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Elektrischer Strombegrenzungsausschalter Das Hauptpatent
719 7 r 2 bezieht sich auf einen elektrischen Stromb.egrenzungsausschalter
mit einem unmittelbar die Schalterverklinkung betätigenden elektromagnetischen Kurzschlußauslöser
und mit einem bimetalllenen Überstromzeitrelais, das beim Ansprechen eine die Stromspule
des Kurzschlußauslösers unterstützende und dadurch die Auslösung herbeiführende
zusätzliche Spule an Spannung legt. Stromspule und zusätzliche Spannungsspule des
elektromagnetischen Auslösers sind auf demselben Spulenkörper angeordnet, in dessen
Flanschen eine Drehachse gdlagert ist, welche ,auf der Außenseite des einen Spulenflanscheseine
Skalenscheibe und zwischen den Spulen$,anschen eine den festen Gegenkontakt des
Bimetallrelais bildende Exzenterscheibe sowie ein spiellos verrastendes Sperrad
trägt. Rastrad, Drehachse und Exzenterscheibe dienen dabei vorteilhafterweise zur
Stromführung zwischen Spannungsspule und Bimetallrelais. Weiter können die Bimetallrelais
sowie die Kurzschlußauslösespulen für verschiedene Verstellbereiche auswechselbar
vorgesehen sein.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Weiterbildung der Ausführung
nach dem Hauptpatent dar, und zwar in Anwendung auf einen mehrpoligen, insbesondere
dreipoligen Strombegrenzungs.ausschalter. Sie besteht darin, daß der Strombegrenzungsausschalter
dreipoliger Ausführung in zwei Polen je ein vollständiges Auslösesystem mit Auslöseanker,
Stromspule, Überstromzeitauslöser, Spannungsspule und Verstellvorrichtung besitzt
und die beiden Auslöseanker auf die Verklinkung von drei miteinander zwangsläufig
gekuppelten Unterbrechungskontakten einwirken,
«während der dritte
Pol. lediglich mit einer vom Hauptstrom durchtlossenen Blasspule zur Unterstützung
der Löschung des Abschaltlichtbogens versehen ist.
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Die freien Enden der in zwei Polen liegenden Spannungsspulen sind
dabei zweckmäbigerweise mit dem Leiter des dritten nur mit einer Blasspule versehenen
Poles an einer hinter dessen Unterbrechungskontakt liegenden Stelle verbunden. Vorteilliafterweise
wird der nur mit Blasspule versehene Pol in der Mitte zwischen den beiden mit je
einem vollständigen Auslösesystem versehenen Polen angeordnet. Seine Unterbrechungskontakte
lassen sich auch gegenüber den Hauptkontakten nacheilend verstellbar einrichten.
Weiter können die beiden mit Verstelleinrichtung für das Auslösesysteni versehene
Pole eine beide Verstelleinrichtungen gleichzeitig betätigende durchgehende 1?instella,chse
erhalten. Schließlich werden für Sonderfälle bei ein- und mehrpoligen Strombegrenzern
der erfindungsgemäßen Ausführung für die zur Nennstromeinstellung dienende Exzenterscheibe
von der Kreisform abweichende Kurvenformen gewählt. Die Verwendung kurvenförmiger
Einstellscheiben neben Exzenterscheiben ist an sich bekannt.
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Die erfindungsgemäße dreipolige Ausführungsform birgt alle Vorzüge
in sich, die der Strombegrenzer nach Patent ; 19 1:2 aufweist, und darüber
hinaus besondere Vorteile hinsichtlich der Anwendung von nur wenigen Aufbauteilen
und einfachster innerer Schaltung. Durch diese Schaltungsanordnung kommt bei dem
einen Pol die Spannungsspule mit Bimetallrelais und Einstellvorrichtung in Fortfall.
Trotzdem weist auch dieser Schalterpol eine gleich gute und hohe Kurzschlußabschaltleistung
auf wie die beiden anderen Pole, da er bei gleichwertiger Kontaktausbildung auch
eine eigene Blasspule besitzt.
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Unter diesen Verhältnissen kann der erfindungsgemäße Strombegrenzungsausschalter
in gleicher Ausführung sowohl in Anlagen eingebaut werden, bei denen die Stromverbraucher
dreiphasig angeschlossen sind, als auch in Anlagen mit Nulleiter, d. h. also als
eigentlicher dreipoliger Schalter oder als zweipoliger Schalter mit abschaltbarem
Nullleiter. Dieser Nulleiterunterbrechungskontakt ist vollwertig und nicht nur ein
Hilfskontakt mit beschränkter Schaltleistung. Der mit einer Einstellvorrichtung
versehene Unterbrechungskontakt für den Nulleiterpol kann in diesem Fall so eingestellt
werden, daß er -beispielsweise in an sich bekannter Weise gegenüber den Phasenkontakten
nacheilend abschaltet. Wird keine Abschaltliarkeit des Nulleiters .verlangt, so
läßt sich der erfindungsgemäße dreipolige Schalter durch Einbau einer zusätzlichen
Nulleiterdurchgangsschiene auch in einfacher Weise für Verwendung in dreiphasigen
Anlagen mit Nullleiter einrichten. Die Anordnung des finit Blasspule versehenen
Poles als'Mittelpol vermeidet eine gegenseitige Beeinflussung der magnetischen Auslöseeinrichtung
der Aubenpole, ebenso wie sie die indirekte gegenseitige Beheizung der Biinetallrelais
der -1til..)enpole günstig verringert, was z. B. bei vorkommender unsymmetrischer
Belastung' durch den Stromverbraucher Bedeutung besitzt.
