Schaltgerät. Die Erfindung bezieht sich auf Schalt geräte, deren beweglicher Geräteteil durch eine Hilfskraft betätigt wird. Derartige Schaltgeräte können der Gefahr des Fest schweissens der Kontakte beim Einschalten ausgesetzt sein, namentlich wenn sie zum Schalten von Motoren verwendet werden, da dann der Strom im Augenblick des Einschäl- tens besonders hoch ist.
Die Gefahr des Fest schweissens wird vor -allem verursacht durch Prellungen der beim Einschalten aufeinander- treffenden Schaltstücke, zumal bei Ölschüt zen, .da bei diesen. der beim Einschalten ent stehende Lichtbogen Öl verdampft und durch den Dampfdruck die Kontaktabhebung noch verstärkt wird. Aufgabe der Erfindung ist es, -die Betriebssicherheit -derartiger Schalt geräte zu verbessern und insbesondere die Gefahr des Festschweissens der Kontakte in folge von Prellungen beim Einschalten .zu vermindern.
Dieser Zweck wird bei dem Schaltgerät gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass an einem beweglichen Kontaktträger .ein Kontaktstück derart beweglich angeordnet ist, dass dasselbe beim Auftreffen auf ein feststehendes Kontaktstück beim Einschalten eine Eigenbewegung ausführt, und zwar der art,
dass die Wirkungslinie des Kontakt druckes zwischen demselben und dem fest stehenden Kontaktstück mit fortschreitender Bewegung des Kontaktträgers vom Augen blick der gegenseitigen - Kontaktberührung an sich stetig ändert, .das Ganze zum Zwecke, Prellungen der Kontaktstücke zu erschweren.
Eine Ausführungsform. der Erfindung, die sich als besonders günstig erwiesen hat; besteht darin, dass .das mit dem festen Gegen kontakt in Berührung- kommende bewegliche Kontaktstück an den von der Schaltkraft be- einflussten starren, vorzugsweise zur Strom bahn gehörenden Kontaktträger so mit Über- lappung -angesetzt und mittels einer Feder derart angepresst ist,
.dass :es beim Einschalten über eine Kante als Drehachse kippt, wobei an der Kontaktstelle infolge gewölbter Aus bildung eines der beiden Kontaktstücke eine Wälzbewegung stattfindet, und dass in der Einschaltstellung der Drehwinkel des ange setzten beweglichen Kontaktstückes minde stens 8 beträgt, und dass die Länge dieses beweglichen Kontaktstückes 15 mm plus 0,12 mm je Amp. Einschaltstrom, z. B. des anzuschliessenden Motors, nicht überschreitet.
Durch diese Ausbildung und insbesondere durch die hierdurch ermöglichte kleine Be messung der besonders angesetzten beweg lichen Kontaktteile ist es gelungen, die Schaltleistung der Schütze wesentlich zu stei gern durch Heraufsetzen der Schweissstrom grenze, d. h. des Stromwertes, bei welchem die Kontakte zum Zusammenhaften kommen. Darüber hinaus ist die Wälzbewegung, durch die dabei auftretenden Hebelverhältnisse und durch den grossen Drehwinkel dafür gesorgt, dass bei noch grösseren Stromwerten etwa doch auftretende Schweissstellen mühelos ge trennt werden.
In der Zeichnung sind einige Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes teilweise schematisch dargestellt, wobei in Fig. 1 nur die Grundplatte und der an ihr befestigte Schaltermechanismus, sowie die Kontakte abgebildet, der Ölkasten und die Abdeckkappe jedoch weggelassen sind. Die Fig. 2 und 3 zeigen andere Ausbildungen der Kontakte; Fig. 4 ist ein Diagramm, aus dem die der Erfindung entsprechende Höchst länge der besonders angesetzten beweglichen Kontaktteile für verschiedene Stromstärken zu entnehmen ist. Fig. 5 bis 11 zeigen wei tere Ausführungsbeispiele.
In Fig. 1 ist 20 die Grundplatte, an der der gewölbte feste Kontakt 11 mit der An schlussschraube 17 befestigt ist. Ihm gegen über befindet sich das Magnetsystem, dessen fester Teil 19 ebenfalls an der Grundplatte 20 befestigt ist und die Spule 21 trägt. An ihm ist mittels Laschen 22 und 23 der beweg liche Teil 18 des Magnetes angelenkt. An die sem ist der bewegliche Kontaktträger 13 be festigt, an welchem sich die Anschluss- schraube 16 befindet. An dem einen Ende des Kontaktträgers 13 ist das bewegliche Schalt stück 12 mit l;fiberlappung angesetzt.
