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Kraftspeicher-Schaltvorrichtung mit Freiauslösung für elektrische
Schalter In einem. Starkstromnetz wird: oftmals nicht zu erkennen sein; ob die Ursache,
.die zu einer Stromunterbrechung durch einen Leistungsschalter geführt hat, beseitigt.
ist oder ob sie noch weiter .besteht. Der Betriebszustand soll möglichst schnell
wieder hergestellt werden. Der Leistungsschalter muß eingeschaltet werden. Es kann
daher leicht vorikommen, daß man. auf einen: bestehenden Kurzschl!uß schaltet. Um
den Schalter vor Beschädigungen zu schützen;, m@uß eine Schalteinrichtung verwendet
werden, durch welche die Schaltelemente nach Kontaktberührung ohne Rücksicht auf
die Stellung des Antriebs sofort ohne jede Behinderung wieder ausschalten können.
Man bezeichnet diesen Vorgang: mit Freiauslösung.
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Es ist allgemein üblich, hierfür in der Praxis ein sogenanntes Dreiklinkenschloß
zu verwenden. Hierbei sind drei. Kliniken., die sich gegenseitig stützen, in Serie
beschaltet. Die eine, Klinke ist mit der Kurbel der Schalterwelle lösbar gekuppelt
und nimmt bei Dr-ebung des Schlosses die Welle so lange mit, bis ein Druck auf d.ie
Auslöseklinke ausgeübt wird. Dieser Druck zum Auslösen wird meistens: durch denüberstrommägnet
nachKontakt-,berührung erzeugt, falls im Netzteil ein unzulässig höher Stromvorhanden
ist.
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Das .Schaltschloß i.st ein sehr empündl:iches Stück ,des Schaltgerätes
und muß mit großer Genauigkeit hergestellt und eingestellt werden. Es muß vor allen
Dingen erschütterungssicher im Betriebszustande und auch bei. Einschaltvorgängen
sein. Wenn auch die Bedingung für den Betriebszustand leicht zu erfüllen ist, so
macht es erheblich größere Schwierigkeiten, bei Einschaltvorgängen eine ausreichende
S'icherlieit
zu- erhalten, besonders dann,: wenn: der ,Kraftantrielb etwas reichlich bemessen;
ist und da'hex schlagartig wirkt. Man bevorzugt daher .in den letzten Jahren den
Druckluftantrieb, weil er weich .schaltet. DieMotoräntriebe oder GleichstTomeinschaltmagnete,
die vielfach verwendet werden, müssen daher so sorgfältig entwickelt werden, daß
keine starken,Stöße auf die Klinken. des Schlosses ausgeübt werden, weil sonst de-s
Scbloß nur im Leerlauf gedreht wird.
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Hierin liegt nun der Grund, warum so wenig Wechselstromeinschaltmagnete
verwendet werden können. Die starken Schläge eines Wechselstrom-E-Magnets sind'
besonders groß, wenn der Beginn .der Einschaltung beimAmplitudenwert desWecbselstromes
erfolgt. Es wäre allerdings die wirtschaftlichste Lösung, in -Dreh- bzw. Wechselstromnetzen
nur mit Wechselstrom zu arbeiten. Man bat in solchen Fällen, wo (Gleichstrom nicht
zur Verfügung stand, Motorantriebe ifür Wechselstrom verwendet: Das ist aber nur
eine technische Lösung, denn Motorantriebe sind, wesentlich teurer als Magnetantriebe.
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Das iSchalnschloß weist noch einen anderen Mangel auf, der in dem
großen. Zeitverlust des Schalbvorrgajnges besteht. Man .stelle sich den. Ablauf
einer Auslösung so vor: Der LTberstrommagnet dreht mit seinem Anker eine Kurbel
der Auslösewelle, die am Antriebsende wiederum einen Hebel trägt, der mit Luftabstand
vor der Auelöseklinke liegt. Ist d'e'r Leerwelg durchlaufen, wird die Auslöseklinke
edriückt: Nach einem bestimmten Weg wird dieMittelklinke freigegeben, die ebenfalls
Urach einer bestimmten Drehung die Halteklinke freigibt. Erst jetzt kann sich die
Scbailterwelle mit ihrem Beharrungsvermögen durch Federzugkraft in Bewegung setzen;.
Das bedeutet, daß die Geschwindigkeiten aller in iSerie geschäl.tet@en Teile mit
Null beginnen und daher durch die Hintereinanderschaftung aller Einzelizeiten in
ihrer Ge'samt'heit . einen großen .Zeitverlust darstelle:ns gera:die in einer Zeit,
in .der es ;ganz besonders, infolge des schnellen ,Stromanstieges, auf eine kurze
Schaltzeit ankommt. Man, ibedenke'hier'bei, daß der Anstieg eines Kurzschlußstromes
etwa i o4 bis ioEAmp./Sek. ist. Hierin liegt auch der Grund, daß für- Schaltgeräte,
die schnell abschalten müssen, .z. B. Schnellschalter, keine -abschalten verwendet
werden können. . -Wenn bei dem Ei,nschaltvo gamg einfies Schaltgerätiesdurch einen.
Kraftantriieb@ zufällig .die Spannung teilweise ausbleibt oder durch einen KurzJschluß
stark absinkt, kann es vorkommen" d'aß die Schailtelemente des Gerätes auf halbem.
