Elektrische Schalter, die zur Betätigung große Kraft erfordern, werden meistens durch
solche elektrische Antriebe eingeschaltet, die mittels Übersetzungsglieder, z. B. Zahnradgetriebe,
die Einschaltkraft überwinden. Wenn nun während des Einschaltvorganges im Steuerstromkreis des elektrischen Antriebes
ein Stromunterbruch eintritt, sei es durch Aussetzung der Stromquelle infolge Durchschmelzen
einer Sicherung oder unrichtiger Handhabung des Steuerschalters usw., so kehrt der Schalter nur langsam in seine
Ausschaltstellung zurück, weil das Zahngetriebe für den ausschaltenden Schalter als
Bremse wirkt. Dieser Umstand kann z. B. bei Ölschaltern, besonders solchen mit Stufenwiderständen,
zu gefährlichen Explosionen führen, weil infolge der geringen Ausschaltgesehwimdigkeit
unter obenerwähnten Umständen der Ausschaltlichtbogen zu lange stehenbleibt, oder weil die Stufenwiderstände
durchbrennen.
Diesem Fehler könnte man dadurch begegnen, daß ein unter dem Einfluß des Einschaltstromes
stehendes Origan den Schalter vom Antrieb selbsttätig entweder durch Ausrücken
des Zahngetriebes oder eine am Getriebe angebaute, elektrisch betätigte Entkupplungsvorrichtung
abkuppelt, sobald der Einschaltstrom bzw. die Antriebskraft ausbleibt.
Der obenerwähnte Fehler kann aber wiederum eintreten, wenn beispielsweise am Getriebe
ein mechanischer Defekt sich einstellt, z. B. ein Zahnbruch. In diesem Falle kann
der Schalter ebenfalls in irgendeiner Schaltlage steckenbleiben und zu Explosionen
führen. Ganz besonders gefährlich ist ein solcher Bruch, wenn sich die Kontakte bereits
berührt haben; die ganze Schalterbewegung erfährt dann einen Ruck entgegen der Einschaltrichtung, und es entsteht dadurch, an
den Kontakten ein Dauerlichtbogen. Genau dasselbe ereignet sich beim Einschalten unter
hohem Kurzschlußstrom, indem dessen elektrodynamische Kraftwirkung auf die Schalttraverse
diese entgegen der Einschaltriclttuug
abtreibt und die Antriebskraft überwindet. Dies führt zur explosionsartigen Ölgasentwicklung
und zur Verschweißung der Kontakte. Der elektrodynamische Effekt wirkt sich auch
bei Schaltern mit einer vom Kurzschlußstrom abhängigen Maximalstromauslösung aus, ganz
besonders bei solchen mit Zeitauslösung; denn durch das Ansprechen eines Relais und dessen
zugehörigen Auslösemagneten tritt in der Ausschaltbewegung des Schalters eine zu große
Verzögerung ein.
Die Erfindung behebt nun diese Mängel dadurch, daß jede auch .geringe Rückwärtsbewegung
des Schalters während des Einschaltvorganges zur Auslösung einer bereits vorhandenen Freilaufkupplung ausgenutzt
wird, so daß der Schalter bei einer mechanischen Beschädigung der Antriebsmittel sowie
beim Einschalten unter hohem Kurzschlußstrom selbsttätig mit voller Geschwindigkeit
ίο ausschaltet.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeigt schematisch
Abb. ι der Zeichnung. Darin bedeutet ι einen
elektrischen Antriebsmotor, welcher mittels Zahnräder 2, 3 und einer unrundein Scheibe 4
den Schalthebel 5 dreht und damit den Schalter 7 einschaltet. Die gezeichnete Lage stellt
den vollendeten Einschaltvorgang dar. Der Drehsinn der Einschaltbewegung der Antriebsvorrichtung
ist durch einen Pfeil α angedeutet.