Es wird mittels eines Bolzens 15 und einer Feder 14 nachgiebig festgehalten, so dass es in der Ausschaltstellung flächenhaft an dem ge nannten Ende des Kontaktträgers 13 anliegt. Beim Einschalten in die gezeichnete Endstel- lung kippt es um seine Kante K. Der Kipp- winkel ist mit w bezeichnet und beträgt mehr als 8 .
In Fig. 2, in der die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in Fig. 1, befindet sich die Kippkante K am äussern Ende des Kontaktträgers 13. Das be wegliche Kontaktstück 12 bildet hier einen doppelarmigen Hebel.
Während in Fig. 1 und 2 der feste Kon takt gewölbt und der bewegliche Kontaktteil 12 gerade ist, kann, wie Fig. 3 zeigt, auch der feste Kontakt 11 gerade und der beweg liche Kontaktteil 12 an seinem Ende gewölbt sein.
In dem Diagramm nach Fig. 4 ist als Abszisse die Anlaufstromstärke eines an das Schütz angeschlossenen Drehstrommotors an gegeben, vergleichsweise sind auch die ent sprechenden Nennstromstärken (N6 bezw. <B>N8)</B> bei Annahme eines sechsfachen bezw. achtfachen Anlaufstromes eingezeichnet. Die Ordinaten geben die höchstzulässige Länge L des an den Kontaktträger 13a besonders an gesetzten beweglichen Kontaktteils 12 in Millimetern an.
Die Auftreffwucht des beweglichen Scbaltstückes, durch welche die Grösse der Prellung bestimmt ist, hängt nun nicht allein von der Masse des beweglichen Schaltstückes, sondern auch vor allem von seiner Geschwin digkeit im Augenblick der Kontaktberührung ab. Daher lässt sich ein Olschaltgerät nach der Erfindung noch weiter dadurch verbessern, dass zur weiteren Verminderung der Prell wucht, insbesondere zur Kleinhaltung der Endgeschwindigkeit, mit dem Träger des be weglichen Kontaktes (Traverse) eine quer zu seiner Bewegungsrichtung stehende Dämp- fungsplatte verbunden ist, die sich unter dem Öl bewegt.
In Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig. 5 zeigt die Seitenansicht, Fig. 6 die Vorderansicht eines dreiphasigen Ölschützes. 31 ist eine Isoliergrundplatte, 32 ein Ölgefäss. An der Grundplatte 31 sind die feststehenden Kontaktbügel 33, 34, 35, sowie der feststehende Eisenteil 36 des Schaltmagnetes befestigt. 3 7 ist-die Magnet spule, 38 der Magnetanker, 39 das Dreh lager des Magnetankers. Der Magnetanker 38 trägt zwei Querleisten 40 und 41. An .der Querleiste. 41 sind die beweglichen Kontakt träger 42, 43, 44 angebracht.
Mit der Quer leiste 40 ist durch Bügel 45, 46 die Dämp- fungsplatte 47 verbunden. Diese Dämpfungs- platte steht hier nicht genau senkrecht zur Bewegungsrichtung, sondern etwas schräg dazu. Sie besteht aus Faserstoffisoliermate- rial.
Eine weitere besonders vorteilhafte Aus führungsmöglichkeit besteht darin, dass die vorzugsweise in an sich bekannter Weise als Isolierpressteil gestaltete Hubbrücke (Tra= verse), die die beweglichen Kontakte trägt, selbst als Dämpfungseinrichtung ausgebildet ist, beispielsweise durch Verbreiterung ihrer quer zu ihrer Bewegungseinrichtung stehende Gesamtfläche. Bei einem weiter unten be schriebenen, in Fig. 8 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel ist eine derartige Dämpfungs- einrichtung vorgesehen.
Auch können die bewegliche Hubbrücke und die Träger der ortsfesten Kontakte so ineinandergreifen, dass sie durch ihr Zusam menwirken bei der Anzugsbewegung eine dämpfende Wirkung nach Art der an sich bekannten Dämpfungskolbenpumpen hervor rufen.
Hierfür zeigt Fig. 7 ein Ausführungsbei spiel. 50 ist der ortsfeste Teil des Elektro magnetes mit der Erregerspule 51. 52, 53 sind die Träger der orstfesten Kontakte. Die gemäss der Erfindung ausgebildete Kontakt anordnung selbst ist der Einfachheit der Dar- stellung halber nicht mitgezeichnet. Träger 52, 53 tragen an ihren untern Enden die nicht mit dargestellte ortsfeste Kontaktein richtung, während die ebenfalls nicht mit dargestellten beweglichen Kontakte von der Hubbrücke (Traverse) 54, die mit dem be weglichen Teil des Magnetes 55 fest verbun den ist, getragen werden.
