DE519462C - Elektromagnetischer UEberstrom-Selbstausschalter mit durch einen Kipphebel betaetigtem Schaltkontakt - Google Patents

Description

S&Hofheek

AUSGEGEBEN AI
28. FEBRUAR 1931

betätigtem Schaltkontakt

Es sind bereits Überstrom-Selbstausschalter bekannt geworden, welche mit elektromagnetisch betätigten Hebeln arbeiten, die eine Feder über ihre Kipplage hinausbewegen und zur Entspannung bringen, wodurch ein beweglicher Kontakt einer Kontaktstelle ruckartig abgehoben wird. Hierbei hat sich die Schwierigkeit ergeben, daß einerseits, um ein sicheres Abreißen des Lichtbogens zu erhalten, der bewegliche Kontakt weit abgehoben werden muß, während andererseits der vom Magnetanker zurückgelegte Weg nur sehr klein sein darf, um nicht übermäßig hohe Amperewindungszahlen _ und daher große Spulen zu erhalten.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrischer Überstrom-Selbstausschalter mit durch einen Kipphebel betätigtem Schaltkontakt, dessen wesentliche Merkmale darin bestehen.

daß ein mit seinen Armen im Längenverhältnis von ι :"5 ausgebildeter Kipphebel vorgesehen ist, der sich mit seinem kurzen Arm gegen einen in Richtung der magnetischen Anziehung beweglichen Anker abstützt und mit seinem langen Arm den beweglichen Kontakt steuert.

Durch das große Übersetzungsverhältnis des Kipphebels einerseits und andererseits durch die Möglichkeit, daß der Kipphebel infolge des nur einseitigen Anschlages des Magnetkernes unter der Wirkung der Feder noch weiter ausschwenken kann, werden beide obengenannten Anforderungen in vorzüglicher Weise erfüllt. Der nur Bruchteile eines Millimeters betragende Ankerweg benötigt nur ein in seinen räumlichen Maßen sehr kleines Magnetsystem, und das hohe Übersetzungsverhältnis wie die Steuerung durch einseitigen Anschlag geben einen relativ großen Schaltweg des beweglichen Kontaktes. Die gesamte Überstromauslösung fordert so wenig Platz, daß das Ganze wie etwa eine Abschmelzsicherung ohne Schwierigkeiten in irgendeine Steckdose oder in einen Ausschalter üblicher Größe eingebaut werden kann.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Selbstschalters gemäß der Erfindung vergrößert in schematischem Schnitt und in Schaltungsskizzen dargestellt, und zwar zeigen Abb. 1 und 2 eine Ausführungs- go form im Schnitt in zwei verschiedenen Schaltstellungen. Abb. 3 und 4 zeigen die andere Ausführungsform im Schnitt in zwei verschiedenen Schaltstellungen. Abb. 5 ist ein Schaltungsschema der Altsführungsform nach den Abb. 3 und 4.

In der Zeichnung ist 1 der aus Isoliermaterial bestehende Schaltersockel; 2 ist eine aus

;:wei Tvontaktklötzeii 3 und 4 bestehende Kontaktstelle. Der Kontaktklotz 3 sitzt am Sokkel fest, während der Kontaktklotz 4 durch eine Blattfeder 5 (siehe auch Abb. 5) auf den festen Kontakt 3 gedruckt wird und eine ans Isoliermaterial bestehende Ausatzplatte 7 trägt.

Im Sockel 1 ist ferner ein Magnetsystem angebracht, welches aus dem U-förmigen Magnetkern 9. der Magneterregerwicklung 10 und einen die beiden Schenkel des U-förmigen Magnetkernes 9 verbindenden Schlußanker 11 besteht, der in Richtung der Anziehungskraft des Magneten beweglich und einstellbar gelagert ist. Dies wird durch eine Einstellschraube 12 erreicht, welche mit ihrem oberen Bolzenteil 13 lose durch den Anker Ii hindurchgeht, während ihr-Unterteil 14 ein Gewinde trägt und mit diesem in dem Schenkel des Magneten 9 eingeschraubt ist.

An den Schenkeln des Magnetkernes 9 ist ein Hebel .v mittels Spitzen 15 in Lagerkerben 16 des Magnetkernes 9 gelagert, welcher durch eine am Hebel χ und dem Magnetkern 9 angreifende Zugfeder 3; im Lager gehalten wird. Der Hebel .τ besitzt einen kurzen Arm 17 und einen langen Arm iS, deren Übersetzungsverhältnis ein sehr großes ist und z. B. 5 bis 20 beträgt. Der kurze Hebelarm 17 drückt unter der Wirkung der Feiler y mit seinem Ende nach oben gegen den Anker-11, während der lange Arm 18 einen hakenförmigen Mitnehmer 20 trägt, der mit dem Ansatz 7 des beweglichen Kontaktes 4 zusammenwirkt.

