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Druckknopfbetätigter Überstromschal ter.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen druckknopEbetäiigten Überstromschalter
mit elektromagnetischer und/oder thermischer Auslösung und einer Kontaktbrücke,
die mit dem Drudkknopf mittels eines Kniehebels in Verbindung steht, dessen einer
mit dem Druckknopf mittels eines Bolzens gelenkig verbundener Hebel als doppelarmiger
Winkelhebel ausgebildet ist, dessen freierArm sich an einem verstellbaren Anschlag
abstützt, mit einer ortsfest schwenkbar gelagerten Sperrkllnke, an der sich der
den Druckknopf mit dem Winkelhebel des Kniehebels verbindende Bolzen in der Einschaltstellung
unmittelbar abstützt, und mit einer quer zur Schaltrichtung liegende Löschbleche
aufweisenden Schaltkammer.
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Es ist ein Überstromschalter dieser Art bekannt (DT-AS 1538 453),
der nur eine elektromagnetische Auslösung aufweist und bei dem die Kontaktbrücke
so angeordnet ist, daß sie beim Ausschalten in Richtung auf den Druckknopf verschoben
wird.
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Blasschleifen sind im Bereich der SchaltJcontaktstücke nicht vorgesehen,
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Überstromschalter der oben bezeichneten
Art so auszubilden, daß bei einfacher, übersichtlicher Stromführung eine hohe Abschaltleistung
erreicht wird. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelost, daß zwei parallel
zueinander verschiebbare, durch eine Umlenkrolle miteinander verbundene Schieber
vorgesehen sind, von denen der eine die Kontaktbrücke trägt und der andere von dem
dem Druckknopf abgewandten Hebel des Kniehebels verstellbar ist, und daß die Kontaktbrücke
mit ihren beiden Kontaktstücken und die beiden festen Kontaktstücke mit ihren Kontaktstückträgern
Blasschleifen bilden.
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Durch die Anordnung einer Umlenkrolle wird beim erfindungsgemäßen
Überstromschalter erreicht, daß bei der Einschaltbewegung der kontaktbrückenfreie
Schieber in Richtung vom Druckknopf weg und der mit der Kontaktbrücke versehene
Schieber in Richtung auf den Druckknopf hin verschiebbar ist. Bei der Ausschaltbewegung
verschiebt sich der mit der Kontaktbrücke versehne Schieber in Richtung vom Druckknopf
weg. Dies hat den Vorteil, daß dadurch eine günstigere Stromführung, z.B.
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hinsichtlich des Bimetallstreifens der thermischen Auslösung und der
Nagnetspule der elektromagnetischen Auslösung erreicht wird. Durch die von den Kontaktstückträgern
und den festen Kontaktstücken sowie der Kontaktbrücke und ihren Kontaktstücken
gebildeten
Blasschleifen wird eine intensive Beblasung der Lichtbögen erreicht, die ausgeweitet,
in Einzellichtbögen aufgeteilt, gekühlt, entionisiert und wirksam sowie schnell
gelöscht werden. Aus diesem Grunde kann der erfindungsschutz gemäße Überstromschalter
als Leistungischalter für hohe Abschaltleistungen verwendet werden.
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Die Umlenkrolle weist zwei diametral gegenüberliegende apfen auf,
von denen der eine von der einen Stirnfläche der Umlenkrolle und der andere von
der anderen Stirnfläche axial absteht und in einen entsprechenden Querschlitz des
Schiebers eingreift. Die Umlenkrolle kann entweder an ihrem Umfang in einer entsprechenden
Aussparung des Gehäuses drehbar gelagert sein oder zur Verringerung der Reibung
eine Achse aufweisen, die in entsprechenden Aussparungen des Gehäuses drehbar gelagert
ist.
