DE823622C - UEberstromschalter, insbesondere mit selbsttaetiger Wiedereinschaltung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf Unterbrechungsvorrichtungen für elektrische Stromkreise, insbesondere auf selbsttätige Ausschalter mit selbsttätiger Wiedereinschaltung.

Bei selbsttätigen Ausschaltern mit Wiedereinschaltung des Typs, bei welchem die Kontakte elektrisch bei Ansprechen auf Überströme im Stromkreis geöffnet und dann selbsttätig wieder zum Schließen gebracht werden, falls der Stromkreis geöffnet wurde, tritt ein Problem auf, nämlich das, beim Schließen des Schalters einen angemessenen Kontaktdruck zu erhalten und gleichzeitig auch die volle Trennung der Kontakte zu erreichen, ganz unabhängig von der Stromstärke der Überlast.

Der vorliegenden Erfindung gemäß ist diese Aufgabe jn der Weise gelöst worden, daß man für das Andrücken der Kontakte eine Feder vorgesehen hat, die aber nur in Tätigkeit tritt, wenn die Ausschalterkontakte geschlossen sind, sowie für einen nur sehr kurzen Hub des beweglichen Kontakts von der Stellung des Stromschlusses ausgehend, so daß also der bewegliche Kontakt bereits nach einer sehr geringen Öffnungsbewegung frei wird, um in die Stellung der vollen Stromkreisöffnung bewegt zu werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist an Hand eines Beispiels in den Zeichnungen erläutert.

Fig. ι ist ein im wesentlichen zentraler Vertikalschnitt eines gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierten Ausschalters;

Fig. 2 ist ein Querschnitt des in Fig. ι darge-

stellten Ausschalters, im wesentlichen nach Linie H-II der Fig. i;

Fig. 3 ist ein Teilvertikalschnitt des oberen Endes des in Fig. ι dargestellten Ausschalters, im wesentliehen nach Linie III-III der Fig. 2;

Fig. 4 ist ein vergrößerter Teilschnitt des oberen Endes des in Fig. 1 dargestellten Ausschalters, im wesentlichen nach Linie IV-IV der Fig. 2.

Der in den Zeichnungen dargestellte Ausschalter befindet sich in einem oben offenen Metallgehäuse 2 mit geschlossenem Boden. Vorzugsweise wird der Behälter, zum mindesten über der Bodenwandung und aufwärts bis zu einem Punkt neben dem oberen Rande des Behälters, mit einem Futter 3 aus Isoliermaterial, wie z. B. Fiber o. dgl., ausgeschlagen und wird bis zu der Marke L mit Flüssigkeit angefüllt, vorzugsweise mit einer Flüssigkeit, die Funkenlöscheigenschaften besitzt, wie z. B. öl. Das obere Ende des Behälters 2 ist mit einem nach außen vorspringenden Flansch 4 versehen, auf welchen der Flansch 8 des Deckelgußstücks 6 zu liegen kommt, vorzugsweise über eine dazwischengelegte Dichtung 10. Der Flansch 8 des Deckelgußstücks 6 kann aus einem Stück mit einer Lippe 12 sein, und der Deckel kann an dem Behälter in beliebiger Weise befestigt werden, wie z. B. durch hier nicht dargestellte Bolzen, die durch öffnungen 14 im Deckelflansch 8 hindurchgehen und an in geeigneter Weise gestalteten Lagerarmen am Behälter befestigt werden.

Die Ausschalterkontakte und gewisse Teile des Kontaktbetätigungsmechanismus werden im Behälter 2 von dem Deckelgußstück 6 getragen, und zwar mittels eines Paares mit dem Deckel aus einem Stück bestehender Traglappen 16, die von der oberen Wandung des Deckelgußstücks nach unten weisen und in Verbindung mit Isolierdistanzstangen 18 stehen, wobei hier nicht dargestellte Gewindestifte in Gewindebohrungen der Stangen 18 und der Lappen 16 an einem Haltegußstück 20 eingreifen. In ähnlicher Weise wird auch die Tragplatte 22 von dem Gußstück 20 getragen. Zwischen dem Gußstück 20 und der Tragplatte 22 ist eine Magnetspule 24 angebracht, wobei die zentrale öffnung der Spule zu öffnungen ausgerichtet ist, die sich in dem Gußstück 20 und der Platte 22 befinden.

Im Abstand voneinander befindliche feste Kontakte 26 des Ausschalters werden von der Platte 22 durch je einen Halter 28 aus Isoliermaterial von U-förmigem Querschnitt, wie z. B. Fiber, gehalten, wobei die festen Kontakte in öffnungen der Basisteile 30 jedes Halters 28 angeordnet sind, während die oberen Enden jedes Halters 28 seitlich erstrekkende Flanschen 32 besitzen, durch welche jeder Halter an der Tragplatte 22 befestigt ist. Wie dargestellt, besitzt jeder Kontakt 26 die Form des Kopfes eines Bolzens, an welchem ein Kabel durch Muttern 34 befestigt wird.

Die festen Kontakte 26 sind so ausgebildet, daß sie durch eine Kontaktbrücke 36 zum Schluß gebracht werden, welche Kontaktspitzen 38 an den gegenüberliegenden Enden zwecks Berührung der festen Kontakte besitzt. Die Kontaktbrücke 36 wird im wesentlichen zentral von einer gleitend beweglichen Kontaktbetätigungsstange 44 gehalten, und zwar durch den Drehzapfen 40 für eine begrenzte Drehbewegung um eine Querachse an der Kontaktbetätigungsstange 44. Man sieht, daß, da die Kontaktstange 44 eine Längsgleitbewegung durch die Spule 24 und die ausgerichteten öffnungen in der Platte 22 und dem Gußstück 20 vollführen kann, die Kontaktbrücke sich infolge der beschränkten Drehbewegung um ihren Drehzapfen 40 selbst frei zu den festen Kontakten einstellen kann. Die Kontaktstange 44 besteht aus Isoliermaterial, wie z.B. Fiber oder einem geformten Isoliermaterial (Polyplast).

