DE225338C

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Publication number: DE225338C
Application number: DENDAT225338D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c. GRUPPE

Dr. MARTIN KALLMANN in BERLIN.

Unterbrechungsstellen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Februar 1910 ab.

In der Patentschrift 170074, Kl. 21c, sind Einrichtungen beschrieben, welche den Unterbrechungsfunken bei selbsttätigen Schaltern für Starkstrom durch Anwendung von Variationswiderständen aus Leitern von hohem positiven Temperaturkoeffizienten, insbesondere Eisen, innerhalb einer Glasbüchse mit Wasserstoff üllung (sogenannten Reduktoren), verringern. Hierbei ist der den Reduktor enthaltende Nebenweg bei Unterbrechung der Hauptkontakte diesen zunächst noch parallel geschaltet und wird erst nach erfolgter Erhitzung, also einige Zeit nach Öffnung der Hauptkontakte, unter erheblich verringerter Funkenbildung selbsttätig geöffnet. Man erhält somit ein gleichsam zweistufiges, auf selbsttätiger Stromverringerung beruhendes Ausschalten.

Gemäß der Erfindung wird nun derselbe Zweck, nämlich die möglichste Funkenbeseitigung bei Aus- oder Umschaltung von Stromkreisen, dadurch erreicht, daß in Fällen einfacher Überlastung oder mäßiger Überschreitung der zulässigen Stromstärke nur ein selbsttätiges Abschalten in der bekannten Art, also in einer Stufe ohne Anwendung von Reduktoren erfolgt, dagegen bei sehr heftigen Stromstößen, Kurz- oder Erdschlüssen, die eine übermäßig große Flammenbildung mit sich bringen würden, vor Öffnung der Hauptkontakte diesen selbsttätig ein Abschmelzleiter oder ein Reduktor parallel geschaltet wird, welcher die Unterbrechung des Stromes bewirkt. Letztere findet dann also nicht an Schaltkontakten statt, sondern erfolgt mittels Durchschmelzens der Sicherung oder des nach Art einer einfachen Sicherung, in der Regel aber in besonderen Formen hergestellten Reduktors, der aus einem Eisendraht oder sonstigen geeigneten Leiter von bestimmter Länge besteht.

Fig. ι und 2 stellen zwei Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung dar.

In Fig. ι sind der besseren Veranschaulichung halber zwei Elektromagnete 1 und 12 verwendet, deren Wicklungen 2 und 15 hintereinander in den Hauptstromkreis eingeschaltet sind. Die Belastung dieses Stromkreises ist durch 10 angedeutet. Wenn die normale Stromstärke von z. B. 10 Amp. etwas überschritten wird, so wird nur der um 3 drehbare Anker 4 des Elektromagneten 1 angezogen und hierdurch die Sperrnase 5 des Schalthebels 6 freigegeben; letzterer schnellt unter dem Einfluß der Feder 7 oder eines Gewichts herab und trennt die Hauptkontakte 8, 9, wodurch der Stromkreis 10 unterbrochen wird. Die Funkenbildung ist hierbei noch nicht erheblich.

Wenn aber bedeutende Stromstöße von z. B. . mehr als 50 Amp. auftreten, so wird zunächst der dann schneller ansprechende, um 13 drehbare Anker 14 des Elektromagneten 12 angezogen und durch die Kontakte 16, 17 ein Reduktionswiderstand 11 parallel zu den Hauptkontakten 8, 9 geschaltet. Die unmittelbar·

darnach eintretende Auslösung der Sperrnase 5 durch den vom Magneten ι angezogenen Anker 4 öffnet die Kontakte 8, 9 mit nur ganz geringfügiger Funkenbildung. Alsdann aber fließt der gesamte Strom über den Reduktor ii, welcher sofort oder innerhalb einiger Sekunden zur Glut gelangt und abschmilzt.

Man kann auch an Stelle eines Reduktions-Widerstandes 11 eine gewöhnliche Schmelzsicherung oder'einen kleinen Widerstand, z.B. nach Art der einfachen Dosensicherungen, aus Nickelin o: dgl. verwenden. Jedoch haben derartige Widerstände mit geringen Temperaturkoeffizienten den Nachteil, daß die ■ Funkenbildung an den Hauptkontakten infolge des erforderlichen, verhältnismäßig großen Widerstandswertes recht erheblich bleibt. Wesentlich vorteilhafter ist die Anwendung der Variatoren oder Reduktoren, weil sie in kaltem Zustande einen etwa zehnmal kleineren Widerstand besitzen als in der Glut. Mit diesen erreicht man das Ziel, infolge ihres noch geringen Anfangswiderstandes die Hauptkontakte bedeutend zu entlasten und doch nachher infolge ihrer Widerstandszunahme eine erhebliche Stromschwächung und ein gefahrloses Durchbrennen zu erreichen.

Versuche haben gezeigt, daß bis zu 500 Volt Spannung ein Eisendraht von 10 bis 20 cm Länge und etwa 0,4 mm Dicke als Reduktionswiderstand geeignet ist. Hierbei ist der Funken bei Kurzschlüssen an den Hauptkontakten nicht größer als bei demjenigen Grenzstrome, welchen die Hauptkontakte ohne Parallelschaltung des Reduktors sicher unterbrechen (z. B. 20 Amp.).