In Abb. ι ist die geschlossene Stellung des Selbstschalters dargestellt, während Abb. 2 die geöffnete Stellung zeigt, welche dadurch· zustande kommt., daß in der Magnetwicldung ein abnormal hoher Strom, wie er beispielsweise durch Erdschluß oder Kurzschluß am Verbraucher entstehen kann, auftritt. Durch die dabei zustande kommenden hohen magnets tischen Kraftflüsse wird der Anker 11 gegen die Wirkung der Feder y vom Magnetkern 9 angezogen und legt hierbei den Ankerweg j zurück. Hierdurch wird der Hebel χ etwas im Sinne des Uhrzeigers verdreht, die Peder y wird hierbei bis zu einer Kipplage, welche der größten Entfernung zwischen ihren Einspannpunkten entspricht, weiter gespannt und dann plötzlich etwas entspannt, wobei sie den Hebel y in die in Abb. 2 gezeichnete Lage mitreißt. Bei dieser Bewegung nimmt der Mitnehmer 20 nach Durchlaufen des freien Spieles ζ den Ansatz 7 ruckartig mit und entfernt hierbei die Kontakte 3 und 4 voneinander um den Schaltweg t, welcher praktisch 10- bis 25fach größer ist als der - Aukerweg s.

Durch die Form des Magneten 9 wird ferner bewirkt, daß der aus dem Magneten austretende Streukraftlinienfluß den Üffnungsfunken nach außen gegen das Schaltergehäuse bläst und denselben so zu einem sehr raschen Abreißen bringt,
j Für die. Regelung der Größe des für die Auslösung erforderlichen Überstromes dient die Stellschraube 12, mit deren Hilfe unter der Gegenwirkung der Feder y der Anker 11 dem Magnetkern 9 mehr oder weniger genähert werden kann, und zwar maximal so weit, bis die Feder y ihre Kipplage erreicht hat. Es ist klar, daß mit einer derartigen : Anordnung bei relativ sehr geringen und · feinstufig festsetzbaren Überströmen bereits eine verläßliche und wirksame öffnung des Schalters erzielt werden kann, da im Gegensatz zu anderen bekannten Anordnungen der s Kraftlinien weg nur z\vei sehr kleine und fein einstellbare Luftspalte aufweist.

Tn dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. 3, 4 und 5 ist das geschilderte Schalterprinzip auf eine Steckdose mit automatischer Überstrom-Selbstauslösung angewendet. Die Steckdose besitzt eine doppelpolige Abschaltung und weist demzufolge zwei elektromagetisch gesteuerte Kontaktstellen 2, 2' auf, welche, wie aus Abb. 5 ersichtlich, mit je einem Teil 10 bzw. 10' der Magnetwicklung in Serie geschaltet sind, so daß der Stromfluß vom Netz 25 über die Klemme 26 zur Wicklung 10, über die Kontaktsteiles und die Feder 5 zur Klemme 27 und zur Steck- 9! büchse 28 geht, an welcher der Verbraucher' 29 angeschaltet ist, und weiter über die andere Steckbüchse 28', über die Klemme 27', die Kontaktstelle 2', den Wicklungsteil 10' und die Klemme 26' wieder zum Netz ν er- io· läuft. Bei Kurzschluß im Verbraucher wird durch den abnormal hohen Stromfluß in der Magnetwicldung 10, 10' die Auslösung des Hebels χ und hierdurch die Öffnung beider Kontaktstellen 2, 2' bewirkt. Durch die Tei- io; lung der Wicklung in zwei getrennte Teile 10, 10', welche mit je einer Kontaktstelle in Serie liegen, wird ferner erreicht, daß im Falle eines nur einseitig auftretenden Erdschlusses, wie in Abb. 5 angedeutet, bereits 11c ein Inwirkungtreten des Selbstschalters zustande kommt, da der Erdstrom durch die Magnetwicldung 10 geht und bei genügender Stärke bereits den Magneten zum Ansprechen bringt, wodurch die doppelpolige Abschaltung der Erdschlußstelle vom Netz erreicht wird.