Das obere Ende der Kontaktbetätigungsstange 44 besitzt ein Paar Verbindungsglieder 46 zu jeder Seite derselben; mit diesen ist sie an dem Drehzapfen 48 angelenkt, während die oberen Enden dieser Verbindungsglieder über einen gemeinsamen Drehzapfen 50 mit einem Paar Kniehebel 52 und 54 verbunden sind. Beide Kniehebel 52 und 54 sind aus Blech verfertigt, wobei der Hebel 54 praktisch in U-Form gebogen ist, mit nach außen stehenden Flanschen 56, welche an deren freien Enden in Aussparungen 58 an den im Abstand befindlichen, nach unten weisenden Fingern eines Winkellagerbocks 60 eingreifen, welcher seinerseits durch Schrauben 64 an Nasen 62 befestigt ist, die mit dem Deckelgußstück aus einem Stück bestehen. Vorzugsweise erstreckt sich die Basis des U-Teils des Kniehebels 54 bei 66 durch den Raum zwischen den Tragfingern des Lagerbocks 60 hindurch, während am anderen Ende des Kniehebels 54 die Seiten des U-Teils so verlängert sind, daß sie am Drehzapfen 50 angebracht werden können. Ein Ende einer Schraubenzugfeder 68 ist in eine öffnung 70 am Kniehebel 52 eingehakt, während das entgegengesetzte Ende an einem Federwiderlager 72 eingehakt ist, das mit dem Deckelgußstück aus einem Stück besteht.

Mau sieht, daß in der in den Zeichnungen dargestellten Stromkreisschlußlage des Ausschalters die Richtung der von der Kniehebelfeder 68 ausgeübten Kraft sich unterhalb der Drehzapfenlageraussparungen 58 für den Kniehebel 54 befindet, weshalb die Kniehebelfeder die Kontaktbrücke 36 unter einem bestimmten Druck zur Berührung mit den festen Kontakten 26 des Ausschalters bringt. Sobald nun die Kontaktbetätigungsstange 44 sich aufwärts bewegt, um die Kontaktbrücke von den festen Kontakten des Ausschalters zu entfernen, dreht sich der Kniehebel 54 und die Aussparungen 58, und die Richtung der von der Kniehebelfeder 68 ausgeübten Kraft nähert sich damit jenem Drehpunkt so, daß schon bei einer sehr geringen Entfernung der Kontakte voneinander die Richtung der von der Kniehebelfeder 68 ausgeübten Kraft durch die Drehzapfenaussparungen 58 geht, welches die Mittellage der elastischen Kniehebelanordnung bestehend aus den Kniehebeln 52 und 54 und der Kniehebelfeder 68 ist. Praktisch kann die Öffnungsbewegung der Kontakte zur Bewegung der Knie- hebel 52 und 54 in die obenerwähnte Mittellage

sehr klein gehalten werden; bei einer im Betrieb befindlichen Vorrichtung beträgt sie ¹A Zoll (etwa 6 mm). Wenn die Kniehebel 52 und 54 ihre obenerwähnte Mittellage erreicht haben, wird die weitere Relativbewegung der beiden Kniehebel in der gleichen Richtung dadurch verhindert, daß die Oberkante des Kniehebels 52 die Basis des zentralen U-förmigen Teils des Kniehebels 54 berührt. Überdies ist es klar, daß, da der Punkt, an welchem die Kniehebelfeder 68 in die öffnung 70 des Hebels 52 eingehakt ist, dann praktisch mit den Aussparungen 58 zusammenfällt, in welchen sich der Kniehebel 54 während der Kontaktöffnungsbewegung dreht, der verbleibende größere Teil der Kontaktöffnungsbewegung praktisch unbeeinflußt durch die Kniehebelfeder 68 bleibt. Praktisch das Umgekehrte des obigen Vorganges tritt ein, wenn die Kontaktbetätigungsstange 44 abwärts bewegt wird, um den Stromkreis aus der voll geöffneten Kontakt-

so lage zu schließen, weil während des ersten und größeren Teils der Kontaktschließbewegung die Hebel 52 und 54 aneinanderliegen, so daß die Bewegung unbeeinflußt von der Kniehebelfeder 68 bleibt. Sobald aber der Drehzapfen unterhalb einer Linie zu liegen kommt, die von dem entfernteren Ende der Kniehebelfeder 68 durch die Drehzapfenaussparungen 58 für das Verbindungsglied 54 gezogen wird, tritt die Kniehebelfeder 68 in Wirksamkeit, um die Kniehebel in die in den Fig. 1 und 3 gezeigte Stellung zu ziehen und die von der Kniehebelfeder 68 ausgeübte Kraft, welche das Bestreben hat, die Kontakte zu schließen, nimmt weiter zu in dem Alaße, wie sich die Kniehebel 52 und 54 weiter aus ihrer Mittellage entfernen. Obwohl eher vorgezogen wird, falls die Kniehebel 52 und 54 miteinander in Berührung sind, daß diese Hebel so nahe ihrer Mittellage wie möglich zur Berührung gelangen, so daß die Kniehebelfeder 68 in keiner der beiden Richtungen auf die Kontakte einwirken kann, anstatt Gefahr zu laufen, daß die Berührung in einer Stellung erfolgt, die leicht über Mitte der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Lage ist, so kann es doch wünschenswert sein, daß die Berührung gerade kurz bevor die Hebel 52 und 54 ihre Mittellage erreichen erfolgt. Geschieht dies, dann übt die Kniehebelfeder 68 einen leichten Zug aus, der dazu neigt die Kontakte zu schließen, und dies kann in einigen Fällen wünschenswert sein. Es ist zu bemerken, daß der Kniehebel 52 aus einem Stück mit dem Haken 73 besteht, welcher die Trennung von dem Kniehebel 54 begrenzen soll.