Es ist erforderlich, daß der Reduktor oder Abschmelzleiter genügende Trägheit besitzt, damit er nicht früher abschmilzt, als bis der wenn auch kleine Unterbrechungsfunke bei 8, 9 abgerissen ist. Anderseits darf die Trägheit auch nicht zu groß sein, da sonst die durch den Reduktor bewirkte' allmähliche Strom verringerung noch vor seinem Abschmelzen ein Widerabreißen des Ankers 14 durch die Feder 19 zur Folge haben kann, wodurch bei den Kontakten 16, 17 eine unbeabsichtigte starke Funkenbildung entstände. Es läßt sich aber bei geeigneter Bemessung des Reduktors, der Größe und der Abstände der Anker 4 und 14, sowie der Federn 7, 18 und 19 oder gleichwertiger Gewichte ein befriedigendes Arbeiten erreichen.

Der Ersatz der Schmelzsicherungen oder Reduktoren verursacht keine erhebliche Kosten, da sie ja in normalem Betriebe überhaupt keinen Strom führen, infolgedessen also einfacher herzustellen sind als gewöhnliche Schmelzsicherungen, die für einen bestimmten Dauer-. strom geeignet sein müssen.

Fig. 2 zeigt eine Abart der vorher beschriebenen Ausführungsform, bei welcher der Elektromagnet ι mit der Hauptstromwicklung 2 zwei Anker 4 und 14 besitzt, die um 3 und 13 drehbar sind. Die Wirkung ist die gleiche wie vorher.

Bei mäßigen Stromüberschreitungen wird nur der Anker 4 entgegen der Feder 12 angezogen und gibt die Nase 5 des Hauptkontakthebeis 6 frei, welcher. unter dem Einfluß der Feder 7 die Hauptkontakte 8, 9 des Stromkreises 10 öffnet. Bei heftigen Stromstößen oder Kurzschlüssen wird jedoch zunächst der weniger träge Anker 14 entgegen der Feder 18 vom Magneten 1 angezogen, und die Nebenkontakte 16, 17 werden geschlossen. Hierdurch ist ein Nebenweg über das Elektromagneteisen, den daran sitzenden Kontakt 16, den durch die Isolation 15 vom Anker 14 isolierten Kontakt 17 und den Reduktor 11 geschaffen. Die Hauptkontakte 8, 9 werden infolge der größeren Trägheit des Ankers 4 und des Schalthebels 6 erst nach Herstellung dieses Nebenweges ohne erhebliche Funkenbildung geöffnet; sodann schmilzt der Reduktor gefahrlos ab und unterbricht den Stromkreis 10.

Gegenüber anderen selbsttätigen Schaltern für Starkstrom erzielt man durch die vorstehend beschriebenen Einrichtungen eine wesentlich einfachere Ausführungsform, und wenn man auch für heftige Stromstöße und Kurzschlüsse stets das Opfer einer Schmelzsicherung oder eines Reduktionswiderstandes bringen muß, so ist man anderseits in der Lage, ohne besondere Blasvorrichtung zur Funkenvernichtung u. dgl. andere Mittel eine völlig gefahrlose Abschaltung auch bei stärksten Kurzschlüssen für bedeutende Spannungen zu erreichen. ' 10b

Es ist natürlich leicht möglich, den Anker 14, welcher den Nebenweg mit dem Abschmelzleiter hinzuschaltet, mit einer Anzeigevorrichtung zu verbinden, an welcher das erfolgte Durchbrennen des Abschmelzleiters ersehen werden kann, z. B. durch Auslösen einer Signalscheibe, Einschaltung eines Signalstromkreises u. dgl., so daß man in der Regel davon absehen kann, die Abschmelzvorrichtung mit einer besonderen Kenn vorrichtung zu versehen.

Ebenso ist es ohne weiteres möglich, diese verhältnismäßig einfachen Abschmelzleiter für mehrfache Benutzung auszubilden.

Claims

115 Patent-Ansprüche:

i. Einrichtung zum selbsttätigen Unterbrechen von elektrischen Stromkreisen unter * Anwendung von zwei oder mehreren zeitweise parallel geschalteten Unterbrechungsstellen, dadurch gekennzeichnet,

daß bei geringen Überlastungen die Stromunterbrechung nur an den betriebsmäßig allein vom Strom durchflossenen Hauptkontakten (8, 9) erfolgt, bei bedeutenden Stromstößen (wie Kurz- oder Erdschlüssen) ' aber diesen Kontakten (8, 9) vor ihrer Öffnung ein Nebenweg mit Abschmelzleitern (11), vorzugsweise solchen von hohem positiven Temperaturkoeffizienten, wie Eisen, parallel geschaltet wird, welche (11) nach Öffnung der Hauptkontakte (8, 9) die Unterbrechung des gesamten Stromkreises bewirken.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektromagnet (1 in Fig. 2) mit zwei verschieden schnell ansprechenden Ankern (14 und 4) vorgesehen ist, welche im Falle von heftigen Stromstößen nacheinander (14) die Parallelschaltung des die Abschmelzleiter (11) enthaltenden Nebenweges und (4) die öffnung der Hauptkontakte (8, 9) bewirken.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnetanker (14), welcher die Parallelschaltung des die Abschmelzleiter (11) enthaltenden Nebenweges bewirkt, gleichzeitig in an sich bekannter Weise eine Anzeige des Durchschmelzens jener Leiter (11) veranlaßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.