Die Feder y verbindet in diesem Falle die beiden Enden der Hebelarme 18 und 18' und drückt in der in Abb. 3 gezeichneten Stellung die kurzen Arme 17 und 17' der Hebel .r, x' gegen den Anker 11. Bei Ansprechen des -

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetischer Überstrom-Selbstausschalter mit durch einen Kipphebel betätigtem Schaltkontakt, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit seinen Armen im Längenverhältnis von mindestens 1 : 5 ausgebildeter Kipphebel (s) vorgesehen ist, der sich mit seinem kurzen Arm (17) gegen einen in der Richtung der magnetischen Anziehung beweglichen Anker (11) abstützt und mit seinem langen Arm (18) den beweglichen Kontakt ("4) steuert.

2. Elektromagnetischer Überstrom-Selbstausschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (11) als Schlußjoch eines U-fönni-

AuslöseniagiieU'ii (j wird der Anker .11 ange- | zogen und drückt die Hebelarme 17, 17' so I weit nach unten, bis die Feder y ihre Kipplage überschreitet und plötzlich in die in Abb. 4 gezeichnete etwas entspannte Lage übergeht, wobei sie unter Mitnahme der Ansätze 7, 7' durch die Mitnehmer 20, 20' die Kontaktstellen 2, 2' gleichzeitig und plötzlich öffnet. Zur Rückstellung des Schalters in die geschlossene Lage dient eine Rückstellvorrichtung, welche aus einem längsverschiebbar am Magnetanker 11 gelagerten Bolzen 30 besteht, der oben einen Druckknopf 31 trägt und sich mit seinem unteren, etwas verbreiterten Ende 32 gegen die Feder y stützt. Der Druckknopf 31 kann durch eine Öffnung des Steckdosengehäuses ein wenig aus diesem heraustreten, ist jedoch so angeordnet, daß er nur nach Abziehen des Steckers zugänglich ist. Ist also durch einen Kurz- oder Erdschluß im Verbraucher ein Öffnen des Schalters erfolgt, so muß zur Bestätigung der Rückstellvorrichtung der Stecker von der Steckdose abgezogen werden, bevor die Rück-Stellvorrichtung betätigt werden kann, wodurch die Kurzschluß- oder Erdschlußstelle sicher vom Xetz abgeschaltet ist. Durch Niederdrücken des Knopfes 31 drückt auch das untere Bolzenende 32 gegen die Feder y und bringt unter gleichzeitigem Schließen der Kontaktstelle nach Überschreitung der Kipplage die Feder y wieder in die in Abb. 3 gezeichnete Anfangsstellung zurück.

gen Magneten (9) ausgebildet, in Richtung der magnetischen Anziehung an Bolzen (12) längsverschiebbar und mittels dieser Bolzen gegenüber dem Magneten einstellbar gelagert ist.

3. Elektromagnetischer Uberstroni-Selbstausschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (x) einseitig mittels Spitzen (15) an den Schenkeln des U-Magneten gelagert ist, durch die Spannfeder (y) einerseits im Lager festgehalten und andererseits mit seinem zwischen den Schenkeln des U-Magneten liegenden kurzen Arm gegen den Magnetanker gedrückt wird.

4. Elektromagnetischer Überstrom-Selbstausschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er in beiden Polleitungen liegende Kontaktstellen (2, 2') und zwei Kipphebel (a-, x') aufweist; welche sich beide auf den Magnetanker (11) abstützen, wobei der eine Kipphebel (x) den Schaltkontakt (4) für die eine Polleitung und der andere Kipphebel (x¹) den Schaltkontakt für die andere Polleitung auslöst.

5. Elektromagnetischer Überstrom-Selbstausschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet zwei je in einer Polleitung liegende Spulen (10, 10') trägt.

6. Elektromagnetischer Überstrom-Selbstausschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kipphebel (x, x') eine gemeinsame Spannfeder (y) besitzen, gegen welche sich ein im Magnetanker längsverschiebbar gelagerter Bolzen (30) mit Betätigungsknopf (31) legt, mittels dessen bei geöffneten Kontakten durch Niederdrücken der Feder eine Momentschließung der Kontakte erfolgt.

7. Elektromagnetischer Überstrom-Selbstausschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er als Steckdose ausgebildet und der Druckknopf (31) für die Rückstellvorrichtung im Steckdosengehäuse so angebracht ist, daß er von dem Stecker verdeckt wird und seine Betätigung, erst nach Abziehen des Stekkers erfolgen kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen