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Elektrisches Starkstrom-Schaltgerät, insbesondere Last- und: Leistungsschalter
Elektrische Starkstrom-Schaltgeräte, wie z. B. Last- und Leistungsschalter -in Form
von Nockenschaltern, Schaltschützen od. dgl., sind im allgemeinen so ausgeführt,
daß sie nicht von vornhere,in eine in sich ' gestützte, mechanisch geschlossene
Einheit bilden. Derartige Schaltgeräte bestehen vielmehr aus einer größeren: Anzahl
von Einzelteilen, die erst bei der Montage unter Ver-@@#endung von Hilfsgliedern,
wie Stützbolzen, Halteschrauben und Isolierteilen, auf einem Gerüst oder einer Schalttafel
zusammengebaut werden. Diese Einbauweise ist sowohl bei der Erstmontage als auch
bei der im Betrieb notwendigen Auswechslung einzelner Teile ziemlich umständlich.
Sie führt außerdem durch gegenseitige Verlagerungen einzelner Teile während des
Betriebs und durch Einbauungenauigkeiten während der Montage zu Schwierigkeiten,
die ein einwandfreies Arbeiten in Frage stellen. Weiterre Nachteile dieser Bauweise
beistehen darin, daß die im allgemeinen erwünschte gedrängte Bauweise derartiger
Schaltgeräte nur recht begrenzt möglich rd!st und daß eine Vielzahl von. Bau- und
Hilfselementen erforderlich ist, die sieh kostenmäßig ungünstig auswirkt.
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Nach der Erfindung werden alle diese Schwierigkeiten und Nachteile
dadurch vermieden, daß bei diesen elektrischenStarkstromgeräten, insbesondere Last-
und Leistungsschaltern, die s:pannungs- und stromführeri,den Teile des Geräts durch
Einlegen in einen -gemeinsamen, aus Isolierstoff bestellenden, schalenförmigen,
im Bereich der Kontakte offenen Stützkörper zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt
siind, derart, d'aß, der an der Unterbrechungsstelle entstehende Lichtbogen von
den: Schalen weg-bzw. aufs diesen herausgeblasen wird.
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Mit diesem Aufbau der Schaltgeräte werden nicht nur die eingangs erwähnten
Nachteile bei
der -Montage vermieden; §sö@ndern es' ergeben. stich
zusätzlich noch besondere Vorteile, die durch eine wesentliche Vereinfachung im
Aufbau, eine Verminderung der Zahl der erforderlichen Bauteile und Hilfsmittel,
durch eine genaue und dennoch Nvesentliah billigere Herstellung sowie durch die
auf kleinstem Raure zusam-mengefäßte, -nach außen: gut isoliert aibgesehlossone
Bauweise charakterisiert sind. Dazu trägt noch bei, daß die erforderlichen Durchschlag-,
Überschlag- und Kriechstrecken infolge des staubfreien Einbaues in einen im wesentlichen
geschlossenen; schalenförmigen. Stützkörper auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.
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Der aus einem Isoli:ergto:ff, z. B, Preßstof'f, hergestellte Stützkörper
kann. beispielsweiis-e .je nach der Art des Schaltgeräts: aus zwei symmetrischen
Halbschalen bestehen, wobei die gegeneinander beweglichen und ruhenden, spannungsführenden
Schalterteile zunächst in die eine Halbschade, die sog. Grundschale, eingelegt werden,
wonach das .Schaltgerät durch Hinzufügen der zweiten Halbschale zu einem Bauelement
zusamrnengefaßt-wird. Es kann aber auch eine einzige tiefere Schaleverwendet werden.,
die nach dem Eirnbau =des Schaltgeräts durch eine ebene Deckscheibe abgedeckt wird.