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Die Kontaktstückträger können über die festen Kontaktstücke hinausreichende
Verlängerungen aufweisen, die parallel zu den Löschblechen liegen und als Lichtbogenhörner
dienen. Auch die Kontaktbrücke kann über ihre beiden Kontaktstücke hinausreichende,
von ihnen schräg weggebogene Verlängerungen aufweisen, die als Lichtbogenhörner
dienen. Auf diesen Lichtbogenhörnern können die Lichtbögen mit ihren Fußpunkten
wandern, wodurch die Lichthögen ausgeweitet und gegen die Löschbleche getrieben
werden.
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Der Anschlag für den Winkelhebel kann an einem parallel zur Schaltrichtung
liegenden Arm eines schwenkbaren winkelförmigen Auslösehebels vorgesehen sein, und
der andere Arm des unter Wirkung einer Feder stehenden Auslösehebels ist von einem
Anker der elektromagnetischen Auslösung entgegen der Kraft der Feder schwenkbar,
und durch den Arm ist unmittelbar der mit der Kontaktbrücke versehene Schieber in
die Ausschaltstellung verschiebbar. Bei der elektromagnetischen Auslösung wird infolge
dieser Ausbildung der mit der Kontaktbrücke versehene Schieber nicht nur durch eine
entsprechende Ausschaltfeder in die Ausschaltstellung bewegt, sondern auch dadurch,
daß der vom Anker geschwenkte Arm des Auslösehebels unmittelbar gegen den die Kontaktbrücke
tragenden Schieber schlägt. Dadurch wird eine äußerst schnelle Ausschaltung erreicht.
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Der den Anschlag aufweisende Arm des Auslösehebels weist eine Verlängerung
auf, die in eine entsprechende Aussparung eines senkrecht zur Schaltrichtung verschiebbar
gelagerten Auslöseschiebers eingreift, der durch einen Bimetallstreifen der thermischen
Auslösung entgegen der Kraft einer Feder verschiebbar ist. Der Anker der elektromagnetischen
Auslösung und der Bimetallstreifen der thermischen Auslösung wirken also völlig
unabhängig voneinander auf den Auslösehebel ein.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt.
Es zeigen: Fig.1 eine Ansicht eines offenen Überstromschalters gemäß der Erfindung
in der Einschaltstellung, Fig.2 den Überstromschalter nach Fig.1 in der Ausschaltstellungt
Fig.3 eine Seitenansicht einer Umlenkrolle des Überstromschalters gemäß den Fig.1
und 2 und Fig.4 eine Ansicht der Umlenkrolle von links gemäß Fig.3.
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Der dargestellte Überstromschalter weist ein Gehäuse auf, das aus
zwei symmetrisch ausgebildeten Gehäusehälften besteht, von denen nur eine Gehäusehälfte
1 dargestellt ist. Beide Gehäusehälften weisen Bohrungen 2 auf, durch die Verbindungsniete
hindurchgesteckt werden. Für den elektrischen Anschluß dienen zwei Anschlußfahnen
3 und 4, die mit Klemmschrauben 5 versehen sind. An dem inneren Ende der Anschlußfahne
3 ist ein rechtwinklig abgebogenes Ende eines Schenkels eines U-förmigen Bimetallstreifens
6 befestigt. Der andere Schenkel des U-förmigen Bimetallstreifens 6 weist ebenfalls
eine rechtwinklige Abbiegung auf, die mit einer U-förmig ausgebildeten Stromschiene
7 elektrisch leitend verbunden ist. Der untere Schenkel der Stromschiene 7 trägt
ein festes Kontaktstück 8, an dem gemäß Fig.1 ein Kontaktstück 9 einer Kontaktbrücke
10 anliegt. Die Kontaktbrücke 10 weist ein weiteres Kontaktstück
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auf, das an einem festen Kontaktstück 12 einer L-förmig gebogenen Stromschiene 13
anliegt. Mit der Stromschiene 13 ist das eine Ende einer Magnetspule 14 verbunden,
deren anderes Ende mit der Anschlußfahne 4 in Verbindung steht.