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Die :Möglichkeit, bei dem gewählten Verstellsystem die Verstellung
aller einstellbaren Auslösesysteme mittels einer einzigen Einstellachse vorzunehmen,
ergibt eine «weitere große Annehmlichkeit, nämlich eine schnellere Umstellung, mit
der Sicherlicit, daß nicht die Umstellung bei einem der Pole etwa durchgeführt und
bei einem anderen unterlassen «wird. Schließlich bringt das angewendete Exzenterverstellsystem
die @Iöglichkeit mit sich, abweichend von der Kreisform des Exzenters eine beliebige
Kurvenform zu wählen, so daß die Bestmöglichste Anpassung an die jeweilige, nicht
gleichmäßig zunehmende Durchbiegung des Bimetallen möglich wird und auch Sonderfälle,
die einen ganz bestimmten Verlauf der gewünschten einstellbaren Grenzströme verlangen,
erfaßt werden können. Auch läßt sich bei Anwendung entsprechender Kurvenexzenter
ein Einstellbereich auf dem Skalenrad von über iSo ausnutzen.
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Die Vorzüge der reibungslosen fiberstromauslösung, des vorgesehenen
Kurzschlul.>-schutzes und der großen Verstellbarkeit, die bei dem angewendeten Exzentersystein
eine sichere Unveränderlichkeit der Lagerung und damit eine besonders hohe Auslösegenauigkeit
sicherstellen, eröffnen den mehrpoligen Schaltern nach der Erfindung ein weites
Anwendungsgebiet, beispielsweise als Siclierungs- und Schaltorgan vor Heiz- oder
Herdanlagen mit mehreren Stromkreisen, Beleuchtungs- und sonstigen Anlagen finit
Lampen oder Gerätegruppen gleicher oder verschiedener Betriebsspannung, t@-ecliselndeni
Verbrauch u. dgl. in. Verschiedene Betriebsspannungen treten z. B. vielfach bei
Lichtreklame- und Schaufensterbeleuchtungsanlagen auf.
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In der beigefügten Abbildung ist als Ausführungsbeispiel ein dreipoliger
Strombegrenzungsausschalter schematisch dargestellt.
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Die Netzklemmen b sind mit den drei Stromzuführungsleitungen .u verbunden.
1n den beiden äußeren Polen sind vollständige Auslösesysteme für Kurzschlul.'' und
C-berstrom eingebaut. Diese bestehen. aus der Stromspule cl, dem Bimetall c und
der
Spannungsspule zz. Die Stromspule d und die Spannungsspule zt
sind auf dem gemeinsamen Spulenkörper p untergebracht. Das freie Ende der Spannungsspule
zt führt zu dem mittleren Leiter des nur mit einer vom Hauptstrom durchflossenen
Blasspule d' versehenen Poles und ist hinter dessen UnterbrechungskQntakt an der
Stelle i mit diesem verbunden. Mit dem anderen Ende steht die Spannungsspule it
mit dem Rastrad r und über 'die Einstellachse k, die das Einstellrad g trägt, sowie
das Exzenter in mit dem Kontakt des im Hauptstromkreis liegenden Bimetalles
e in Verbindung. Die Unterbrechungskontakte c sind durch ein gemeinsames Schaltglied
i zwangsläufig rrriiteinander gekuppelt. Durch die schematisch dargestellten Auslöseanker
o wird die Verklinkung des Schaltwerkes gelöst, und zwar auch dann, wenn nur ein
Anker anspricht, d. h. die Anker wirken unabhängig voneinander auf die gleiche Verklinkung
des gemeinsamen Auslösemechanismus. Von den Stromverbraucherklemmen s führen die
Leitungen zu den Stromverbrauchern f l, /2, f3, die im vorliegenden
Fall als Belastungswiderstände verschiedener Größe angenommen sind. Es kann sich
natürlich auch um Verbraucher gleichen Widerstandes handeln. Der Strombegrenzer
kann in einem Drehstromnetz verwendet werden; der mittlere Pol kann aber auch der
Nulleiter eines Wechselstromnetzes oder der Mittelleiter eines Gleichstromnetzes
sein, so daß die Verbrauchergruppe f3 z. B. an einer höheren Betriebsspannung liegt
wie die Gruppen fi und f2. Die Spannungsspulen zz des Schalters sind so bemessen,
daß sie sowohl bei dreiphasigem Anschluß des Schalters als auch bei zweiphasigem
Anschluß mit Nulleiter gleich einwandfrei abschalten, ohne daß eine Umschaltung
unter Benutzung von Spulenanzapfungen vorgenommen werden muß. Die Spulen sind :also
in beiden Betriebsfällen in der Lage, das für die Auslösung erforderliche magnetische
Feld zu erzeugen, ohne daß dabei im Falle der höheren Strombelastung eine unzulässige
Spulenerwärmung entsteht. Auch bei vielfacher L berlastung des Verbrauchers ist
ein sicheres Arbeiten der thermischen Spannungsspulenauslösung gewährleistet.