. Wenn dann die Lichtbogensäule vor dem Löschblechpaket angelangt ist, so wird sie durch das magnetische Feld der Bleche noch zusätzlich in diese hineingezogen. Hierdurch erfolgt eine Unterteilung in mehrere Teillichtbögen, was wiederum den Aufbau einer hohen Lichtbogenspannung zur Folge hat. Durch diene hohe Spannung wird der vorhandene Lichtbogenstrom stark begrenzt und der Lichtbogen selbst schnell zum Erlöschen gebracht.

Gemäß einer Weiterbildung dessen sind auf der Rückseite des Löschblechpakets Durchtrittsöffnungen in dessen Halterung vorgesehen, die für den Druckausgleich der entstehenden Lichtbogen-

- 12 -

gase in einen angrenzenden Ausdehnungsraum innerhalb des Selbstschaltergehäuses einmünden, dessen Seitenwandung noch dazu über eine schlitzförmige Austrittsöffnung ins Freie verfügt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß sich der Schaltlichtbogen mit hoher Laufgeschwindigkeit durch das gesamte Löschblechpaket in Richtung des Ausdehnungsraumes bewegen kann, ohne dabei durch das vor sich hergetriebene und gegen Ende der Lichtbogenkammer anstauende Luftvolumen behindert zu werden.

Die Eingliederung des mechanischen Sprungwerks in den elektrischen Aufbau des erfindungsgemäßen Hochleistungs-Selbstschalters betreffend, ist das elektromagnetische Auslöseorgan neben dem oberhalb uex elektrischen Schaltvorrichtung und dem Bimetallstreifen gelegenen Hebelpaar sowie direkt zwischen der Betätigungshandhabe und der Lichtbogenlöschkammer angeordnet und seine Erregerwicklung mit dem Festkontakt der Schaltstrecke sowie mit einer der Anschlußklemmen des Selbstschalters elektrisch verbunden. - Die andere Anschlußklemme des Selbstschalters dient dagegen der Halterung des Bimetallstreifens innerhalb des Gehäuses und ist in diesem Zusammenhang zur gleichen Zeit für die die Einstellung des gewünschten Auslösewertes mit einer von außen her zu verstellenden Justiervorrichtung versehen.

Aufgrund der vorbezeichneten Einteilung, bei welcher im Oberteil des Selbstschalters die Betätigungshandhabe und das elektromag-

- 13 -

7BORR49 Z8.03.75

netische Auslcseorgan unmittelbar übereinai der sowie gemeinsam direkt neben dem von diesen beiden Teilen mechanisch beaufschlagten Sprungwerk zu liegen kommen, verbleibt innerhalb der gebräuchlichen Bauformen eines solchen Schalters in dessen Unterteil ein beträchtlicher Raum für d'e eigentliche Schaltvorrichtung und deren Lichtbogenlöschanordnung. In Anbetracht dessen bietet sich nunmehr die vorteilhafte Möglichkeit, einen solchen Schalter für eine bedeutend höhere Abschaltieistung auszulesen, oder aber bei gleichbleibender Abschaltleistung i:i seinen Bauabmessungen wesentlich zu verkleinern. Wenn man bei einer derartigen Einteilung dann noch die elektrische Schaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausbildet, so gelangt man zu einem Selbstschalter, der den bisherigen Ausführungen sowohl in bezug auf seine kleinen Abmessungen als auch auf seine hoLe Abschaltleistung um vieles überlegen ist.

Weitere Einzelheiten sind der anliegenden Zeichnung zu entnehmen, in welcher ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Ausbildung eines kleinen Hochleistungs-Selbstschalters in natürlicher Größe wiedergegeben ist. Hierbei zeigt Figur 1 der Zeichnung einen Längsschnitt durch den Celbstscha'.ter im ausgeschalteten Zustand und Figur 2 die gleiche Ausführung in eingeschalteten Zustand. Der Übersichtlichkeit halber sind dabei die einzelnen Bezugszeichen fir die gleichen Teile auf die beiden Darstellungen verteilt worden.