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In der Einschaltstellung gemäß Fig.1 wird der Kontaktdruck durch eine
Druckfeder 15 erzeugt, die sich einerseits an der Kontaktbrücke 10 und andererseits
an einem Schieber 16 aus Isolierstoff abstützt. Der Schieber 16 ist in Nuten beider
Gehäusehälften verschiebbar geführte Auf dem Schieber 16 befindet sich eine Ausschaltfeder
17, die sich einerseits am Schieber 16 und andererseits am Grunde einer Aussparung
18 der Gehäusehälfte 1 abstützt. Parallel zum Schieber 16 ist in Nuten beider Gehäusehälften
ein weiter kürzerer Schieber 19 verschiebbar geführt. Beide aus qolierstoff bestehenden
Schieber 16 und 19 sind mittels einer Umlenkrolle 20 aus Isolierstoff miteinander
so verbunden, daß bei der Versbung des einen Schiebers in der einen Richtung der
andere Schieber in der entgegengesetzten Richtung verschoben wird.
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Die Umlenkrolle 20 weist eine Achse 21 auf, mit der sie in entsprechenden
Aussparungen beider Gehäusehälften drehbar gelagert ist. Wie insbesondere aus Fig.3
und 4 hervorgeht, ist die Umlenkrolle 20 mit zwei Zapfen 22 und 23 versehen, von
denen der Zapfen 22 von einer Stirnfläche 24 und der Zapfen 23 von einer Stirnfläche
25 in axialer Richtung
absteht. Diese Zapfen 22 und 23 greifen in
Cuerschlitze der beiden Schieber 16 und 19 ein0 Im Gehäuse sind ein Einschaltdruckknopf
26 und ein Ausschaltdruckknopf 27 in senkrechter Richtung verschiebbar geführt.
Der Einschaltdruckknopf 26 weist eine Öffnung 28 auf, die von einem Bolzen 29 eines
Winkelhebels 30 durchsetzt wird.
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Ein Arm 31 des Winkelhebels 30 ist mit Hilfe eines Bolzens 32 mit
einem Hebel 33 gelenkig verbunden. Der Arm 31 und der Hebel 33 bilden zusammen einen
Kniehebel. An seinem unteren Ende weist der Hebel 33 einen Bolzen 34 auf, der auf
dem Schieber 19 aufliegt und zugleich mit diesem Schieber 19 in den gleichen Nuten
des Gehäuses geführt ist. Der Hebel 33 weist eine Verlängerung 35 auf, an der eine
Zugfeder 36 angreift, die mit ihrem anderen Ende in eine Sperrklinke 37 eingehängt
ist. Mittels Zapfen 38 ist die Sperrklinke 37 in beiden Gehäusehälften schwenkbar
gelagert. Die Sperrklinke 37 weist eine etwa halbkreisförmige Aussparung 39 auf,
mit der sie am Bolzen 29 des Winkelhebels 30 in der Einschaltstellung unter Wirkung
der Zugfeder 36 anliegt.
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Mit einem in beiden Gehäusehälften geführten Bolzen 40 ist ein winkelförmiger
Auslösehebel 41 schwenkbar gelagert, der einen waagerechten Arm 42 und einen senkrechten
Arm 43 aufweist. Mittels einer auf dem Bolzen 40 angeordneten Drehfeder
44
wird der Auslösehebel 41 in der in Fig.1 dargestellten Stellung gehalten. Der Arm
43 weist eine Aussparung auf, in die ein Ende 45 des Winkelhebels 30 eingreift und
sich am unteren Ende der Aussparung abstützt, und zwar unter Wirkung der Zugfeder
36, die dadurch daran gehindert wird, den aus dem Arm 31 und dem Hebel 33 gebildeten
Kniehebel zusammenzuziehen, Innerhalb der Magnetspule 14 ist ein Anker 46 angeordnet,
der an seinem oberen Ende eine Abbiegung 47 aufweist, die auf dem Arm 42 des Auslösehebels
41 aufliegt. Auf diese Abbiegung 47 kann der Ausschaltdruckknopf 27 einwirken. Der
Arm 43 des Auslösehebels 41 weist eine Verlängerung 48 auft die in eine entsprechende
Aussparung eines im Gehäuse verschiebbar gelagerten Auslöseschiebers 49 eingreift,
der an seinem linken Ende gemäß Fig.1 eine Abbiegung 50 besitzt, die an einer Sinstellschraube
51 des Bimetallstreifens 6 unter Wirkung einer Feder 52 anliegt.