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Die Herstellung - des Stützkörpers aus einem Isolierstoff hat außerdem
den Vorteil, d.äß teuere Bearbeitungsmethoden vermieden-werden, weil bei einmal
richtiger Herstellung der Preßförm für die schalenförmigen Stützkörper eine hohe
Montapegenauigkeit für jedes Schaltgerät bei wenigen einfachen Arbeitsgängen gewährleistet
wird: Des weiteren läßt sich bei diesen Stützkörpern durch Anbringen geeigneter
Vorsprünge# bzw. Aussparung ohne weiteres erreichen, daß die einzelnen Schalt- und
Verbindungsteile -nicht nur aui engstem Raum, sondern aü@h gut. isoliert zusammengefaßt
werden, können. Darüber hinaus wird eine Vielzahl von Einzelteilen, wie Haltezapfen,,
Stützteile für die Schaltkontakte und für die-,Kontaktfedern, vermieden, weil diese
Teile durch geeignete Formgebung des Stützkörpers in. den schalex@förmgem Isolierkörper
bereits, vorgesehen werden können.
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Bei Leistungsschaltern hat man zwar bereits Stützwände aus IsoLerstof
zwischen- den Schaltelementen verwendet, aber es war bisher noch nicht gedungen,
dieselben schadenförmig zu gestalten, um die s.troin- und spannt mgsführenden Teile
in dieselben einzulegen. Andererseits ist es bekannt, für . Schwach- und Mittelstrom
kleine Geräte, wie Stecker, Schnapp- und Druckschalter., zu verwenden, bei denen
die Klemmen bzw. Schaltelemente in einem geschlossenen, aus Kunststoff, z. B-. Phenolharz,
bestehenden Gehäuse zusammengefaßt sind. Auch hier dienen diese Preßteile einmal
zum Zusammenhalten einzelner Teile des Geräts und zur Isolierung der spannungsführenden
Teile gegeneinander. Aber ganz abgesehen davon, daß sich die vorliegende Erfindung
ausschließlich auf Starkstrom-Schaltgeräte bezieht, bei denen _ sich die einzelnen
Geräteteile hinsichtlich: Vielgestaltigkeit und mechanischer Festigkeit von derartigen
Kleingeräten wesentlich unterscheiden, liegen. bei diesen die Verhältnisse auch
insofern ganz anders, als hier beim Schalten kräftige Lichtbögen und Abschaltfunken
entstehen, die eine vollständige Umhüllung des Schaltgeräts, wie dies bei den eben
erwähnten Kleingeräten der Fall ist, von vornherein ausschließen. Es mußte daher
bei dem Ersetzen der bekannten einfachem. Stützwände durch die schalenförmigen Abstützkörper
ein beachtliches. Vorurteil der Technik überwunden werden, um zu einer Lösung zu
kommen, bei der entsprechend der Erfindung die spannungs- und stromführenden Teile
Von dem schalenförmigen Stützkörper umhüllt werden, dagegen die Teile, an denen
der Lichtbogen. entsteht bzw. gelöscht wird, aus dieser schalenförmigen Umhüllung
herausgeführt werdLn: Irr übrigen werden in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
noch weitere Vorteile erzielt, die erst durch den. schalenförmigen Einbau ermöglicht
werden. Letztere werden durch die Beschreibung an Hand der Zeichnung im Zusammenhang
mit der Erfindung näher erläutert.
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In den Abb. r bis ro der Zeichnung isst als. Ausführungsbeispiel ein
Nackenschalter beschrieben: Abb. z kegt in üblicher Weise- den an sich bekannten
Nockenschalter. An Hand der Abb. 2 bis 5 wird der eigentliche Erfindungsgegenstand
beschrieben, während die Abb: 6 bis ro zweckmäßige. Weiterbildungen von Einzelteilen
des Schaltgeräts, teilweise in etwas, vergrößertem Maßstab gezeichnet, zeigen.
