DE881238C - Kleinselbstschalter mit elektromagnetischer Schnellausloesung - Google Patents

Description

• Kleinselbstschalter mit elektromagnetischer Schnellauslösung Installationsselbstschalter in Einschraub- oder Sockelform werden an Stelle von Schmelzsicherungen verwendet und dienen zum Abschalten von Kurzschlüssen und Überlastungen in elektrischen Stromverteilungsanlagen. Bei der Kleinheit der Apparate bietet naturgemäß die große Schaltleistung und die hohe Abschaltschnelligkeit besondere Schwierigkeiten.
• Für eine hohe Schaltleistung ist in erster Linie die Stärke des magnetischen Blasfeldes von entscheidender Bedeutung, während die Abschaltschnelligkeit von der Anzugskraft des Magnetankers und von der Kleinheit der zu beschleunigenden Schaltwerksmassen abhängt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf einen Installationsselbstschalter, bei welchem alle diese Forderungen in besonders hohem Maße erfüllt sind. In bezug auf die Blasfeldstärke stellt ein Elektromagnet mit hufeisenförmigem Eisenkern eine der wirksamsten Ausführungen dar, da hier die Schaltlichtbögen zwischen den beiden Polschuhen in einem starken magnetischen Feld liegen und aus diesem Grund auch große Kurzschlüsse mit Sicherheit gelöscht werden. Die bisher bekannten Selbstschalter mit Hufeisenmagneten haben jedoch den Nachteil, daß entweder der Magnetanker außen an einem der beiden Polschenkel angeordnet ist und daher nur im magnetischen Streufeld liegt, was eine geringe Anzugskraft des Ankers und somit eine verzögerte Auslösung zur Folge hat. Oder der Magnetanker taucht in die Spule ein, was eine für moderne Selbstschalter unmögliche Baugröße bedingt. Außerdem haben Tauchanker den Nachteil, daß sie sich im Innern der Spule verklemmen können und daß sie infölge ihrer verhältnismäßig .großen Masse verzögert ansprechen.
• Gemäß der Erfindung wird nun bei einem Kleinselbstschalter, mit elektromagnetischer Schnellauslösung, bei dem der Reihe nach in der Längsachse des Schalters ein Druckknopf, ein Schaltwerk, Unterbrechungskontakte und eine Blas- und Auslösespule angeordnet sind, deren Achse quer zur Längsachse des Schalters liegt, eine Blas- und Auslösespule mit hufeisenförmigem Eisenkern verwendet, bei welchem durch besondere Formgebung, eine hohe Anzugskraft des Magnetankers ermöglicht wird. Das Neue ist, daß einer der beiden Polschenkel von seinem Austritt aus der Spule ab eine gewisse Wegstrecke unterbrocheÜ ist -und, daß vor dieser Unterbrechungsstelle das bewegliche Ende des Magnetankers liegt. Die magnetischen. Kraftlinien müssen infolge des unterbrochenen Polschenkels nun ihren Weg über den- Magnetanker nehmen, wodurch dieser kräftig angezogen wird. Sobald der Magnetanker angezogen ist, überbrückt er magnetisch die Unterbrechung im Polschenkel, und es liegen dann die Schaltlichtbögen im ungeschwächten magnetischen Blasfeld. Starke Schaltlichtbögen treten natürlich nur bei Kurzschluß-auf, also, erst dann, wenn der Anker bereits angezogen ist, da j a erst der angezogene Magnetanker die Auslösung des Schaltwerkes herbeiführt. Solange der Anker nicht anspricht, können höchstens schwache Lichtibögen zu bewältigen sein, wie sie etwa bei der Handauslösung oder bei der thermisch verzögerten Auslösung auftreten; diese schwachen Lichtbögen werden aber auch dann spielend gelöscht, wenn das Blasfeld .durch den nichtangezogenen Anker geschwächt ist.
• Ein Magnetsystem gemäß der Erfindung ermöglicht gleichzeitig den Aufbau eines einfachen und betriebssicheren Schaltwerkes mit besonders hoher Abschaltschnelligkeit: Es kann nämlich derMagnetanker ohne Zwischenhebel auf den Knickpunkt eines Kniegelenkes wirken, das in der Längsachse des Schalters verschiebbar ist. Wenn der Magnetanker mit großer Kraft angezogen wird, so schlägt er mit großer Schnelligkeit das Kniegelenk durch, das durch die Schwungkraft den Schaltkontakt mit hochreißt, unterstützt .durch die Ausschaltfeder. Zusammen mit den geringen zu beschleunigenden Massen ergibt diese Anordnung ein Höchstmaß an Abschaltschnelligkeit. Auf den Magnetanker kann gleichzeitig auch eine Handauslösung und ein Bimetall einwirken.
• In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau des Magnetsystems gezeigt, während Abb. 2 eine Einbaumöglichkeit für das Kniegelenk sowie für das Bimetall und die Handauslösung darstellt.
