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Aussehaltvorriehtung für elektrische Schaltapparate.
Elektrische Schaltapparate, insbesondere Selbstschalter, Schütze usw., müssen im allgemeinen eine gewisse minimale Ausschaltgeschwindigkeit haben. Diese Ausschaltgeschwindigkeit wird durch entsprechende Gewichte oder Rückzugfedern erzielt, die an den Schalthebeln angreifen. Bei Schaltern, die durch Wechselstrom betätigt werden, ergeben sich oft gewisse Schwierigkeiten namentlich dann, wenn die Schalter unter Öl arbeiten. Infolge der dämpfenden Wirkung des Öls und des Gewichtsverlustes von etwa vorhandenen Abdrückgewichten in Öl wird die Ausschaltgeschwindigkeit herabgesetzt. Insbesondere bei Schaltern unter Öl ist aber eine grosse Ausschaltgeschwindigkeit erwünscht, bei Schaltern für Hochspannung sogar erforderlich.
Eine gewöhnliche Zug-oder Druckfeder, die im Aussehaltzustande des Schalters beinahe entspannt, im eingeschalteten Zustande am stärksten gespannt ist, zu verwenden, ist vielfach nicht zweckmässig, weil im eingeschalteten Zustande des Schalters sowohl der Druck der Kontaktfinger oder-bürsten als auch der Druck der Abdrückfeder im Ausschaltsinne auf den Schalthebel bzw. Zugmagnet wirken.
Diese beiden Kräfte zusammen geben ein sehr grosses Abdrüekmoment, das nur durch einen übermässig starken Zugmagnet überwunden werden kann. Anderseits fällt das Abdrückmoment nach dem Beginn der Ausschaltbewegung sehr stark ab, da der Kontaktdruck im allgemeinen infolge des geringen Durchdruckes der Kontakte schon nach einem kurzen Ausschaltweg überhaupt verschwindet, und auch der Druck der Abdrückfeder infolge der Entspannung stark fällt. Die Aussehaltgeschwindigkeit soll aber gerade während und kurz nach dem Abreissen der Kontakte gross sein, um den Aussehaltlichtbogen möglichst klein zu halten.
Es sind Einrichtungen bekannt, bei denen eine Rückzugfeder so angeordnet ist, dass im eingeschalteten Zustande die Kraftrichtung der Feder durch den Drehpunkt des auszuschaltenden Hebels geht, also in diesem Zustand kein Abdrückmoment vorhanden ist. Erst wenn durch die Wirkung des Kontaktfingerdruekes die Ausschaltbewegung eingeleitet wird, verschiebt sich der Angriffspunkt der Feder am Ausschalthebel, wodurch die Kraftrichtung der Feder verschoben wird und ein Abdrückmoment entsteht, durch dessen Einfluss der Ausschalthebel zum Ausschalten gebracht wird. Bei dieser Anordnung wächst aber das Abdrückmoment von Null aus nur sehr langsam an, so dass im Moment des Abreissens der Kontakte das Abdrückmoment noch klein ist.
Es sind ferner Einrichtungen bekannt, bei denen auf der Schalthebelwelle sitzende Kurvenscheiben benutzt werden, die durch Rollenhebel in die Ausschalt- stellung gedrückt werden. Abgesehen von der mechanischen Kompliziertheit dieser Einrichtungen erreicht man auch hiemit nicht den gewünschten Zweck, da bei den grossen Steigungen, die man den Ablaufbahnen der Kurvenscheiben geben muss, grosse Reibungsverluste auftreten.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, bei der eine Feder mit dem die Schalterauslösung herbeiführenden beweglichen Teil des Auslösemagneten zu einem Kniehebel vereinigt ist, der sich in allen möglichen Schaltestellungen ausserhalb der Strecklage befindet, so dass stets die Kraftrichtung der Feder am Drehpunkt des beweglichen Teiles des Magneten vorbeiläuft und so ein Moment im Ausschalt- sinne erzeugt wird.
Um nun im Sinne der einleitenden Bemerkungen die Kraftrichtung und das von der die Ausschaltung ganz oder zum Teil bewirkende Feder ausgeübte Moment im Ausschaltsinn rasch veränderlich zu machen, wird die Feder, die einerends am beweglichen Teil des Auslösemagneten befestigt ist, erfindungsgemäss mit dem andern Ende in einem Bügel befestigt, der schwenkbar gelagert ist, so dass während
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der Ein-und Aussehaltbewegung beide Federenden gleichzeitig ihre Lage in bezug auf den Drehpunkt des beweglichen Teiles des Magneten ändern, so dass ein rasches Anwachsen des Ausschaltmomentes erzielt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Fig. 1 und 2 in zwei verschiedenen Endstellungen dargestellt. Fig. 3 und 4 zeigen weitere Möglichkeiten.