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In Abb. r sind, die wesengichen strom- und spannungsführenden- Teile
eines Nockenschalters dargestellt: Mit tti und a. sind die beiden Kontaktklemmstücke
-der Zu- und Ableitung des Stroms bezeichnet. b ist die flexible Verbindung
vom Klemmstück a2 zu dem beweglichenKontakthebcl c. Dieser ist um die Achse der
Bohrung d drehbar gelagert und trägt im Übrigen eine Nackenrolle e, die in üblicher
Weise mit- dem nicht dargestellten Schaltnocken im. Eingriff steht. Mit f1 und f2
sind die eigentlichen Schaltkontakte bezeichnet, vom lernen der eine, f2, an dien
beweglichenSehalthebel c und der andere, fi, an: dem festen Kontaktträger h befeistigt
ist, der zugleich als Lichtbogemablaufhorn dient. Der feste Kontaktträger h hat
im übrigen noch einen hakenförmigen. Ansatz: hl, an den die nicht dargestellte Funkenkammer
eingehängt wird. In der gezeichnetere Schließstddlung des Nockenschafers wird der
Schaltkontakt, f2 durch die Feder g auf den Schaltkontakt f1 gepreßt. In stromleitender
Verbindun!g zwischen dem festen IContraktträg>er h und der Anschlu:ßklemme cal ist
die magretische Blasspule i eingeschaltet. Die B4asspule i umschließt in. üblicher
Weise einen Magnetkern j.
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InAbb. 2 ist eine Halbschale aus Isolierstoff dargestellt, in die
gemäß der Erfindung die strom- und spannungsführenden Teile des Schalters eingelegt
werden. Die Ausbildung dieser Schale hinsichtlich ihrer Form bedarf zunächst keiner
weiterem Erläuterung; es sei an dieser Stelle lediglich auf den Schlitzt hingewiesen,
auf den später an Hand der Abb. 6 noch näher eingegangen wird.
In,
der Abb. 3 Ist veranschaulicht, wie die spannungs- und stromführenden Teile des
Nocken.-schalters der Abb. i in die Halbschale der Abb. 2 eingelegt siind. Zusätzlich
zeigt. diese Abbildung sog. Elementhalter k1 und k2. An diesen Elementhaltern wird
mittels zweier Schrauben h und 1, welche durch die Kontaktstücke a1 und a. und:
Aussparungen. in den Schalen hindurchgesteckt sind, das, Schaltgerät fes.tgepreßt.
Die Eteme!nthalter k1 und k2 werden zweckmäßig ebenfalls, aus Isodüers,toff hergestellt,
so daß die durch Bohrungen ml und m2 greifendem, nichtdargestellten Stützs taugen
aus Metall keiner besonderen Isolierung bedürfen. Die Bedeutung dieser Elementhalter
läßt sich ohne weiteres erkennen, wenn man demgegenüber davon ausgeht, daß, eine
Anordnung getroffen würde, bei der das ganze Schaltgerät unmittelbar auf einem Gerüst
oder einer Schalttafel befestigt wäre. In diesem Fall könnten durch Ungenauigkeiten
in den Abstützungen bei der Montage mechanische Spannungen entstehen, denen der
sch:aJen:förmige Stüitzkörper aus Isolierstoff nicht gewachsen wäre. Durch die Einführung
der Elementhalter k1 und k2 wird demgegenüber erreicht, daß bei unzulässigen Spannungen
bei der Montage allenfalls. nur diese relativ einfachen und billigen Elementhalter
zu Bruch gehen. Im übrigen sind in Abb. 3 entsprechende Teile in gleicher Weise
wie in Abb. i gezeichnet. - .
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Abb,. d, zeigt die ebenfalls aus Isolierstoff bestehende, entsprechend
ausgebildete Deck- oder Gegenschale, durch die der gemäß Abt,. 3 in. die Grundschale
eingelegte Schalter verschlossen. wird.
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In Abb. 5 ist das zusammengestellte Schaltgerät in Außenansicht dargestellt.