Die vorerwähnte Magnetspule 24 ist so ausgebildet, daß sie unter bestimmten Umständen erregt wird, um die Stromkreisunterbrecherkontakte selbsttätig zu öffnen. Die zentrale öffnung durch die Spule 24 ist vorzugsweise mit einer zylindrischen Büchse 74 versehen, in welcher ein Spulenkern 76 in der Art eines Kolbens gleiten kann. Der Kern 76 hat die Form einer zylindrischen Büchse mit gegenüberstehenden Schlitzen 78 in ihren oberen Teilen, welche in der normalen Stromkreisschlußlage der Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, teilweise über und teilweise unter der Tragplatte 22 liegen. Der Kern γ6 hat an seinem oberen Ende seitliche Vorsprünge, die auf einer an der Tragplatte 22 befestigten Buchse 80 aufliegen und den Kern in dieser Lage halten. Das untere Ende des Kerns 76 ist ebenfalls mit entgegengesetzten öffnungen 81 für einen nachstehend zu beschreibenden Zweck versehen.

Eine Kontaktbetätigungsbüchse 82 ist über die Kontaktbetätigungsstange 44 geschoben, und das untere Ende der ersteren in den Kern 76 eingelassen, vorzugsweise durch ein Gewinde. Eine Schraubendruckfeder 86 ist innerhalb der Betätigungsbüchse 82 auf der Kontaktbetätigungsstange 44 vorgesehen, derart, daß sie sich zwischen einer Schulter im Kern und einem Stift 88 dehnt, welcher sich quer durch die Betätigungsstange 44 erstreckt.

Der Strom weg durch den soweit beschriebenen Ausschalter beginnt also an dem Punkt, an dem der Strom in den Behälter durch die eine Klemmenbüchse eines Paares solcher Klemmenbüchsen 90, von denen nur eine dargestellt ist, eintritt, wobei jede dieser Büchsen durch Bolzen 94 an dem Deckelgußstück 6 befestigt ist und jede mit einer Klemme 92 an ihrem oberen Ende versehen ist, letztere befestigt an einem Leiterelement, welches durch die Büchse hindurchgeht und aus einer eingezogenen Verlängerung 96 der Büchse hervorsteht, wobei diese Verlangerung in eine öffnung in der oberen Wandung des Deckelgußstücks 6 hineinragt. Der Stromweg geht dann durch das Kabel 98 direkt zu einem festen Kontakt des Ausschalters. Wenn die Kontakte geschlossen sind, geht der Strom durch die Kontaktbrücke 36 zu dem anderen festen Kontakt 26 und dann durch das Kabel 100 zu der einen Klemme der Magnetspule 24. Die andere Klemme der Spule 24 ist durch ein Kabel 102 mit dem Leiter in der anderen Klemmenbüchse 90 verbunden. Daraus geht hervor, daß die Magnetspule 24 bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch den Ausschalter in Reihe in den Stromkreis geschaltet ist, so daß sie jederzeit erregt wird, wenn der Ausschalter geschlossen ist, wobei die Größe der Erregung von der Stärke des im Stromkreis fließenden Stroms abhängt.

Für jede gegebene Leistung des Ausschalters ist die Magnetspule 24 so konstruiert, daß sie genügend stark erregt wird, um, falls die Strombelastung im Stromkreis den normalen Wert übersteigt, den Kern 76 anzuziehen und ihn innerhalb der Büchse 74 aufwärts zu bewegen. Der Kern 76 bewegt sich verhältnismäßig rasch aufwärts bis der Boden des Schlitzes 78 die Büchse 80 erreicht; dann aber hat die Flüssigkeit in der zylindrischen Büchse 74 keinen Ausweg mehr und bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Kerns 76 muß die Flüssigkeit in der Büchse 74 über dem Kern durch den verhältnismäßig kleinen Spielraum zwischen dem Kern und den Büchsen 74 und 80 sowie zwischen der Büchse und dem Gußstück 20 verdrängt werden. Demzufolge wird die öffnung des Kerns durch die obenerwähnte Stoßdämpferwirkung verlangsamt, und zwar um einen Betrag, der von der Stärke,des Überstroms abhängt, und daher erhält man beim

öffnen eine umgekehrte Zeitstromcharakteristik. Wenn schließlich die öffnungen 81 an der Oberkante der Büchse 80 die Flüssigkeit über dem Kern 76 freigeben wird der Kern 76 nicht langer durch die Stoßdämpferwirkung zurückgehalten und die Endöffnungsbewegung desselben kann dann verhältnismäßig rasch vor sich gehen. Wenn der Kern 76 seinen Aufwärtshub beginnt, bewegt sich die Kontaktbrücke 36, die durch die Kniehebelfeder 68 gehalten wird, zunächst noch nicht, so daß die Feder 86 zusammengedrückt wird bis die in der Feder 86 aufgespeicherte Energie genügt, um die Kraft zu überwinden, welche von der Kniehebelfeder 68 ausgeübt wird, zu welchem Zeitpunkt dann die Kontaktbetätigungsstange 44 ihre Aufwärtsbewegung beginnt. Sobald die Betätigungsstange 44 sich aufwärts bewegt, beginnt die von der Kniehebelfeder 68 ausgeübte Kraft abzunehmen und ist nach einem sehr kurzen Weg praktisch gleich Null, so daß der

ao verbleibende größere Teil der Stromkreisöffnungsbewegung der Kontaktbrücke 36 infolge der Dehnung der Feder 86 äußerst rasch vor sich geht.