Ein Hebel 9 ist auf der Schaltwelle derart aufgeklemmt, daß die dadurch erzeugte
Reibung genügt, über Gestänge 12 und Hebel 13 eine Freilaufkupplung 6 auszulösen, sobald
sich die Schaltwelle entgegengesetzt der Pfeilrichtungß,
d.h. in der Ausschaltridhtung, bewegt. Der Hebel 9 bewegt sich schon im Anfang der Einschaltbewegung bis zu einem Anschlag
10, welch letzterer die Weiterbewegung des Hebels 9 bis zur. vollendeten Einschaltstellung
des elektrischen Antriebes verhindert. Bleibt nun im Bereich des Einschaltvorganges
an irgendwelchem Punkt des Einschaltweges der Betätigungsstrom des Antriebsmotors 1
aus, dann wird die Schaltwelle vermittels einer Rückstellfeder 8 in entgegengesetzter
Richtung des Pfeiles a, d. h. in die Ausschaltrichtung,
gezogen. Dabei wird der Hebel 9 gegen den Anschlag 11 gedreht und während
dieser Bewegung über Gestänge 12 und Hebel 13 die Freilaufkupplung 6 betätigt. Der
Schalter löst momentan und unabhängig von der Rückstellbewegung des Zahnradgetriebes
2, 3 und dessen Motor 1 aus, 4-5 Statt daß Hebel 9 durch Reibung mitgenommen
wird, könnte er auch lose auf der Schaltwelle gelagert sein und durch irgendeine
bekannte, von der Schaltwelle angetriebene Freilaufvorrichtung angetrieben werden.
Abb. 2 zeigt z. B. eine Freilaufvorrichtung mit Steigrad und Klinke. Das Steigrad 16 sitzt
fest auf der Schaltwelle. Der Hebel 9 mit seiner in das Steigrad greifenden Klinke 17
bewirkt die Auslösung des Schalters, wenn eine der Einschaltrichtung α entgegengesetzte
Drehbewegung der Schaltwelle erfolgt. Abb. 3 zeigt zürn selben Zweck eine Freilaufvorrichtung
mit Kugelsperrung. Der Hohlzylinder 18 sitzt fest auf der Schaltwelle. Der Hebel 9
besitzt einen Arm mit schräger Fläche, auf welcher eine Kugel 19 ruht. Dreht die
Schaltwelle in die Ausschaltrichtung, so keilt sich die Kugel zwischen der schrägen Fläche
und dem Hohlzylinder 18 ein, wodurch ebenfalls
die Auslösung des Schalters erfolgt.
Bei dem gezeigten Schalterantrieb wird bei einem Zahnbruch oder beim Einschalten unter
sehr starken Kurzschlußströmen der Schaltmechanismus sofort eine Rückwärtsbewegung
ausführen, welche die Auslösung vermittels des Hebels 9 über die Freilaufkupplung veranlaßt.
Bei Zahnbruch, z. B. am Zahnrad 3, wird letzteres nicht mehr in der Pf eiliichtung
weiterbewegt, es erfährt sogar eine Rückwärtsbewegung um wenigstens eine Zahnteilung
entgegen dem Drehsinn«. Denn sobald eine solche Beschädigung eintritt, wirkt
die Rückstellfeder 8 und das auf der Scheibe 4 abgestützte Schalterdrehmoment dem Einschaltsinne
entgegen, bis der nächste Zahn des Rades 3 an einem Zahn des Rades 2
wieder angreift. Im Moment der Beschädigung wird aber durch die daraus sich ergebende
Rückwärtsbewegung über den Hebel 9 der Schalter sofort ausgelöst. Ohne diese letztere Einrichtung würde jeder Zahn des
Rades 2 denjenigen Zahn nächst der Zahnlücke erst ein Stück weit bewegen, um ihn
gleich darauf wieder freizugeben,- wodurch der
ganze Einschaltmechanismus eine Hinundherbewegung ausführen, also ins Pendeln geraten
würde. Stellt sich ein solcher Zahnbruch bei der Kontaktberührung des Schalters 7 oder im Moment der Lichtbogenzündung
über die Kontaktstrecke der sich nähernden Kontakte ein, dann sind Schalterexplosionen
unvermeidlich.
Beim Einschalten auf große Kurzschlußströme können die daraus sich, ergebenden
Kräfte an den Kontaktstellen und auf die bewegliche Schaltertraverse derart anwachsen,
daß das Einschaltdrehmoment des Antriebes über den Hebel 5 und die Scheibe 4
überwunden wird.
Diese Kraftäußerung hat aber die sofortige Rückwärtsbewegung der Antriebswelle und
damit des Hebels 9 zur Folge, wodurch die Ausschaltung des Schalters erfolgt, noch bevor
die elektrische Auslösevorrichtung, Auslösemagnet 14 und Auslöserelais 15, wirken
konnte. Es wird also sowohl bei irgendeiner mechanischen Beschädigung zwischen dem Antriebsmittel
und dem Schaltmechanismus die sofortige Ausschaltung des Schalturs erreicht, als auch dann, wenn das Antriebsmittel aus
irgendeinem Grunde versagt.