Blasibleche n1 siind von außen an dem Magnetkern j (Abt. i und 3) durch Schrauben
o befestigt. Diese Blasbleche n1 werden durch Fortsatzbleche n2 einer abnehmbaren
Funkenkammer überlappt: Der von dieser Funkenkammer eingenommene Raum ist in: der
Abb. 5 gestrichelt angedeutet. Der eigentliche Schalter samt seiner schalenförmigen
Umhüllung wird als! Ganzes montiert und lediglich von den von außen: auf die Abstützstangen
p1 und p2 aufgeschobenen Elementhaltern k1 und k2 mittels der in Abb. 3 gezeigtem
Schrauben 11 und 1, gehalten. Wie ersichtlich, sind die: Elementhalter k1
und k2 zur Vermeidung von mechanischem. Spannungen bei der Montage und dadurch gegebenenfalls
einitretenden Zerstörungen des Stützkörpers drehbar auf den. Abstiiitzstangen gelagert.
Aus leimselben Grund ist eis zweckmäßig, den dazugehörigen Befestigungsschrauben
h und 12 in ihren Bohrungen bzw. Aussparungen. der Iisolierschalen etwas Spiel zu
geben. Die Betätigung des Nockernschalters erfolgt beispielsweise durch die gestricheilt
angedeutete Nockenscheibe q. Sie kann aber auch anders, z. B. mittels eines am Kontakthebel
c (Abt. i) angreifenden Gestänges erfolgen, das wiederum von Hand betätigt bzw.
elektromagnetisch oder elektropneumatisch angetrieben wird.
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In der Abb. 6 ist der in Abb. i schematisch angedeutete Schalthebel
c besonders herausgezeichnet. Entsprechende Teile sind dabei in gleicher Weise wie
in Abb. i bezeichnet. In weitererAu gestaltung der Erfindung ist der das Lagerstück
dies Schalthebels c tragende Teil y an dem eigentlichen Schalthebel befestigt, z.
B. vernietet. Teil r ist somit auswechselbar und kann daher auch aus einem anderen
leitenden oder nichtleitenden. Werkstoff als der Hebel selbst hergestellt sein.
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An Bier Abstätzstelle der Feder g in der isolierenden Umhüllung des
Nockenschalters ist ein rechteckiges Montageblech s angedeutet, welches daneben
in seiner seitlichen. Ansicht dargestellt ist. Dieses Montageblech wird bei leim
Einbau des Nockensehalters in die Halbschale der Abb. 2 zunächst in den Schlitz
t (Abt. 2) eingelegt und die Feder g darauf abgestützt und einsgespannt. Über dieses
Montageblech wird die Deckschade (Abb.4) gestülpt, so daß, es iin den an dieser
ebenfalls an der entsprechendem Stelle angebrachten Schlitz t greift. Nach der gegenseitigen
Befestigung der beiden Halbschalen, die z. B. durch Verschraubung erfolgt, wird
-dais Montageblech s nach außen herausgezogen und somit wieder entfernt. Schlitz.
t und Montageblech s sind somit Hilfselerneente, die den Einbau der Feder g wesentlich
erleichtern.
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In Abb. 7 ist eine weitere Einzelheit des Schaltgeräts: gemäß der
Erfindung herausgezeichn et, und zwar ein Schnitt durch die Lagerung des Kontakthebels
c. Hierbei sind die Drehzapfen zweiteilig als Zapfenansätze u an .den beiden Halbschalen
ausgebildet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführung beschränkt. Es
kann auch eine andere zweckdienliche Lagerung zur Anwendung kommen, bei der z. B.
ein tragender Metallz#,viischenring verwendet wird. Durch die mit v1 und v2 bezeichnete
Spezialschraube oder auch durch einen Rohrniet werden die beiden Halbschalen zusammengehalten;.