Um während eines Stromkreisöffnungsvorganges soviel Energie als möglich in Feder 86 aufzuspeichern, ist diese Feder, wie man sehen kann, von einem besonderen Typ und mit zwei verschiedenen Steigungen gewickelt, wobei die oberen Windungen der Feder, wie Fig. 1 zeigt, eine verhältnismäßig große Steigung haben im Vergleich zu der Steigung der unteren Windungen der Feder 86. Die Feder 86 kann aus einem einzigen Stück Draht gleichförmigen Durchmessers bestehen. Es ist aber klar, daß, wenn man den Windungen eine verschiedene Steigung gibt, die Kraftwegcharakteristik einer solchen Feder so gewählt werden kann, daß sie der Kraftwegcharakteristik der Magnetspule 24 und ihres Kerns 76 fast gleich wird. Der Grund dafür ist darin zu suchen, daß eine gewöhnliche Feder mit gleichförmiger Steigung eine geradlinige Kraftwegcharakteristik besitzt, die nicht zum Zusammenspiel mit der Kraftwegcharakteristik eins Solenoids gebracht werden kann. Wenn man eine Feder vorsieht, bei welcher eine Anzahl von Windungen verschiedene Steigung hat, nimmt, falls die Windungen mit der geringen Steigung zusammengehen, die Ausbiegung der verbleibenden Windungen entsprechend zu, so daß, anstatt eine geradlinige Kraftwegcharakteristik zu erhalten, die resultierende Charakteristik der Feder als Ganzes genommen aus einer Reihe gerader Linien mit allmählich zunehmender Neigung besteht, und diese können so gestaltet werden, daß sie sich der Kennlinie irgendeines bestimmten Solenoids dicht anschmiegen. Es geht also daraus hervor, daß die maximale von der Magnetspule 24 verfügbare Energiemenge in der Druckfeder 86 aufgespeichert und damit verfügbar wird, die Schließkraft der Kniehebelfeder 68 zu überwinden, vorzugsweise an irgendeinem Punkt während der Anfangsbewegung des Kerns 76 bevor die Betätigungsbüchse 82 den Flansch 89 an der Betätigungsstange 44 erfaßt. Nun ist aber der Flansch 89 vorgesehen, um eine zwangsläufige Kontakttrennung zu erreichen, falls die Kontaktbrücke irgendwie an den festen Kontakten 26 haften oder mit ihnen verschweißt sein sollte. Auf jeden Fall ist es klar, daß die Kniehebel 52 und 54 in der vorbeschriebenen Weise in ihre Mittellage bewegt werden, und die Kontaktbrücke 36 wird infolge der Ausbildung der Feder 86 voll in die Lage des geöffneten Stromkreises gebracht.

Sobald die L^Tnterbrecherkontakte voll in der Lage des geöffneten Stromkreises sind, werden die damit verbundenen Teile durch die Schwerkraft zurückbewegt, oder sie können auch, wie vorher erwähnt, durch die Kniehebelfeder 68 zurückbewegt werden, falls gewünscht wird, die Relativbewegung der Kniehebel 52 und 54 gerade kurz vor Erreichen ihrer Mittellage während des Öffnens der Kontakte abzustoppen. In jedem Fall ist diese Schließkraft verhältnismäßig gering und ihr wirkt die Stoßdämpferwirkung des Kerns 76 entgegen, wenn er sich genügend weit abwärts bewegt hat, um die öffnungen 81 unter die Büchse 80 zu bringen. Demgemäß ist die Rückwärtsbewegung verhältnismäßig langsam bis der Drehpunkt 50 sich unter eine Linie bewegt, welche durch die Drehzapfenaussparungen 58 und das am Lagerbock 72 befindliche feste Ende der Feder 68 geht, woraufhin die Kontaktbrücke rasch bewegt wird, um ein schlagartiges Schließen der Unterbrecherkontakte durch die Kniehebelfeder 68 zu bewirken. Überdies entfernen sich zur ungefähr gleichen Zeit die unteren Enden der Schlitze J^ im Kern 76 von der Unterkante der Büchse 80, so daß der aus Büchse 74 und Kern 76 bestehende Stoßdämpfer entleert wird.

Um die Anzahl der Arbeitsgänge des Ausschalters in dichter Aufeinanderfolge bei Auftreten einer dauernden Überlast im Stromkreis zu begrenzen und Handbetätigung möglich zu machen, sind Mittel vorgesehen, um die Unterbrecherkontakte bei Auftreten einer bestimmten Anzahl dicht aufeinanderfolgender Stromkreisunterbrechungsvorgänge offen zu halten und diese Mittel können von Hand betätigt werden. Dieses Mittel umfaßt einen Kniehebel 104, der an einem Ende bei 106 an einem U-förmigen Federhebel 108 angelenkt ist, welcher seinerseits bei 110 an einem Drehzapfen zwischen den Schenkeln eines U-förmigen Lagerbocks 111 gelagert ist, welch letzterer an dem Deckelgußstück 6 befestigt ist. Das andere Ende des Kniehebels 104 ist durch einen Drehzapfen 112 an dem benachbarten Ende eines zweiten Kniehebels 114 angelenkt und dieser seinerseits ist an einem Drehzapfen 116 zwischen seinen Enden befestigt, während der Zapfen 116 in einem Lagerbock 118 befestigt ist, der an der benachbarten Wand des Deckelgußstücks 6 befestigt ist. In dem Deckelgußstück 6 befindet sich ein Schlitz 120 zur Aufnahme des anderen Endes des Kniehebels 114, welches außen am Gehäuse des Ausschalters als iao Handgriff herausragt und mit einem hakenförmigen Ende 122 versehen ist. Eine Schraubendruckfeder 124 ist so eingebaut, daß sie zwischen dem gekrümmten Ende des Hebels 108 und dem Deckelgußstück 6 ihre Wirkung entfalten kann. Normalerweise werden die Kniehebel 104 und 114 durch die

Feder 124 mit dem Drehzapfen 112 unter der Mittellinie gehalten, welche die Stifte 106 und 116 miteinander verbindet, wobei das äußere Ende des Hebels 114 in und unter einer Haube 126 ange-5 ordnet ist, die mit dem Deckelgußstück aus einem Stück besteht; das Hebelende legt sich dabei an eine nachstellbare Anschlagschraube 128 in dieser Haube an.