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Der Überstromschalter weist eine Schaltkammer bzw. Löschkatnmer 53
auf, die mit quer zur Schaltrichtung liegenden Löschblechen 54 versehen ist0 Die
Stromschienen 7,13 bilden mit ihren Kontaktstücken 8 und 12 sowie mit der Kontaktbrücke
10 und ihren Kontaktstücken 9 und 11 Blasschleifen, durch die die zwischen den Kontaktstücken
auftretenden Lichtbögen gegen die Löschbleche
54 getrieben werden.
Dadurch werden die Lichtbögen aufgeweitet, durch die kalten Löschbleche aufgeteilt,
entionisiert und gelöscht.
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Die Wirkungsweise des Überstromschalters ist folgende: Tritt in der
Einschaltstellung gemäß Fig.1 ein Kurzschlußstrom auf, dann wird der Anker 46 angezogen
und gemäß Fig.1 nach unten bewegt. Hierbei nimmt seine obere Abbiegung 47 den Arm
42 des Auslösehebels 41 mit und schwenkt diesen entgegen dem Uhrzeigersinne, wobei
der Arm 43 des Auslösehebels 41 den Winkelhebel 30 an seinem Ende 45 frei giDt-
so daß die Zugfeder 36 wirksam werden kanr)Cind den aus dem Arm 31 und dem Hebel
33 bestehenden Kniehebel zusammenzieht. Der Bolzen 34 des Hebels 33 gibt den Schieber
19 zu einer Bewegung nach oben gemäß Fig.1 frei. Die Ausschaltfeder 17 wird nun
wirksam und drückt den Schieber 16 mit der Kontaktbrücke 10 nach unten, wobei ihre
Kontaktstücke 9,11 von den festen Kontaktstücken 8 und 12 abgehoben werden. Hierbei
bilden sich Lichtbögen zwischen den Kontaktstücken, die infolge der erwähnten Blasschleifen
gegen die Löschbleche 54 getrieben werden. Die über die Kontaktstücke 8,12 der Stromschienen
7 und 13 und die über die Kontaktstücke 9,11 der Kontaktbrücke 10 hinausreichenden
Verlängerungen 55 bis 58 wirken als Lichthogenhörner,
an deren
äußere Enden die Fußpunkte der Lichtbögen wandern, wodurch eine Aufweitung der Lichtbogen
bewirkt wird.
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Die kalten Löschbleche 54 teilen die Lichtbögen in Einzellichtbögen
auf,kühlen und entionisieren sie, so daß die Lichtbögen wirksam und schnell gelöscht
werden.
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Bei der Bewegung des Schiebers 16 nach unten wird über die Umlenkrolle
20 der Schieber 19 in die in Fig.2 dargestellte Lage nach oben bewegt. Da sich beim
Zusammenknicken des Kniehebels die Zugfeder 36 entspannt und sie damit auf die Sperrklinke
37 keine Kraft mehr ausübt, wird diese Sperrklinke 37 durch den Bolzen 29 des Winkelhebels
30 weggedrückt, wenn der Einschaltdruckknopf 26 unter Wirkung einer nicht dargestellten
Feder nach oben in seine Ausschaltstellung gemäß Fig.2 verschoben wird. Am Ende
diese Bewegung gelangt auch das Ende 45 des Winkelhebels 30 wieder in Eingriff mit
der Aussparung des Armes 43, wie aus Fig.2 ersichtlich ist.