-H-

^: P, R it, O 7 ο ηι ρ 7 5

Wie aus der Darstellung ersichtlich, befindet sich im Oberteil des relativ flach gehaltenen Isolierstoffgehäuses 1 das mittels der Betätigungahandhabe 2 einschaltbare Sprungwerk und das mit ihm zusammenwirkende elektromagnetische Auslöseorgan 3, Den unteren Teil des Gehäuses 1 nimmt im wesentliche"! die Lichtbogenlöscheinrichtung 20 in Anspruch, vor welcher die aus dem hornförmig vorstehenden Pestkontakt 4 und dem bewegbaren Schwenkkontakt 5 bestehende Schaltstrecke angeordnet ist. Rechts daneben befindet sich das thermoelektrische Auslöseorgan, dessen Bimetall streifen 6 über eine flexible Litze 24 mit dem einarmigen Schwenk kontakt 5 und dem untengelegenen Leitblech 25 der Löscheinrichtung 20, sowie andererseits fest mit eiu.er der außengelegenen Anschlußklemmen 7 des Selbstschalters in elektrischer Verbindung steht. Die auf der gegenübergelegenen Schmalseite des Gehäuses 1 angebrachte Anschlvißklemme 8 ist über die Erregerwicklung des elektromagnetischen Auslöseorgans 3 mit dem hornförmigen Festkontakt 4 der Schaltstrecke verbunden.

Bestimmendes Element des erfindungsgemäßen Sprungwerks sind der zweiarmige Spannhebel 9 und der zweiarmige Entklo.nkungshebel 10. Dieselben sind inmitten der Mechanik um die gemeinsame Drehachse 11 verschwenkbar gehalten und greifen zudem unter der Wirkung einer Spannfeder 12 mittels einer Ausnehmung einseitig begrenzt ineinander ein. Den Einschaltvorgang vollzieht dabei der Drahtbügel 13, welcher unter Bildung eines Kniegelenks an dem innen

- 15 -

/ h I « "' H U u 7

0 OO

I ¹I -^ · ·

gelegenen Rundkörper 21 der Betätigungshandhabe 2 gelagert ist und durch eine sich um dessen Mantelfläche spannende Zugfeder von oben her ständig gegen das genannte Hebelpaar 9 und 10 gedrückt wird. Auf diese Weise stützt sich der mit dem Entklinkungs hebel 10 verrastete Drahtbügel 13 im Verlauf der Einschaltbewegung vor einer Schräge des Spannhebels 9 ab und verschwenkt den mit diesem über eine kräftige Schraubendruckfeder 15 und deren Führungsbügel 16 gekoppelten Schwenkkontakt 5 gegen den Pestkontakt 4 der Schaltstrecke. Bei diesem Vorgang verhindert der im Kontaktbereich des Schwenkkontakts 5 drehbar gelagerte, zentral durch die Druckfeder 15 hindurchgeführte und mit seinem freien Ende innerhalb einer Nut des Spannhebels 9 gleitende Führungsbügel 16 das seitliche Ausweichen der Druckfeder 15 in Richtung der beiden Hebel 9 und 10, wogegen auf der anderen Seite der an der Innenseite des Gehäuses 1 vorgesehene Wandungsvorsprung 17 jeweils in einer bestimmten Phase der Schwenkbewegung ein sprunghaftes Kippen der Druckfeder 15 um ihre Mittelachse bewirkt. Dies hat zur Folge, daß sich die Kontaktanordnung schlagartig schließt, wonach die gespannte Druckfeder 15 den erforderlichen Kontaktdruck aufrechterhält. Zur gleichen Zeit wird der untere Schenkel des Entklinkungshebels 10 im Verlauf der Einschaltbewegung unmittelbar bis vor den Schlaganker 22 des elektromagnetischen Auslöseorgans 3 geschwenkt und in dieser Stellung in der Wirkung auf den unter dem Druck der Federn 12 und 15 in der Verrastung mit dem Entklinkungshebel 10 gehaltenen

- 16 -

Π SQ/.

R Π SQ/.Q 9 ο no 7c

Drahtbügel 13 der Betätigungshandhabe 2 für einen der verschie- \ denen Auslösevorgänge vorbereitet. |

Diese Auslösung des Selbstschalters kann außer einer Betätigung von Seiten der Handhabe 2 bei einem Kurzschluß im Leitungsnetz durch das elektromagnetische \uslöseorgan 3 oder bei einer Überlastung durch das thermoelektrische Auslöseorgan 6 erfolgen. Im erstgenannten Fall trifft der durch die Erregerwicklung beeinflußte Schlaganker 22 des elektromagnetischen Auslöseorgans 3 mit voller Wucht auf den vor ihm liegenden Schenkel des Entklinkungshebels 10. Infolge dessen gibt der als Rastklinke ausgebildete andere Schenkel dieses Hebels 10 den Drahtbügel 13 frei, worauf dieser von der vor ihm gelegenen Schräge des Spannhebels 9 abgleitet und die Verklinkung löst. Bei diesem Vorgang vermittelt die Stoßbeschleunigung durch den Schlagonker 22 dem einarmigsn Schwenkkontakt 5 in vorteilhafter Weise eine derart hohe Anfangsgeschwindigkeit, daß dieser in Bruchteilen einef SeKunde den erforderlichen Abstand zum Pestkontakt 4 erreicht, den ein stromstarker Lichtbogen zum Ablaufen von der Kontaktstelle benötigt. Zur gleichen Zeit wird durch die Entklinkung die gespannte Schraubendruckfeder 15 freigegeben, die den Spannhebel 9 entgegen dem Uhrzeigersinn auf den Schwenkkontakt 5 einwirken läßt. Da dieser Vorgang genauso schlagartig erfolgt, wira der Schwenkkontakt 5 weiterhin schnellstens von dem Festkontakt 4 entfernt, bis der Spannhebel 9 in der Endstellung mit einer liase

- 17 -

28.08.75

an einem Vorsprung 23 der Gehäusewandung zum Anschlag gelangt. Auf diesem Y/ege wird das durch Spannhebel 9» Führungshügel 16 und Schwenkkontakb 5 gebildete Kniegelenk gestreckt, so daß die Schraubendruckfeder 15 auch den Schwenkkontakt 5 wieder in seine Ausgangsstellung zurückbringt. Gleichzeitig bringt die Zugfeder H den Drahtbügel 13 in die Verrastung mit dem Entklinkungshebel 10 und damit die Betätigungshandhabe 2 wieder in die Ausschalt st ellung zurück, so daß der Selbstschalter nunmehr von neuem einschaltbereit ist.

Zum Zweck der thermoelektrisehen Auslösung ist der in Verbindung mit der Anschlußklemme 7 an einer Justiervorrichtung 18 im Gehäuse 1 gehalterte Bimetallstreifen 6 mechanisch mit Hilfe eines an der Seitenwandung des Gehäuses 1 geführten Schiebers 19 mit dem gleichen Schenkel des Entklinkungsnebels 10 gekoppelt, auf den auch der Schlaganker 22 des elektromagnetischen Auslöseorgans 3 einwirkt. Infolge dessen verursacht die erwärmungsbedingte Ausbiegung des Bimetallstreifens 6 nach außen hin über 3ine nunmehr langsam verlaufende Verschwenkung des Entklinkungshebelp 10 im wesentlichen den gleichen Auslösevorgang, wie er weiter oben für die elektromagnetische Schnellauslösung beschrieben worden ist. Hierbei läßt sich, zudem der genaue Zeitpunkt für diese Auslösung auf einfache Weise von außen her durch ein entsprechendes Terstellen der Justiervorrichtung 18 einregulieren. Um bei diesem Vorgang außerdem eine mögliche Fehlauslösung durch das elektro-

- 18 -

magnetische Auslöseorgan 3 zu vermeiden, läßt sich das obengelegene Leitblech 26 des Löschblechpakets 20, und damit unmittelbar der Festkontakt 4 der Sehaltstrecke» oberhalb des Ausdehnungsraumes 28 der Lichtbogenkammer ron außen her durch das Isolierstoffgehäuse 1 des Schalters kontaktmäßig erreichen.