In der dargestellten Stellung der Kniehebel 104 und 114 haben diese keine Einwirkung auf die Betätigung des vorher beschriebenen Ausschalters und sind normalerweise außer Betrieb. Aber der Hebel 108 hat einen Verbindungsstift 113, der sich unterhalb der Kniehebel 52 und 54 erstreckt. Wenn nun also gewünscht wird, die Ausschalterkontakte von Hand zu öffnen, dann kann ein Hakenstock oder ein ähnliches Instrument mit der Oberseite des Winkelhakens 122 des Kniehebels 114 in Eingriff gebracht und heruntergezogen werden, um den Kniehebel entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn um seinen Stützpunkt 116 zu drehen, wodurch die Kniehebel 104 und 114 aufwärts über die Mittellinie bewegt werden, und hierbei erfaßt der Stift

113 die Kniehebel 52 und 54 und bewegt sie entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn aufwärts, womit die Kontaktbetätigungsstange 44 nach aufwärts geführt und die Kontaktbrücke 36 von den festen Kontakten 26 getrennt wird. Die Kontakte werden durch die Feder 124 offen gehalten, welche die Kniehebel 104 und 114 in ihrer oberen Lage über Mitte hält. Bei dieser Öffnung des Stromkreises von Hand sieht man, nachdem die Kniehebelfeder in ihre Mittellage gebracht worden ist, daß die Feder 124 lediglich gebraucht wird, um die Kontakte des Ausschalters gegen die verhältnismäßig geringe, durch die Schwerkraft verursachte Schließkraft offen zu halten und auch gegen die geringe Kraft der Kniehebelfeder 68, falls die Kniehebel 52 und 54 gerade kurz vor Erreichen ihrer Mittellage abgestoppt werden. Wenn die Ausschalterkontakte anschließend an den oben beschriebenen Stromkreisöffnungsvorgang offen gehalten werden, ist es klar, daß das äußere Ende des Kniehebels 114 unter die Haube 126 des Deckelgußstücks 6 hervorragt, so daß es sofort sichtbar wird, wenn die Ausschalterkontakte offen gehalten sind. Es geht ferner daraus hervor, daß die Ausschalterkontakte dann lediglich durch die Handbetätigung des Kniehebels 114 in der entgegengesetzten Richtung geschlossen werden können, d. h. durch Ausüben einer nach Aufwärts gerichteten Kraft auf das äußere Ende des Kniehebels durch Berührung eines Hakenstockes o. dgl. mit der Unterseite des Hakens 122, um den Hebel

114 im Uhrzeigersinn zu drehen und damit ihn und den Kniehebel 104 aus der Übermittellage zurück in die in den Zeichnungen dargestellte Lage zu drehen. Diese Betätigung des Kniehebels 114 von Hand schließt die Ausschalterkontakte nicht sofort, sondern gestattet lediglich den Schluß der Kontakte in der vorbeschriebenen Weise, d. h. anfängliche Schließbewegung der Kontakte infolge der Schwerkraft und evtl. einer geringen, durch die Kniehebelfeder 68 ausgeübten Kraft, bis die Kontaktbrücke 36 dicht neben den festen Kontakten 26 steht, worauf dann die Kniehebelfeder 68 unter ihre Mittellage bewegt wird und plötzlich in Wirkung tritt, um die Kontakte rasch zum Schließen zu bringen. Es ist zu bemerken, daß bei öffnen des Stromkreises von Hand die volle Federkraft der Feder 124 zur öffnung der Kontakte wirksam wird, sobald sich die Hebel 104 und 114 über die Mittellage bewegen, wobei die jeweilige öffnung der Kontakte durch die Feder 124 unabhängig von dem Betriebshakenstock ist. In ähnlicher Weise besteht bei Wiedereinstellen der Hebel 104 und 114 von Hand keine Möglichkeit, daß das Abziehen des Hakenstocks nach dem Wiedereinstellen die Stellung der Kniehebel stören könnte, da beim Wiedereinstellen der Hakenstock lediglich eine untere Kante des Hakens 122 berührt.

Eine Summiervorrichtung ist zur automatischen Bewegung der Kniehebel 104 und 114 aufwärts über die Mittellinie hinaus und zur damit (als Folge einer bestimmten Anzahl dicht aufeinanderfolgender Stromkreisunterbrechungsvorgänge) verbundenen Verhinderung des Wiederschließens des Ausschalters vorgesehen; sie umfaßt ein zylindrisches Rohr 130, welches an eine seitliche Verlängerung des Gußstücks 20 oben an der Magnetspule angeklemmt oder sonstwie befestigt wird. Dieses Rohr besitzt einen Stopfen 132, der in das untere Ende desselben eingeschraubt ist, wobei der Stopfen eine kleine zentrale öffnung hat, die durch ein Kugelrückschlagventil 134 gesteuert wird und gestattet, daß die Flüssigkeit in das untere Ende des Rohrs 130 einströmt, während der Austritt verhindert wird. In dem Rohr 130 befindet sich ein Integrierkolben 136, der normalerweise auf dem oberen Ende des Stopfens 132 aufliegt und eine eingezogene Verlängerung 138 an seinem oberen Ende besitzt mit mehreren voneinander abstehenden kreisförmigen Flanschen 140, die die Zähne einer Zahnstange bilden, weiterhin mit einer länglichen Verlängerung 142 aus Isoliermaterial am äußersten Außenende, welche sich unterhalb einer Verlängerung 143 am Kniehebel 104 befindet. Ein Sperrklinkenhebel 144 ist drehbar an einem Ende bei 146 angeordnet, und dieses Ende des Sperrklinkenhebels ist in zwei Schenkel geteilt, welche sich zu jeder Seite des Rohrs 130 befinden, mit einem Drehzapfen 146, der von im Abstand voneinander befindlichen Tragflanschen getragen wird, die mit dem Gußstück 20 aus einem Stück bestehen. Der Sperrklinkenhebel 144 besitzt ein Verbindungsstück zwischen seinen Enden und am anderen Ende desselben sind die Seiten des Hebels nach außen und seitlich bei 148 verlängert, um normalerweise in Berührung mit einer Unterlagsscheibe 150 zu sein, die sich auf dem Betätigungsrohr 82 befindet und an einer Schulter am äußeren Ende dieses Rohrs anliegt. Der Sperrklinkenhebel 144 wird normalerweise zur Berührung mit der Unterlagscheibe 150 durch eine Schraubenzugfeder 152 gebracht, die über die äußerste Kante des Verbindungsstückes des Klinkenhebels an einem Ende desselben gehängt wird, während das andere las Ende an einem Ansatzstück verankert wird, das mit