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Abb. 8 zeigt einen festen Kontaktträger h sinn Schnitt und läßt erkennnen,
wie dieser durch an den Halbschalen angebrachte Vorsprünge w1 und w2 in den Halbschalen
gehalten wird. Diese Vorsprünge greifen in entsprechende Vertiefungen des Kontaktträgers
la ein. Mit v1 und v2 ist wiederum eine durchige&hende z-%#eiiteilige Befesti,gungssch,raube
bezeichnet, an deren, Stelle auch wiederum ein Hohlniet treten kann.
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Abb. 9 stellt einen Schnitt durch die magnetische Bdasspule
i der Abb. i dar. Durch Ansätze x
an, ,den Halbschalen, die, wie die
Abbildung ohne weiteres erkennen l;äß:t, nach Art von Hohlzapfen ausgebildet sind,
wird der Magnetkern: j auf esnfachste Weise von den Windungen y der Blas.spule isoliert.
Wie an Hand der Abb. 5 bereits. erwähnt, werden die Blasbleche n1 durch Schrauben
o unmittelbar an dem Magnetkern j befestigt. Die Bilasbleche selbst sind nach außen
nochmals durch die isolierenden Platten z der in Abb. io in. Einzelheiten herausgezeichneten
Funkenkammer abgedeckt.
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In Abb. io ist die Funkenkammer im Schnitt dargestellt. Die an dieser
abnehmbaren Funkenkammer angebrachten Fortsatzbleche n2 überlappen die am Mägnetkern
j befestigten Blasibleche n1, so
daß der Magnetfluß über diesle
ÜberIappungsstellen von einem. Blech in: -das andere Übertreten kann; sobald die
Funkenkammer an das Schaltgerät angesetzt ist. Entgegen dieser Darste14ung könnte:
diese Überlappungsätelle auch in die Nähe des Magnetkerhsi j selilxst zurückverlegt
werden, so daß jeweils nur ein Bdasblech zu beiden Seiten der Funkenkammer nötig
wäre. Die erstere Lösung hat- jedoch dien, Vorteil, daß durch die unmittelbare Befestigung
der Bleche n1 an dem Magnetkern eine geite übergängsfläche für den Magn:etfiuß zwischen
den Blechen geschaffen wnrd und die Bleche nz mit entsprechend verstärktem Querschnitt
bis nahe an de Stelle, herangeführt werden; an welcher die Lichthogenunterbrechung
durch: die Blas-spule eingeleitet wird. Auf diesle Weise wird der magnetische Widerstand
wesentlich- vermindert und somit ein kräftiges B(lasfeld erzeugt.
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Abschließend sei noch einmal auf die Vorteile hingewiesen, die.-durch
den Einbau der Schaltgesäte in einen als Schale oder Doppelschade ausgebildeten
Isolierkörper erzielt werden. Schaltgesäte gemäß der Erfindung zeichnen -sich vor
allein dadurch aus), daB sie bereits, in der Werkstatt als eine geschlossene einbauwertige
Einheit hergestellt werden, können, wodurch sowohl der Einbau vereinfacht als auch
die Einbaugemauigkeit erhöht wird. Durch, dem: Wegfall- vieler Einzelteile und weiterhin
durch die Einsparung vier Arbeitsgänge gegenüber dem bisher üblichen Aufbau. derarntiger
Schdtgeräte wird die Herstellung wesentlich vereinfacht-und verbilligt. Weiterhin
werden durch ;die einmal richtig erstellten P.reßteile sämtliche- Bauelemente des,
Schaltgeräts, untrer Einhaltun!g größterMaßgenaaigkeit eingebaut und aufs Beste
elektrisch - geigeneinender und nach außen isoliert. =Darüber hinaus ergibt sich
als weiterer wesentlicher' Vorteil, daß mit den in gedrängter -Bauweise- und nach
allen Seitein gut isolierten Schasegpräten vielstufige Schalteinrichtungen aufgebaut
- werden, können, bei denen aurl kleinstem Räum eine @ größere Zahl dierartiiger
Schaltgeräte pdatzisparend unmittelbar nebeneinander angeordnet werden. kann. .