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Selbstschalter in Form einer Sicherungspatrone Man hat, schon als
die in Verbindung mit einem Sicherungssockel zu verwendenden Selbstschalter aufkamen,
versucht, den. Selbstschaltern solche Abmessungen zu geben, .daß sie einer Sicherungspatrone
gleichen, um sie wie eine Sicherungspatrone in dem Sicherungssockel unterbringen
zu können. Die bekannten Selbstschalter die!ser Art hatten bisher eine kleine Leistungsfähigkeit.
Es sind z. B. Selbstschalter in Farm einer Patrone bekannt, die ein axial bewegliches
Schaltorgan beslitzen. Dadurch., daß bei diesen Selbstschaltern das Schaltorgan
durch eine vom abzuschaltenden Strom erzeugte Magnetspule in die Ausschaltstellung
bewegt wird, wird die Abschaltung des zu überwachenden Stromes unsicher. Vor allem
besitzen .diese Selbstschalter keine besondere Funkenkammer zum Löschender Schaltlichtbögen.
Durch die Erfindung wird eine wesentliche Steigerung der Abschaltleis;tung von in
Patronenform gebauten. Selbstschaltern. erzielt. Erfindungsgemäß sitzt das bewegliche
Schaltorgan. des Selbstschalters an einem teleskopartig ineinanderschiebbaren Antriebsglied
und ist auf d-em Schaltweg von einer Funkenkammer umgeben, die aus im Abstand voneinander
befindlichen, abwechselnd aus magnetischem Baustoff und gasausscheidendem Isolierstoff
bes=tehenden Scheiben. zusammengesetzt ist. Das teleskopartg ausgebildete Antriebsglied
gestattet, trotz .der beschränkten Raumverhältnisse noch einen verhältnismäßig langen
Schaltweg für das Schaltorgan vorzusehen. Durch hie gleichzeitige Verwendung eines
langen Schaltweges. und einer den Schaltweg umgebenden wirksamen Funkenkammer gelingt
es, in, dem durch die- Patronenform
gegebenen kleinen Raum des Selbstschalters
mii Sicherheit die in dem Verwendiungsbereich des Selbstschalters vorkommenden Leistungen
abzuschalten. Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung .sind bei der Erläuterung
der Ausführungsbeispiele hervorgehoben.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Die Fdg. i bis 5 zeigen einen Selbstschalter gemäß der Erfindung mit thermischer
Auslösung und die Fig.6 bis g einen Selbstschalter mit thermischer und elektromagnetischer
Auslösung.
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In beiden Ausführungsbeispielen ist mit i ein topfförmiges Gehäuse
des Selbstschalters bezeichnet, daß vorzugsweise aus I.solierpreßstof£ bestehen
kann. Das topfförmige Gehäuse .gleicht -in seinen Außenabmessungen einer Sicherungspatrone"die,-in
einen Sicherungssockel einsetzbar ist und durch einen. Stöpselkopf darin gehalten
wird. An dem Boden des topfförmigen Gehäuses befindet sich ein Kontaktzapfen 2,
der ein .in den Innenraum des Gehäuses ragendes federndes Schaltorgan 3 trägt. Das
topfförmige Gehäuse i wird durch einen. Isolierkörper q. verschlossen, der innerhalb
des topfförmigen Gehäuses axial beweglich ist. Die Fig: i, 2 und 7 zeigen den Isolierkörper
4 in seiner betrie!bsmäßigen Stellung an dem topfförmigen Gehäuse. Mit Hilfe seines
gerändelten Randes 5 kann er axial aus dem topfförmigen Gehäuse bis zu einem nicht
gezeichneten Anschlag herausbewegt werden. An der Außenseite des beweglichen Isolierkörpers
q. befindet sich eine Kontal-tplatte 6. An der Innenseite des Isolierkörpers sitzt
das Antriebsglied für das bewegliche. Schaltorgan 7. Erfindungsgemäß ist das, Antriebsglied
teleskoparti,g ausgebildet und besteht aus zwei ineinanderschiebbaren Hülsen 8,
g. Die eine Hülse 8 ,de-s. Antriebsgliedes ist mit Hilfe eines Querstiftes, io an
dem Isolierkörper q. befestigt. An dem gleichen Querstift hängt zugleich eine Ausschaltfeder
i i, die im Innern, des teleskopartigen Antriebsgliedes 8, g untergebracht ist und
mit ihrem Ende an dem beweglichen Schaltorgan 7 sitzt, das von der Hülse g des Antriebsgliedes
getragen ist. An dem Querstift zo sitzt ferner ein Sperrkörper 12 für das Antriebsglied.