dem Gußstück 20 aus einem Stück besteht. Der Sperrklinkenhebel 144 ist mit einer Sperrklinke 154 versehen, die bei 156 daran angelenkt ist und durch eine Feder 158 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn in eine Stellung gedrückt wird, in welcher ein Teil der Sperrklinke 154 das Verbindungsstück des Sperrklinkenhebels 144 erfaßt.

Wenn der Ausschalter in Tätigkeit tritt, um den Stromkreis zu öffnen, wird die Unterlagscheibe 150 mit der Betätigungsmuffe 82 aufwärts geführt und führt damit das freie Ende des Sperrklinkenhebels 144 aufwärts, um die Sperrklinke 154 in Eingriff mit dem obersten der Flanschen 140 an dem Integrierkolben 136 zu bringen und damit den KoI-ben um einen bestimmten Abstand nach oben zu bewegen. Wenn der Ausschalter nach einem solchen ersten Stromkreisunterbrechungsvorgang wieder geschlossen wird, bleibt der Integrierkolben in der Stellung, in welche er vorgeschoben wurde, da die Sperrklinke 154 die kreisförmigen Flanschen 140 freigeben kann und wenn der Ausschalter geschlossen bleibt, setzt sich der Integrierkolben langsam wieder in die Stellung der Fig. 1, und zwar infolge des Austretens von Flüssigkeit aus dem Zylinder 30 unter dem Kolben 136 durch den verhältnismäßig geringen Spielraum zwischen dem Zylinder und dem Kolben. Wenn indessen der Ausschalter unmittelbar nach einem ersten öffnungs- und Wiederschließvorgang sich wieder öffnet, erfaßt dieses Mal die Sperrklinke 154 den nächstniedrigen kreisförmigen Flansch 140 am Integratorkolben und hebt den Kolben um einen weiteren Betrag. Das folgende Wiederschließen hat dann zur Folge, daß der Kolben 136 in dieser weiter vorgeschobenen Lage bleibt, aus welcher er schließlich wieder in die Ausgangslage zurückgeführt wird, falls der Ausschalter geschlossen bleibt. Bei dauernder Überlast jedoch fährt der Ausschalter fort, sich zu öffnen und zu schließen bis schließlich die Sperrklinke 154 den Integratorkolben 136 um einen Weg anhebt, der genügt, um dessen obere Verlängerung 142 in Berührung mit der Verlängerung 143 des Kniehebels 104 zu bringen und diesen Hebel über die Mittellage aufwärts zu bewegen, so daß die Kniehebelfeder 124 die Kontakte in der vorbeschriebenen Weise auseinanderhält. Es geht also daraus hervor, daß die Kniehebel 104 und 114 selbsttätig nur dann aufwärts über die Mittellage bewegt werden, um die Unterbrecherkontakte auseinanderzuhalten, wenn eine bestimmte Anzahl dicht aufeinanderfolgender Stromkreisöffnun'gs- und -schließvorgänge eintritt, gewöhnlich vier solcher, während falls die Anzahl dieser dicht aufeinanderfolgenden öffnungs- und Schließvorgänge geringer bleibt, der Summiermechanismus sich wieder in die Anfangslage einstellt und die Ausschalterkontakte nur dann automatisch geöffnet gehalten werden, wenn die vorher genannte Anzahl von öffnungs- und Schließvorgängen dicht aufeinanderfolgt. Die Ausschalterkontakte können, nachdem sie selbsttätig in eine Lage gebracht worden sind, in welcher sie durch die Kniehebelfeder 124 offengehalten werden, nur durch die Betätigung des Kniehebels 114 von Hand in der vorbeschriebenen Weise wieder geschlossen¹ werden.

Falls gewünscht, kann ein Zähler 160 zur Registrierung der Anzahl der Arbeitsgänge des Ausschalters in dem Deckelgußstück 6 neben dem Haubenteil 126 eingebaut werden und ebenso eine öffnung 162 in dem Deckelgußstück vorgesehen werden, damit die Registrierscheibe des Zählers auch von außen zu sehen ist. Der Antriebshebel des Zählers 160 wird vorzugsweise durch ein Verbindungsglied 164, welches bei 165 an dem benachbarten Ende des Kniehebelgliedes 52 angelenkt ist, verbunden, und man ersieht daraus, daß der Zähler jedesmal in Tätigkeit gesetzt wird, wenn der Ausschalter den Stromkreis öffnet oder schließt.