Im Verlauf der vorbeschriebenen Auslösevorgänge bildet sich bei der schlagartigen Trennung der Sehaltstrecke zwischen dem Pestkontakt 4 und. dem sich öffnenden Schwenkkontakt 5 ein stromstarker Lichtbogen aus, den das magnetische Feld einer von den elektrischen Zuleitungen und ihren Kontaktstellen gebildeten Stromschleife in Richtung des Löschblechpakets 20 treibt* Infolge dessen wandert der eine Fußpunkt dieser Lichtbogensäule entlang dem Schwenkkontakt 5 auf das untengelegene Leitblech des Löschblechpakets 20 zu, während sich der andere Fußpunkt der Lichtbogensäule um die hornförmig vorstehende Festkontaktstelle 4 des obengelegenen Leitblechs 26 in Richtung des Löschblechpakets 20 bewegt. Wenn hierbei der erstgenannte Fußpunkt das untengelegene Leitblech 25 erreicht hat, prallt der Lichtbogen in voller Länge auf die Stirnseite des Löschblechpakets 20 auf und unterteilt sich dabei in eine Anzahl vor Teillicht— bögen. Diese werden auf ihrem weiteren Weg durch das Löschblechpaket 20 abgekühlt und entionisiert, wobei zunächst das vor dem Schaltlichtbogen hergetriebene Luftvoluiaen und daran anschließend die entstehenden Lichtbogengase ohne schädigende

- 19 -

?o_0fl75

Auswirkungen in den Ausdehnungsraum 28 und von dort aus durch eine schlitzförmige Durchbrechung in clsr Wandung des Isolierst off gehäuses 1 ins Freie entweichen können. Danach stellt auch die Schaltstrecke und ihre Löscheinrichtung für einen erneuten Ein- und Ausschaltvorgang des Selbstschalters wieder zur Verfügung.

1 2 Ansprüche,

2 Zeichnungen.

- 20

28.08.75

Claims

Az. K.ο177/75 - Firma Heinrich Kopp, KahlA- - 17.o3.1975 Schutzansprüche

1. Hochleistungs-Selbstschalter in Kleinformat mit einem mechanischen Sprungwerk zur Betätigung einer von Hand einschaltbaren und jeweils manuell, elektromagnetisch oder thermoelektrisch auslösbaren Schaltvorrichtung in Form einer stirnseitig vor dem Löschblechpaket in der Lichtbogenkammer angeordneten Kon-„akteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Schaltglied, als einarmiger Schwenkkontakt (5) ausgebildet und als solcher unmittelbar vor der Stirnseite des Löschblechpakets (20) angeordnet ist, wozu das untengelegene Leitblech (25) des Pakets als Drehlager (27) für den Schwenkkontakt (5) und das obengelegene Leitblech (26) in entsprechender Ausbildung als Festkontaktstelle (4) der Schaltstrecke fungiert.

2. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem einarmigen Schwenkkontakt (5) der Schaltvorrichtung und der Betätigungshandhabe (2) des Sprungwerks an zentraler Stelle ein um die gleiche Drehachse (11) verschwenkbares und dabei teilweise ineinandergreifendes Hebelpaar angeordnet ist, dessen zweiarmiger Spannhebel (9) an seinem einen Schenkel

- 21 -

7R0BR49 ?B.OB.75

über einen Drahtbügel (13) lose mit der Betatigungshandhate (2) sowie über eine Schraubendruckfeder (15) kraftschlüssig mit dem Schwenkkontakt (5) gekoppelt ist und mit seinem anderen Schenkel bei der Auslösung schlagartig auf den Schwonkkontakt (5) einwirkt, während dessen zweiarmiger E^tklinkungshebel:(10) an seinem einen Schenkel von dem elektromagnetischen oder von dem thermoelektrische!! Auslöseorgs^i (3 oder 6) beaufschlagt wird und an seinem arderen Schenkel eine Verklinkungsstelle für den Drahtbügel (13) an der Betätigungshandhabe (2) aufweist.

3. Selbstschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entklinkungshebel (10) innerhalb einer einseitig begrenzten Ausnehmung des Spannhebels (9) drehbar gelagert ist und die beiden Hebel im Bereich der Verklinkungsstelle für den Drahtbügel (13) mittels einer um die gemeinsame Drehachse (11) gewundenen Spannfeder (12) gegeneinander gedrückt werden, wobei die um den gleichen Drehpunkt verschwenkbare GesamtanOrdnung unter Wirkung der Schraubendruckfeder (15) mittels einer Nase des Spannhebels (9) an einem Vorsprung (23) der Innenwandung des Isolierstoffgehäuses (1) zum Anschlag gelangt.