Die Dämpfungs- einrichtung wird hierbei gebildet durch An sätze 56, 57 an den Trägern der ortsfesten Kontakte 52, 53; durch welche die die be weglichen Kontakte tragende Hubbrücke ge führt ist. Die Ansätze 56, 57 an den Trä gern der ortsfesten Kontakte greifen mit der beweglichen Hubbrücke 54 so ineinander, dass sich durch ihr Zusammenwirken bei der An zugsbewegung eine dämpfende Wirkung nach Art von Dämpfungskolbenpumpen ergibt. Derartige Anordnungen sind besonders raum sparend und auch wegen der geringen Zahl der benötigten Einzelteile vorteilhaft.
Es be steht bei Unterspannung unter Umständen die Schwierigkeit, dass beim Berühren der Schaltstücke zwar keine Prellung eintritt, dass aber die zur Überwindung des grossen Kontaktdruckes erforderliche Energie wegen der dann verhältnismässig geringen Zugkraft der Magneten nicht vorhanden ist und ein Festschweissen der Kontakte infolge nicht vollständigen Durchzuges eintreten kann.
Diese Schwierigkeit, die sich bei einem erfindungsgemässen Schalten mit kleiner Endgeschwindigkeit und kleiner Masse der beweglichen Kontaktstücke durch den weiten Bereich der Netzspannung, in welchem das Schütz sicher arbeiten soll, ergeben kann, kann dadurch behoben werden, dass zwecks Energiespeicherung bis zur beginnenden Kon taktberührung der Träger der beweglichen Kontakte (Traverse) durch ein zusätzliches Gewicht beschwert ist.
Hierdurch gelingt es, neben der Verhinderung der Prellung, die durch Kleinhaltung der Auftreffwucht der von der Traverse getragenen beweglichen Kontaktstücke sichergestellt ist, auch einen sicheren Durchzug des Magnetes bis in die vollständige Einschaltstellung zu gewährlei sten. Das Zusatzgewicht übernimmt hierbei die Rolle, die das Schwungrad bei einer Kol benmaschine hat. Es stellt den Energiespei cherdar.
Die Schaltstücke berühren sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit und die Kontaktdruckfedern werden durch die nun mehr freiwerdende kinetische Energie im Träger der beweglichen Kontakte auch bei mässiger Geschwindigkeit vollständig durch gedrückt. Ausserdem wird der Einfluss des Wechsels des magnetischen Feldes, der nach teilig wirken kann, durch das Ausgleichs gewicht vermindert.
Eine diesbezügliche Ausführungsform ist in Fig. 8 an einem Ausführungsbeispiel ver anschaulicht. 60 ist die Sockelplatte eines Öl- schützes, 61, 62 sind die Träger der orts festen Kontakte, 63 ist der Kern des Elektro magnetes, dessen Spule mit 64 bezeichnet ist. 65 ist der bewegliche Anker des Elektro magnetes, der mit dem Kontaktträger (Tra verse) 66 fest verbunden ist. Dieser trägt die beweglichen Kontakte 67, 68, die unter dem Einfluss von Kontaktdruckfedern 69 stehen und durch eine bewegliche leitende Verbin dung 70 elektrisch miteinander verbunden sind.
Die Traverse 66, die in einer Führung 71 geführt ist, ist durch ein mit ihr verbun denes Zusatzgewicht 7? beschwert. Sie ist ausserdem mit Vorsprüngen 73, 74 versehen, die bei der Anzugsbewegung als Dämpfungs- glieder wirken.
Aus Gründen, die weiter oben dargelegt sind, ist die Masse des beweglichen Magnet teils :65 und ebenso die der aus Isolierstoff hergestellten Traverse 66 verhältnismässig gering, ebenso die Masse der Kontaktstücke 67, 68. Der Magnet ist kräftig bemessen, um die Kontaktdruckfedern 69 sicher durchzie hen zu können.
Damit die Geschwindigkeit, der beweglichen Teile nicht zu gross wird, sind die Dämpfungsglieder 73, 74 vorgesehen, und damit trotz der hierdurch erreichten ge ringen Auftreffgeschwindigkeit, besonders auch bei Unterspannung und trotz des we.ch- selndenF Kraftflusses im Magneten ein siche rer Durchzug zustande kommt, ist das zusätz liche Gewicht 7\3, das zweckmässig aus Metall oder einem andern Stoff von hohem spezifi- sehen Gewicht besteht und je nach Bedarf bemessen werden kann, vorgesehen.