In ähnlicher Weise kann eine Funkenstreckenschutzvorrichtung 166, vorzugsweise vom Ableiter- ⁸<> typ vorgesehen werden, um das Ansprechen des Ausschalters auf Überspannungen zu verhindern, wobei das äußere Rohr des Überspannungsabieiters zwischen seinen Enden auf einer Verlängerung 168 der Tragplatte 22 an der Unterseite der Magnetspule 24 gelagert ist und daran durch Muttern 170 befestigt wird, die auf das Überspannungsableiterrohr geschraubt sind. Eine Klemme 172 des Ableiters kann mit dem Kabel 100 und einer Klemme der Magnetspule 24 verbunden werden, während die andere Klemme des Ableiters (nicht dargestellt) mit der anderen Klemme der Spule 24 und dem Kabel 102 verbunden wird. Wie oben angegeben ist der Zweck eines Ableiters 166, welcher in der vorbeschriebenen Weise angeschlossen wird, der, eine Umleitung vorzusehen, um die Magnetspule 24 bei Überspannungen, wie z. B. infolge Blitzschlages, zu sichern, denn diese sind keine Überlastungen für den Stromkreis, und es ist daher nicht wünschenswert, daß der Ausschalter bei solchen Überspannungen den Stromkreis öffnet.

Aus vorstehendem dürfte zur Genüge hervorgehen, daß die beschriebene Bauart bei einem selbsttätigen Überstromausschalter mit Wiedereinschaltung des Typs, der mit elektrischen Mitteln versehen ist, um die öffnung der Ausschalterkontakte zu bewirken und dessen Kontakte bei öffnen des Stromkreises selbsttätig zum Wiederschließen gebracht werden, eine Kontaktandruckfeder vorsieht, welche zusätzlich die Ausschalterkontakte zur Anlage bringt, wobei aber dieser Anpreßdruck praktisch vollkommen aufgehoben wird, sobald die Kontakte um einen sehr kurzen Abstand voneinander getrennt werden, so daß die Ausschalterkontakte praktisch frei von dem erwähnten Federdruck werden, um den verbleibenden Abstand zur vollen offenen Lage zu erweitern. Weiterhin ist das elektrische Mittel für die öffnung der Ausschalterkontakte in bezug auf die Kontakte mit einem toten Gang versehen und dieser tote Gang wird bei einem Stromkreisöffnungsvorgang dazu verwendet, die Öffnungszeit mit einer umgekehrten Zeitstromcharakteristik zu verzögern und gleichzeitig eine Feder zu spannen, deren Kraftwegcharakteristik fast genau jener der Spulenöffnungsvorrichtung entspricht, welche den Anpreßdruck der Kontakt-

andruckfeder überwindet. Der tote Gang wird von der Feder aufgenommen. Die Kontakte werden rasch voneinander getrennt und um den bestimmten kurzen Abstand bewegt, der notwendig ist, um die Kontaktanpreßfeder außer Tätigkeit zu setzen, woraufhin die Totegangfeder in Wirksamkeit tritt; die Ausschalterkontakte werden dann rasch in die volle Lage des geöffneten Stromkreises gebracht. Ebenso ist ersichtlich, daß die Kniehebelfeder 68, ίο welche bei der besonderen Form der hierin dargestellten Kontakte für einen angemessenen Kontaktanpreßdruck sorgt. Von Wichtigkeit ist, wenn andere Kontakte als die hier dargestellten, z. B. Kontakte des stumpf aneinanderstoßenden Typs, verwendet werden, daß eine äußerst rasche Schließbewegung der Kontakte in die Endlage erreicht wird. Beim Schließen des Stromkreises, obwohl der Anfangs- und der größere Teil der Schließbewegung der Ausschalterkontakte dazu verwendet wird, eine ao Zeitverzögerung zu erhalten, tritt die Kniehebelfeder 68 ganz nahe dem Ende der Schließbewegung schließlich in Wirksamkeit, um so plötzlich ihre Kraft auf die Kontakte auszuüben und die Kontakte praktisch rasch und schlagartig zu schließen. Diese Funktion ist wichtig, ganz gleich, ob die damit verbundene Kontaktandrückfunktion bei dieser Bauart verwendet wird oder nicht.

Bei der besonderen hier dargestellten Kniehebelfederanordnung 68, die zum Anpressen der Kontakte nur in Wirkung tritt, wenn dieselben in oder nahezu in ihrer Lage des geschlossenen Stromkreises sind, ist es klar, daß die einzige andere Kraft, die noch benötigt wird, um die Ausschalterkontakte zu schließen, lediglich durch die Schwerkraft gestellt wird und damit äußerst gering bleibt, so daß sie der Öffnungsbewegung der Ausschalterkontakte in die Lage der vollen Öffnung einen zu vernachlässigenden Widerstand entgegensetzt. Dies bringt auch den Vorteil der vereinfachten Konstruktion der Mittel für den Erhalt des Zeitverzuges beim Schließen mit sich, da das Verzögerungsmittel lediglich dieser verhältnismäßig geringen Schließkraft unterworfen ist.

Durch die vorstehend beschriebene Konstruktion erhält man bei jedem Stromkreisöffnungsvorgang einen sehr raschen und vollen Öffnungshub der Ausschalterkontakte, ganz unabhängig von der Stromstärke der einen solchen Vorgang verursachenden Überlast. Demzufolge wird jede Überlast, wie gering sie auch sei, welche fähig ist, den Spulenkern 76 um einen Betrag aufwärts zu bewegen, um die Feder 86 genügend zusammenzudrücken, damit sie die Kraft der Kniehebelfeder 68 überwindet, die Kontakte zum mindesten um den Betrag öffnen, der nötig ist, um die Kniehebelfeder 68 soweit außer Wirkung zu setzen, daß die Feder 86 fähig ist, die Kontaktbrücke 36 in die Lage voller Stromkreisöffnung zu bewegen. Weiterhin, obwohl während des größeren Teils ihrer Schließbewegung auf die Ausschalterkontakte nur ein leichter Schließdruck ausgeübt wird, werden sie jedoch in die endgültige Berührung rasch bewegt durch eine verhältnismäßig große Kraft, welche bei Verwendung stumpf aufeinanderliegender Kontakte auch dazu benutzt werden kann, für einen angemessenen Anpreßdruck zu sorgen.