4. Selbstschalter nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtbügel (13) kniegelenkartig an einem Rundkörper (21) der Betcitigungshandhabe (2) gelagert ist und von einer sich um diesen Teil spannenden Zugfeder (H) über

- 22 -

R ?e.oe.75

eine Schräge dea Spannhebels (9) geführt und in der Verrastung mit dem Entklinkungshebel (10) gehalten wird.

5. Selbstschalter nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur definierten Führung der zwischen dem Spannhebel (9) und dem Schwenkkontakt (5) eingespannten Schraubendruckfeder (15) einerseits ein im Kontaktbereich des Schwenkkontakts (5) drehbar gelagerter, zentral durch die Druckfeder .(15) geführter und mit seinem freien Ende innerhalb einer Nut des Spannhebels (9) gleiteüder Führungsbügel (16) vorgesehen ist, sowie andererseits ein Vorsprung (17) an der Innenwandung des Gehäuses (1), welcher die Druckfeder (15) jeweils beim Vorbeigleiten sprunghaft und begrenzt um ihre Mittelachse kippen läßt.

6. Selbstschalter nach den Ansprüchen 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der mit dem Schwenkkontakt (5) über den Spannhebel (9) in Wirkverbindung stehenden Schenkel des Entklinkungshebels (10) im Einschaltzustand vor dem Schlaganker (22) des elektromagnetischen Auslöseorgans (3) zu liegen kommt und zur gleichen Zeit mit Hilfe eines an der Seitenwandung des Gehäuses (1) geführten Schiebers (19) den Bimetallstreif en. (6) des thermoelektrischen Auslöseorgans hintergreift.

7. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- 23 -

9 7ρ 98 75

« t t t ti»·

- 23 -

der einarmige Schwenkkontakt (5) im Bereich zwischen dem Bimetallstreifen (6) und der Lichtbogenkammer angeordnet und an einem Fortsatz des unteren Löschpa.ket-Leitblechs (25) beweglich gelagert ist, wobei der Bimetallstreifen (6) mit dem Schwenkkontakt (5) und dem Leitblech (25) durchgehend über eine flexible Litze (24) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

8. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einarmige Schwenkkontakt (5) im Bereich zwischen dem Bimetallstreifen (6) und der Lichtbogenkammer innerhalb einer dem Gehäuse (1) angeformten Einkerbung isoliert gelagert ist, wobei der Bimetallstreifen (6) mit dem Schwenkkontakt (5) über eine flexible Litze (24) und das untere Leitblech (25) des Löschblechpakets (20) unmittelbar mit der betreffenden Anschlußklemme (7) des Selbstschalters elektrisch leitend verbunden ist.

9. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Anschluß für die Schaltstrecke auf der einen Seite direkt an dem als Festkontakt (4) hornförmig ausgestalteten Ende des oberen Löschpaket-Leitblechs (26) und auf der anderen Seite vermittels der flexiblen Litze (24) direkt an der dem Pestkontakt (4) gegenüber gelegenen Kontaktstelle des Schwenkkontakts (5) erfolgt.

- 24 - i

10. Selbstschalter nach den Ansprüchen 1 und 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite des Löschblechpakets (20) innerhalb der Halterung desselben Durchtrittsöffnungen in Richtung eines angrenzenden Ausdehnungsraums (28) für den Druckausgleich der Lichtbogengase vorgesehen sind, zu deren Entweichen innerhalb der Seitenwandung des Gehäuses (1) eine schlitzförmige Durchbrechung vorgesehen ist.

11. Selbstschalter nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische Auslöseorgan (3) neben dem oberhalb der elektrischen Schaltvorrichtung (4, 5) und dem Bimetallstreifen (6) gelegenen Hebelpaar (9» 10) sowie direkt zwischen der Betätigungshandhabe (2) und der Lichtbogenkammer (20) angeordnet ist und seine Erregerwicklung mit dem Festkontakt (4) der Schaltstrecke sowie mit einer der Anschlußklemmen (8) des Selbstschalters elektrischrlnTerbindung steht.

12. Selbstschalter nach den Ansprüchen 2 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallstreifen (6) des thermoelektrischen Auslöseorgans an seiner Halterung innerhalb des Isolierstoff gehäuses (1) mit einer von außen her zugänglichen Justiervorrichtung (18) versehen und elektrischrluit der anderen Anschlußklemme (7) des Selbstschalters verbunden ist.

7508649 28.08.75