• Zum Bedienen des Schalters dienen der Einschaltdrückknöpf i und derAusschaltdruckknopf z. Beide Druckknöpfe stehen unter der Wirkung von Federn, die, wie alle übrigen Federn, der Übersichtlichkeit wegen- nicht gezeichnet sind. Im Schaltwerk 3 befindet sieh das Kniegelenk 4, 5 sowie der Drehpunkt 6 des Magnetankers 7. Mit dem Kniehebel 5 steht der bewegliche Schaltkontakt 8 in Verbindung, der in der Einschaltstellung auf dem festen Kontakt 9 aufliegt. Die Schaltkontakte liegen im magnetischen Blasfeld der Polschenkel io, i i, welche durch die Spule 12 magnetisiert werden. Der Eisenkern 13 ist gleich nach seinem Austritt aus der Spule auf eine Länge 14 unterbrochen; vor dieser Unterbrechung liegt das bewegliche Ende 15 des Magnetankers 7. Das verbleibende Polschenkelende sowie die Polfläche des gegenüberliegenden Schenkels sind gegen die Kontakte hin zusammengezogen und bedecken im wesentlichen nur den Trennweg der Schaltkontakte. Durch die verhältnismäßig kleinen Polflächen ergibt sich eine hohe Kraftliniendichte und somit eine große magnetische Blasfeldstärke.
• Auf den Magnetanker kann außer der Handauslösung 2 auch noch das Bimetall 16 einwirken. Auch kann der Anker eine Durchkröpfung 17 besitzen und den einen der beiden Polschenkel bilden.
• Tritt Kurzschluß 'auf, so magnetisiert die Spule i2@ den Eisenkern 13. Nachdem der Polschenkel unterbrochen ist, müssen die Kraftlinien 18 ihren Weg über das bewegliche Magnetankerende 15 nehmen, wodurch der Anker kräftig angezogen wird. Dabei wird die Unterbrechung im Polschenkel magnetisch überbrückt, und es liegen die Unterbrechungskontakte 8, 9 im ungeschwächten magnetischen Blasfeld. Beim Anziehen schlägt der Anker mit großer Kraft auf den Knickpunkt des Kniegelenkes 4, 5, wodurch der Kontakt 8 hochgerissen wird und so die Wirkung der nicht gezeichneten Ausschaltfeder unterstützt wird. Dadurch, daß das bewegliche Ende 15 des Magnetankers vor der eigentlichen Kraftquelle, nämlich vor der Magnetspule 12, liegt und der Drehpunkt 6 des Magnetankers sich im Innern des Schaltwerkes 3 befindet, kann infolge der Hebelwirkung des Ankers die Kraft zur Beschleunigung derT Schaltwerksmassen auf ein Vielfaches erhöht werden. Daraus ergibt sich eine Verkürzung der Abschaltzeit. Bei geringer Überlastung spricht das Bimetall 1d an.
• Der Selbstschalter nach der Erfindung zeichnet sich durch große Schaltleistung und durch hohe Abschaltschnelligkeit aus, verbunden mit einfachem Aufbau und großer Betriebssicherheit. Außerdem läßt sich der Schalter in besonders kleinen Abmessungen herstellen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Kleinselbstschalter mit elektromagnetischer Schnellauslösung, bei dem der Reihe nach in der Längsachse des Schalters ein Druckknopf, ein Schaltwerk, Unterbrechungskontakte und eine Blas- und Auslösespule angeordnet sind, wobei die Spulenachse quer zur Längsachse des Schalters liegt und der Eisenkern durch die Spule hindurchgeht und hufeisenförmig an die Unterbrechungskontakte heraufgeführt und dort zusammengezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ende (i5) eines im wesentlichen flachen Magnetankers (7) vor einer im Polschenkel (i i) befindlichen Unterbrechung (i4) liegt, daß diese Unterbrechung vom Austritt des Eisenkernes (13) aus der Spule (12) bis ungefähr zum Beginn der Polschenkelzusammenziehung reicht, daß das Magnetankerende in seiner angezogenen Lage diese Unterbrechung des Polschenkels magnetisch überbrückt, daß weiter das verbleibendePolschenkelende im wesentlichen nur den Trennweg der Schaltkontakte bedeckt und daß der Drehpunkt (6,) des Magnetankers ungefähr in der Verlängerung des Polschenkels (i i) im Schaltwerksraum (3) liegt.
2. 2. Kleinsellbstschalter mit elektromagnetischer Schnellauslösung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker zwischen seinem Drehpunkt (6) und dem freien Ende des Polschenkels (ii) ohne besonderen Zwischenhebel auf den. Knickpunkt eines Kniegelenkes (4., 5) wirkt, das in der Längsachse des Schalters verschiebbar ist und daß auf den Magnetanker gleichzeitig noch ein Bimetall (16) oder eine Handauslösung (2) oder beide zusammen einwirken.
3. 3. Kleinselbstschalter mit elektromagnetischer Schnellauslösung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker den einen der beiden Polschenkel bildet und eine der Polschenkelzusammenziehung entsprechende Durchkröpfung (17) besitzt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 670 765, 672 247, 400 145, 471 946, 496 968.