Claims (12)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Überstromausschalter, insbesondere mit selbsttätiger Wiedereinschaltung, dessen Betätigungsmechanismus eine auf den elektrischen Strom ansprechende Vorrichtung umfaßt, welche die Kontakte bei bestimmten Überströmen in dem Stromkreis, in welchen der Ausschalter geschaltet ist, trennt, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsmechanismus eine einen Kontaktanpreßdruck erzeugende Federvorrichtung (68) enthält, die zwischen einem festen Auflager (72) und einem mit dem erwähnten Betätigungsmechanismus (44, 76) verbundenen Hebelsystem (46, 52 und 54) derart angeordnet ist, daß sie zum Andrücken der Ausschalterkontakte (26, 36) nur dann in Tätigkeit tritt, wenn die erwähnten Kontakte geschlossen sind, und während eines kurzen Hubs des beweglichen Kontakts (36) nahe seiner Stellung des geschlossenen Stromkreises, so daß die Kontakttrennbewegung über jenen kurzen Hub hinaus praktisch unbeeinflußt von der erwähnten Federvorrichtung (68) bleibt.

2. Überstromausschalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelsystem (52, 54) so konstruiert ist, daß während der Kontaktschließbewegung die Federvorrichtung (68) an praktisch dem gleichen Punkt ihre Wirkung entfaltet, wo sie bei Trennung der Kontakte (26, 36) außer Tätigkeit tritt, so daß außer einem bestimmten Kontaktanpreßdruck, falls die Kontakte miteinander in Berührung sind, auch eine rasche endgültige Schließbewegung der Kontakte erzielt wird.

3. Überstromausschalter gemäß den Ansprüchen ι und 2, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Schließvorrichtung (76, 86), welche unabhängig von der den erwähnten Kontaktanpreßdruck erzeugenden Federvorrichtung (68) eine Kontaktschließbewegung zum selbsttätigen Wiederschließen des Stromkreises anschließend an einen Stromkreisöffnungsvorgang einleitet.

4. Überstromausschalter gemäß den Ansprüchen ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte zusätzliche Schließmittel eine Federvorrichtung (86) umfaßt, die so ausgebildet ist, daß sie durch die Bewegung der auf den elektrischen Strom ansprechenden Betätigungsvorrichtung (76) so gespannt wird, daß sie eine Kraft ausübt, die erheblich größer ist als die Kraft des Schließdrucks.

5. Überstromausschalter gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kontaktanpreßdruck erzeugende Federvorrichtung (68) und ihre Verbindungshebel (52, 54) als Kniehebelfedersystem angeordnet sind, welches auf einen bestimmten geringen Anfangsteil der Kontakttrennbewegung

hin praktisch in die außerbetriebliche Mittellage gebracht wird.

6. überstromausschalter gemäß Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß das Kniehebelfedersystem mit Anschlagmitteln versehen ist, welche die Bewegung des Kniehebelsystems über die Mittellage hinaus verhindern, nachdem es durch den geringen Anfangsteil der Kontakttrennbewegung in die Mittellage gebracht worden ist.

7. Überstromausschalter gemäß den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kniehebelfedersystem (52, 54, 68) zwischen festen Auflagern (58 und 72) und einem Kniezapfen (50) an der Kontaktträgerkonstruktion (46, 44) angeordnet ist und Teile (68, 52) hat, die zueinander um eine Achse (70) drehbar sind, welche praktisch mit dem Mittelpunkt (58) des Kniehebelsystems zusammenfällt, wenn die Federvorrichtung in ihrer Mittellage ist.

8. Überstromausschalter gemäß Anspruch 4, wobei die auf den elektrischen Strom ansprechende Betätigungsvorrichtung eine Magnetspulenanordnung mit einer nichtlinearen Kraftwegcharakteristik ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schließvorrichtung (86) mehrere Federteile mit verschiedenen Federcharakteristiken enthält, die so angeordnet sind, daß die resultierende Kraftwegcharakteristik der Federteile praktisch derjenigen der Magnetspulenbetätigungsvorrichtung (24, 76) entspricht.

9. Überstromausschalter gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Federteile (86) verschiedene Steigung haben.

10. Überstromausschalter gemäß den Ansprüchen 5, 6 oder 7, gekennzeichnet durch Verriegelungsmittel, welche bei einer bestimmten Anzahl dicht aufeinanderfolgender Stromkreisöffnungsvorgänge den Ausschalter geöffnet und das Kniehebelfedersystem in der Mittellage halten.

11. Überstromausschalter gemäß Anspruch

10, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Verriegelungsmittel ein Kontaktöffnungsfedermittel (124) umfaßt, ferner Sperrkniehebelmittel (108, 104, 114), welche normalerweise in einer Lage außerhalb der Mittellage des Kniehebelfedersystems gehalten werden, ferner gekennzeichnet dadurch, daß das Kontaktöffnungsfedermittel (124) so ausgebildet ist, daß es bei Auslösen das den Kontaktanpreßdruck erzeugende Kniehebelfedersystem (52, 54, 68) in eine Kontaktöffnungsrichtung bringt, um die Kontakte zu trennen und sie auseinanderzuhalten, sowie gekennzeichnet durch einen Summiermechanismus, welcher nach einer bestimmten Anzahl dicht aufeinanderfolgender Stromkreisöffnungsvorgänge die erwähnten Sperrkniehebelmittel (108, 104, 114) über die Mittellage hinaus bewegt, um die erwähnten Kontaktöffnungsfedermittel (124) auszulösen.

12. Überstromausschalter gemäß Anspruch

11, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Verriegelungsvorrichtung ein λ'οη Hand zu betätigendes Betätigungselement (122) einschließt, welches auch in einer Richtung bewegt werden kann, in welcher der erwähnte Kniehebelsperrmechanismus (104, 114) in die normale Lage gebracht wird und welches so ausgebildet ist, daß es durch einen Hakenstock o. dgl. erfaßt und in beiden Richtungen bewegt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

2470 11.51