Wege hängenbleiben. Hierbei kann der Fahl eintreten, daß die 'Korntakte ohne Druck
anliegen. Die Folge davon wäre eine starke, Beschädigung der Schaltelemente, was
unzweifelhaft eine zeitliche Betriebseinschränkung z.ur Folge hätte. -Es ist daher
nahelieaiend, Einrichtungen zu schaffen, die die aufgezeigten Mängel weitestgehend
beseitigen und die- in ihren Auswirkungen die wirtschaftlichen Belange günstiger
gestalten: Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftspeicher-Schaltvorrichtung mit
Freiauslösung für elektrische Schalter, 'bei dier nach Auf laadung des Kraftspeichers
ein drehbares Hebelsystem. das Schaltglied immer mit der gleichen Kraft einschaltet.
Erfindungsgemäß wird das Hebelsystem durch eine scherenartige An--ardnung von. zwei
Hebeln gebildet, die mit dien einen Ende des einen ,Scherenihe,1b°-ls um eine feste
Drehachse gelagert ist, während an dem entsprechenden Ende des anderem Scherenhebels
die Feder angreift. Die beiden anderen Enden der Scherenhebel: umschließen dein
Kurbelzapfen einer Antriebekurbel des Schalters und bewegen: diesen wechselweisse
im .Sinne der Ein- und Aus-schalt-Ibewieg ung.
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Ein, Ausführungsbeispiel ist im der Zeichnung dargestellt und anHand,derDar@stel.lungbeschrieben.
Es bedeutet Ab'b. r die Ausschaltstellung .des Schaltgerätes und der 'Schaltvorrichtung,
Abb.2 die Ausschaltstellung des Schaltgerätes und Bereibsehaftsstel.lurng der Schaltvorrichtung
zum Einscha ten, Abb.-3 die Einschaltstellung des Schaltgerätes nach aufgehobener
Aufladüngskraft.
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Der .Klinkenhebel K ist in einem leasten Punkt A, der Schalthebel
S in dem Punkt B des Klinken-'hebelis K ,drohbar gelagert; so daß das ganze Hebeleystem
in dlem Punkt A beweglich ist. Wirkt. .die Aufladun'gskraft P in Pfeilrichtung,
so wird der Kraftspeicher F geladen und nimmt das Hebelsystem mit, wobei -der rechte
Hebelarm des Schalthebels S auf dem Xurbelzapfen, Z kraftlos liegenbleibt, bis die
Sperrung ,des Klinkenhebels K erfolgt. Wird nunmeJhr die Aufladungskraft P unwirksam,
'so dreht der Hebel S den Kurbelzapfen Z um den Winkel a in die Einstellung des
Schaltgerätes. Wird die .Sperrung des Klinkenhebels K aufgehoben, so bewegt sich
das Hebelsystem in die Ausgangslage und nimmt dem Zapfen Z mit.
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Durch idiese Einrichtung ergeben sich nun folgende Vorteile: i. ,Das
empfindliche Dreiklinkenschloß ist durch eine nichtempfindiliche. Vorrichtung ersetzt;
2. .die Eigenzeit des Schaltgerätes ist beim Ausschaltvorgang kleiiner geworden;
3. es können nunmehr ian Wechselstromanlagen auch die billigeren Wechselstrommagnete..zum
Einschalten verwendet werden, weil die .Schlagwirkung keinen Einäluß auf das Schaltgerät
ausübt, besornderx Gleichstromleitungen sind nicht mehr erforderlich; q.. das Hängen#lrleibsn
ider ,Schal.te-lemente auf halbem Wege infolge verringerter Spannung -ist restlos
beiseitigt; 5. idie Wartunig der Anlaist geringer, und die wirtschaftlichen Belange
werden: günstiger gestaltet.
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Es sind zwar auch schon Kraftspeicher-Schaltvorrichtungen mit Freiauslösung-bekanntgeworden,
bei denen ein drehbares Hebelsystem das Schaltglied immer mit der gleichen Kraft
einschaltet und das Klinkenschloß durch das frei auslösende Gest"an!g-- ersetzt
isst. Jedoch enthalten diese Schaftvorrichtungen eine größere Anzahl von @Gestängeteilen
und Gestärigeketten,. die den Trägbeitswiderstand des Antriebsaußerordentlich erhöben,
so daßsich
beim Ausschaltvorgang infolge der Notwendigkeit, die
Massen dieser Teile zu beschleunigen, ein erheblicher Zeitverlust ergibt. Dieser
muß jedoch mit Rücksicht auf den schnellen Anstieg des Kurzschlußstromes unter allen.
Umständen vermieden werden"da,sonst nicht nur das Schaltgerät, sondern auch idie
Netzanlage einer höheren Wärmebelastung ausgesetzt sind. Außerdem weisen die :bekannten
SchaI.teinrichtungen Nachteile auf, da sie wegen ihrer Längen- und Breitenausdeih:nung
in. kleinere Geräte nicht ohne größeren Kostenaufwand und Raumvergrößerung eingebaut
werden können. Ihre Verwendung ist daher beschränkt und nur bei großen Schalteiniheiten
möglich., bei denen die Massenträgheit der bewegten Teile ohnehin bedeutend größer
ist.