In allen Figuren ist a der feste, b der bewegliche Zugmagnetkern eines Schaltschützes, der mit dem Zapfen c bei d gelagert ist und selbst wieder ein Lager e für den Zapfen f trägt, durch den in bekannter Weise die Bewegung des beweglichen Magnetkerns b auf den nicht gezeichneten Schalthebel unmittelbar oder mittels eines Kniehebelsystems übertragen wird. g ist die Zugspule, die bei Erregung
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zeichnet. An dem Zapfen f greift mittels des Federträgers m die Druckfeder n an, deren anderes Ende an dem Federträger I angreift. Dieser ist mit seinem Zapfen k drehbar in dem Bügel h gelagert, der seinerseits um Zapfen i schwenkbar ist.
Der schwenkbare Bügel h stellt sich unter der Wirkung der Feder n so ein, dass die Kraftrichtung der Feder n durch den Schwenkpunkt i und dicht an dem Drehzapfen c des beweglichen Magnetkerns b vorbeigeht.
Das auf den Magnetkern b im Ausschaltsinne wirkende Moment ist also relativ klein. Wird jetzt die Zugspule g stromlos, so fällt der Magnetkern b durch die Wirkung der Kontaktdruckfedern am Schalthebel und unter Umständen durch das eigene Gewicht unterstützt ab. Der aus dem Magnetkern b und der Feder n gebildete Kniehebel wird weiter durchgedrückt und damit auch der Bügel h um den Drehpunkt i geschwenkt. Dadurch ändert sich die Kraftrichtung der Feder n sehr schnell und damit natürlich auch das auf den Magnetkern b im Aussehaltsinne wirkende Moment, wie aus der Fig. 2 ersichtlich.
Durch Veränderung der Lage des Drehpunktes i und der Charakteristik der Feder n kann das im Ausschalt- sinne wirkende Moment im eingeschalteten und ausgeschalteten Zustande des Magnetkerns b in weiten Grenzen verändert werden. Durch die Anordnung gemäss der Erfindung wird also erreicht, dass sieh das im Abschaltsinne wirkende Moment in Abhängigkeit von der Stellung des Magnetkerns b sehr schnell ändert.
Um eine noch grössere Veränderlichkeit der Kraftmomente zu erhalten, kann man nach Fig. 3 den Drehpunkt i des Bügels h verstellbar machen, z. B. höher legen, wobei zweckmässig gleichzeitig der Bügel h so ausgebildet wird, dass sich sein rechtes Ende im eingeschalteten Zustande des Magnetkerns auf den Kniegelenkzapfen f legt, so dass der Reaktionsdruck der Feder n sich über den Bügel h auf den Zapfen f überträgt und damit das auf den Magnetkern b ausgeübte Moment verstärkt wirkt.
Man kann ferner gemäss Fig. 4 einen Anschlag o vorsehen, durch den in der Ausschaltstellung der Ausschlag des Bügels h begrenzt wird, so dass in der Ausschaltstellung das Moment kleiner wird.
Der Anschlag o kann ebenfalls verstellbar sein, um auch an der fertigen Vorrichtung noch eine Ver- änderung der Aussehaltcharakteristik vornehmen zu können. Die Anordnungen gemäss Fig. 3 und 4 können auch gleichzeitig angewendet werden. Zugmagnet und Zugspule können für Betätigung durch Gleich-oder Wechselstrom bemessen sein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ausschaltvorrichtung für elektrische Schaltapparate, insbesondere Selbstschalter, Schütze usw., mit federbelastetem Kniehebelmechanismus, bei welcher die Ausschaltbewegung ganz oder teilweise durch eine Feder bewirkt wird und bei der der Kniehebel aus der Feder und dem die Schalterauslösung herbeiführenden beweglichen Teil des Auslösemagneten gebildet ist, der sich in allen möglichen Schaltstellungen ausserhalb der Strecklage befindet, so dass stets die Kraftrichtung der Feder am Drehpunkt des beweglichen Teiles des Magneten vorbeiläuft und so ein Moment im Ausschaltsinn erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Federende in einem Bügel sitzt, der schwenkbar gelagert ist,
so dass während der Ein-und Ausschaltbewegung beide Federenden gleichzeitig ihre Lage in bezug auf den Drehpunkt des beweglichen Teiles des Magneten ändern, so dass sowohl die Kraftrichtung als auch das Moment der Feder im Aussehaltsinn schnell veränderlich ist.