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Die Fig. i und 7 zeigen den Selbstschalter in der ausgeschalteten@
Stellung, in der die beiden Hülsen 8, g des Antriebsgliedes ineinandergeschoben
sind. Um den Selbstschalter einzuschalten, wird der bewegliche Isolierkörper q.
des Gehäuses aus dem topfförmigen Gehäuse i bis zur Begrenzung durch den. Anschlag
herausgezogen. Bei dem Herausziehen wird das bewegliche Schaltorgan 7 durch die
Scheibe 13 des Gehäuses festgehalten. Dadurch ziehen sich die beiden Hülsen 8, g
des Antriebsgliedes auseinander, bis das Sperrglied 12 mit ', seiner Klinke 14 hinter
dlie herausgezogene Hülse g einfällt, wie die Fig. 2 es zeigt. Auf diese Weise kann
sich das teleskopartige Antriebsglied 8, g nicht mehr unter Wirkung der Ausschaltfeder
i i ineinanderschieben, wenn der bewegliche Isolierkörper q. in das topfförmige
Gehäuse i zurückgeschoben wird. Beim Zurüclcschdeben stößt das bewegliche Schaltorgan
7 gegen. das federnde Schaltorgan 3 des Schaltergehäuses i, wodurch der Schalter
eingeschaltet ist. In dieser Einschaltstellung verbleibt der Selbstschalter, wenn
er wie eine t Sicherungspatrone in einen Sicherungssockel eingesetzt und darauf
der Schraubstöpselkopf auf das Sicherungselement aufgeschraubt wird, da durch den
Schrauhstöpselkopf der Isolierkörper 4. gegen das topfförmige Gehäuse i gepreßt
wird. Durch die- Federung an dem Schaltorgan 3 ist der notwendige Kontaktdruck zwischen
den Schaltorganen-3 und 7 gewährleistet. Das Einfallen der Klinke 14 des Sperrkörpers
12 wird zweckmäßig dadurch erreicht, daß der Sperrkörper unmittelbar durch ,den
an dem beweglichen Isolierkörper sitzenden Bimetallstreifen 15 in die Sperrstellung
bewegt wird. Zu diesem Zweck ist der Sperrkörper 12 reit dem -zweckmäßig U-förmig
gebogenen Bimetallstreifen 15 fest, z. B. durch Schweißen, verbunden. Tritt ein
Überstrom auf, so drückt der Bimetallstreifen die Klinke 1¢ des Sperrkörpers 12
aus. .der Sperrstellung heraus, so, daß das teleskopartige Antriebsglied sich unter
Wirkung der Ausschaltfeder i i ineinanderschieben kann. Erfindungsgemäß ist das
an dem Antriebsglied sitzende Schaltorgan? mit einer axialen Bohrung 16 versehen.
Schiebt sich momentan, das teleskopartige Antriebsglied, 8, g in sich zusammen,
so wird die im Innern des Antriebsgliedes befindliche Luft durch ,die axiale Bohrung
16 herausgepreßt und in den an dem Schaltorgan 7 sich ansetzenden Lichtbogen hineingeblasen,
wodurch zur raschen Löschung des Lichtbogens beigetragen wird.
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Dadurch, daß das bewegliche Schaltorgan 7 an einem teleskopartigen
Antriebsglied sitzt, kann es trotz der durch die Patronenformdes Gehäuses gegebenen
kleinen Raumverhältnisse einen verhältnismäßig langen Schaltweg zurücklegen. Der
sich auf diesem Schaltweg bildende Lichtbogen steht erfindungsgemäß auf einer besonders
wirksamen Funkenkammer. DieseFunkenkammer setzt sich zusammen aus Scheiben 17, 18,
die mit ihrer Ebene senkrecht zu dem Schaltweg angeordnet sind und Durchtrittslöcher
1g für das bewegliche Schaltorgan 7 haben. Die Scheiben befinden sich in Abständen
voneinander, so daß zwischen ihnen! einzelne Kammern entstehen. Die Scheiben sind
abwechselnd aus magnetischem Baustoff und bei Erwärmung gasausscheidendem Isolierstoff,
z. B. Fiber, hergestellt. Die magnetischen Scheiben sind mit 17 und die gasausscheidenden
Isolierstoffscheiben mit 18 bezeichnet. Wie die Fig. 5 und 6 näher erkermen lassen,
.haben .die magnetischen Scheiben von dein Durchtrittsloch ig für das Schaltorgan
7 ausgehende tiefe Schlitze 2o. Durch diese Schlitze werden, die Lichtbogen besonders
stark in Glas Innere der zwischen den Scheiben befindlichen Kammern der Funkenkammer
hineingezogen. Durch die Vielzahl der magnetischen Scheiben wird die Lichtbogenspannung
stark unterteilt. Der Lichtbogen; erhält in der Funkenkammer die Form einer Schraubenlinie,
wodurch er stark auseinandergezogen
wird:, so daß er sehr leicht
zum Löschen gebracht werden. kann. Dadurch, daß in der Funkenkammer außer den magnetischen
Scheiben 17 noch Scheiben 18 aus, gasabgebendem Isolierstoff vorhanden. sind, werden
die Teillichtbögen besonders rasch gelöscht. Die aus magnetischem Baustoff und gasausscheidiendem
Isolierstoff bestehenden Scheiben 17, 18 werden in ihrer Lage durch einen Mantel
21 gehalten, der ebenfalls aus gasauscheildendem Isolierstoff besteht. Die Halterung
der Scheiben erfolgt dadurch, daß sie mit Zapfen, 22 durch den Mantel 2:i greifen.