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Tritt im Betriebe des Überstromschalters ein Überstrom auf, durch
den der Bimetallstreifen 6 erhitzt wird, dann biegt sich der Bimetallstreifen 6
nach rechts gemäß Fig.1 durch, so daß seine Einstellschraube 51 den Auslöseschieber
49 nach rechts gemäß Fig.1 entgegen der Kraft der Feder 52 bewegt, wodurch der Auslösehebel
41 an der Verlängerung 48 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt wird und sein Arm
43 außer
Eingriff mit dem Ende 45 des Winkelhebels 30 gelangt.
Die Zugfeder 36 zieht dann den Kniehehel zusammen und bewirkt damit die bereits
oben beschriebene Auslösung.
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Die elektromagnetische bEw-. thermische Auslösung kann auch dann erfolgen,
wenn der Einschaltdruckknopf 26 in der in Fig.1 dargestellten Einschaltstellung
arretiert oder von Händ festgehalten wird0 Auch in diesem Falle wird die Zugfeder
36 wirksam, zieht den Kniehebel zusammen und bewirkt damit die Auslösung, in diesem
Falle die Freiauslösung.
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Eine Handauslösung erfolgt dann, wenn der Ausschaltdruckknopf 27 in
das Gehäuse hineingedrückt wird, wobei der Ausschaltdruckknopf 27 auf die Abbiegung
47 einwirkt und den Anker 46 in derselben Weise wie bei der elektromagnetischen
Auslösung nach unten gemäß Fig.1 bewegt, wodurch der huslösehebel 41 entgegen dem
Uhrzeigersinn gemäß FigO1 geschwenkt und damit die bereits beschriebene Auslösung
eingeleitet wird.
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Soll der Überstromschalter aus seiner Ausschaltstellung gemäß Fig.2
wieder in seine Einschaltstellung gemäß Fig.1 gebracht werden, dann muß der Einschaltdruckknopf
26 in das Gehäuse hineingedrückt werden. Da sich hierbei das rechte Ende 45 des
Winkelhebels 30 bereits- in Eingriff mit der Aussparung des Armes 43 des Auslösehebels
41 befindet, nimmt der Linschaltdruckknopf
26 bei seiner senkrechten
Bewegung den Winkelhebel 30 an seinem Bolzen 29 mit und schwenkt ihn entgegm dem
Uhrzeigersinn um sein rechtes Ende 45. Hierbei wird einerseits der Auslösehebel
41 entgegen dem Uhrzeigersinn in die in Fig.1 dargestellte Lage geschwenkt und andererseits
über den Hebel 33und seinen Bolzen 34 der Schieber 19 nach unten und der Schieber
16 mit der Kontaktbrücke 10 über die Umlenkrolle 20 nach oben bewegt, wobei die
Kontaktstücke 9,11 der Kontaktbrücke 10 in Anlage an die festen Kontaktstücke 8,12
gelangen, Gleichzeitig wird die Zugfeder 36 gespannt und am Ende der Einschaltbewegung
die Sperrklinke 37 mit ihrer. etwa halbkreisförmigen Aussparung 39 in Eingriff mit
dem Bolzen 29 des Winkelhebels 30 gebracht. Damit ist die Einschaltstellung gemäß
Figo1 erreicht.
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Am unteren Ende des Gehäuses kann ein Signalkontaktblock befestigt
werden, dessen Signalkontaktstücke von dem Schieber 16 gesteuert werden können.
Dieser Signalkontaktblock kann z.B. zur Anzeige der Schaltstellungen des Überstromschalters
dienen.
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Das Gehäuse des Uberstromschalters ist so ausgebildet, daß es auf
DIN-Schienen in der V-Form und der C-Form befestigt werden kann.