Der Mantel der Funkenkammer ist nicht geschlossen, sondern mehrteilig. Auf diese
Weise entstehen zwischen den Teilen des Mantels Spalte 23, durch die die Lichtbogengase
aus, dem Innern :der Funkenkammer an die Außenseite: gelangen, können. Die Außenseite
des Mantels liegt, wie die Fig. 5 und 6 besonders erkennen. lassen, nicht unmittelbar
an der Innenwand des topfförmigen Gehäuses i an., sondern hat einen Abstand, so
daß ein uml,aufenider Raum entsteht. In diesem Raum können die austretenden Lichtbogengase
aufgefangen und weiter abgekühlt werden. Diesem Raum schließen sich erfindungsgemäß
axiale Kanäle 24 an, die von dem topfförmigen Gehäuse und dem beweglichen Is olierk5rper
gebildet sind. Der Querschnitt A-A der Fig. 3 zeigt die Eintrittsöffnungen dieser
Kanäle. In dem Querschnitt B-B der Fig. 4 ist die Form der Kanäle zu erkennen. Diese
Kanäle dienen weiter zum Auffangen der aus der Funkenkammer austretenden. Lichtboge
gase.
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Das Ausführungsbeispiel der Fig. i bis 5 zeigt einen Selbstschalter,
-der lediglich mit einer thermischen@ Auslösung arbeitet. Der U-förmige Bit' 15
beweg t die Klinke 14 des Sperrkörpers 12 bei Überstrom aus der Sperrstellung heraus.
Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt der zwischen den Schaltorganen befindliche
Schaltweg genau .in der Mittelachse ,des Selbstschalters. Die magnetischen. Scheiben
haben, wie der Schnitt C-C der Fig. 5 zeigt, radiale Schlitze 2o. Zweckmäßig sind'
die magnetischen Scheiben derart in der Funkenkammer angeordnet, daß die radialen
Schlitze 2o benachbarter Scheiben gegeneinander versetzt sind, um den Lichtbogen
in verschiedenen radialen. Richtungen auseinan!derzuziehen.
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Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 bis 9 zeigt einen Selbstschalter
mit thermischer und magnetischer Auslösung. Bei diesem Selbstschalter ist der U-förmige
Bimetallstreifen 15 ebenfalls mit dem Sperrkörper 12 fest verbunden. Die Klinke
14 des Sperrkörpers sitzt aber nicht starr an dem Sperrkörper, sondern. ist beweglich,
jedoch derart mit dem Sperrkörper gekuppelt, daß beim Ansprechen des Bimetall,stn°ifens
die Klinke, aus der Sperrstellung herausbewegt werden kann. Auf die Klinke 14 dies
Sperrkörpers 12 wirkt außerdem einElektromagnet 25 eiin, der bei. hohen Überströmen
oder Kurzschlüssen die Klinke unabhängig von der Arbeitsweise des Bimetallstreifens
aus der Sperrstellung herauszieht. Die Spule 26. des Elektromagneten ist erfindungsgemäß
zugleich derart angeordnet, d'aß sie die Funkenkammer 17, 1,8 umschließt. Auf diese
Weise werden die aus magnetischem Baustoff bestehenden Scheiben- 17 der Funkenkammer
zusätzlich magnetisiert, wodurch weiter die Löschung des Lichtbogens in: der Funkenkammer
erhöht wird. Bei; dieser Ausbildung des Selbstschalters liegt der zwischen. den:
Schaltorganen befindliche Schaltweg nicht in der Mittelachse des Selbstschalters,
sondern seitlich zu dieser, wie insbesondere die Fig. 6 erkennen läßt. Von diem
Durchtrittsloch ig für das Schaltorgan 7 geht ein tiefer hakenförmiger Schlitz 2o
aus, der ebenfalls w irksam den. Lichtbogen in das Innere der Funkenkammer hinieinzieht.
Da der Kontaktzapfen ,:2 an der Außenseite des Gehäuses in der Mittelachse liegen
ruß; ist es erforderlich, das federnde Schaltorgau 3 dies Kontaktzapfens exzentrisch
auszubi:llden, wlie die Fig. g es näher erkennen läßt.
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Durch die Erfindung ist es möglich geworden, in ,dem Bauraum einer
Sicherungspatrone eine Schalteinrichtung unterzubringen., die die von den Selbstschaltern
verlangte Schaltleistung sicher abschaltet. Nach dem Ansprechen des Selbstschalters
ruß ,der Selbstschalter wie eine Sicherungspatrone aus, dem Sicherungs.sockel
herausgenommen werden. Er wird: außerhalb des Sicherungssockels in. die Einschaltstellung
gebracht, indem der bewegliche Isolierkörper aus dem topfförmigen Gehäuse herausgezogen
und wieder hineingestoßen wird. Dadurch, daß auf diese Weise der Selbstschalter
wieder eingeschaltet wird, entsteht eine Abkühlungspause für die stromführendem
Teile vor der Wiedereinschaltung. Damit ist eine. Überbeanspruchung der Kontaktteile,
wie sie z. B. bei einem mit einem Einschaltknopf versehenen. Isolations,selbstschalter
durchführbar ist, nicht möglich.