Besonders vorteilhaft ist es, das Zusatz gewicht gleichzeitig zur Bildung von Kon struktionsteilen mit besonderen Funktionen auszunutzen. Man kann zum Beispiel das zu sätzliche Gewicht seitlich an der Traverse in Führungsteilen unterbringen, die mit ent sprechenden ortsfestem Führungsteilen zu sammenarbeiten und so mehrfach, nämlich einmal zur Energiespeicherung und ausserdem zur Führung der Traverse und der mit ihr verbundenen Teile ausgenutzt sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungs form des Erfindungsgegenstandes, jedoch ohne Zusatzgewicht, ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Hier besteht die zwischen dem Tr'ä'ger des beweglichen Kontaktes und dem beweglichen Kontakt selbst wirksame Kon- taktdruckfeder in einer Blattfeder, die mit tels einer Erhebung, z. B. eines Nietkopfes. auf das Kontaktstück drückt, und zwecks Einstellung des Kontaktdruckes einen von einer in den Kontaktarm eingeschraubten Befestigungsschraube durchdrungenen Längs schlitz besitzt.
Diese Einrichtung gestattet es in ein facher Weise, den Kontaktdruck beim Zu sammensetzen des Apparates auf einen be stimmten Wert einzustellen, unabhängig von Differenzen in den Abmessungen zwischen den einzelnen Schalterteilen, die verhältnis mässig grosse Toleranzen besitzen können. Ein besonderer Vorteil besteht auch darin, dass die Blattfeder mit keinerlei Biegungen ver sehen zu werden braucht, wodurch die Her stellung besonders einfach wird.
Die Einrichtung nach der Erfindung kann auch bei andern Schalteinrichtungen als bei Ölschützen mit günstigem Erfolg angewendet werden.
Es ist für die Gewährleistung des siche ren und einwandfreien Arbeitens von Öl- schaltgerä.ten weiterhin wichtig, dafür zu sorgen, dass die beweglichen Teile eines Öl- schützens sicher geführt sind, so da.ss sie sich nicht verklemmen können. Ausserdem soll das Schütz so ausgebildet sein, dass es möglichst einfach zusammengesetzt werden kann.
Die Sockelplatte 81 des in Fig. 9 und 10 dar gestellten Ölschützes -besitzt daher in den Öl- topf hineinreichende Fortsätze 82, die zur unverrückbaren Lagerung des ortsfesten Teils des Magnetes 83 und als Führung des be weglichen Magnetankers 84 ausgebildet sind.
Ein solches Ölschütz lässt sich besonders gün stig in der Weise bauen, dass die Fortsätze 82 der Sockelplatte 81 den- feststehenden Teil 83 des Magnetes 84 nach Art von Führungs schienen von durchgehend gleichbleibendem Profil zwischen sich fassen, so dass beide Teile 83, 84 des Magnetes beim Zusammen setzen nacheinander zwischen sie eingescho ben werden können.
Das Zusammensetzen wird dadurch noch einfacher. Weiterhin ist ein im wesentlichen U-förmiger Bügel 86, der mit seinen rechtwinklig umgebogenen Enden in die Sockelplatte oder ihre innern Fortsätze oder hinter Vorsprünge derselben greift und als Hubbegrenzer für die beweglichen Teile, insbesondere für den Anker des Schützes dient, verwendet.
Weiterhin greifen die Sockelplatte bezw. deren Fortsätze hinter- greifende Teile 86 des Bügels 85 auch in Nuten 87 des feststehenden Teils 83 des Mag netes ein, so dass sie diesen in seiner Lage befestigen. Fig. 10 zeigt die Kontakteinrich tung des gleichen Ölschützes. 91 ist der orts feste Träger des festen, 92 der des beweg lichen Kontaktes.
93 ist der bewegliche Kon taktträger, 94 ein in diesem für sich beweg lich gelagertes Kontaktstück. 95 ist das vom Schaltmagneten betätigte Antriebsorgan für den Kontaktträger. Dieser ist in dem Teil 92 gelagert und steht dort unter dauernder Ein- wirkung einer Feder 96. Am Kontaktträger 93 ist eine auf das Kontaktstück 94 wirkende Kontaktdruckfeder 97 vorgesehen, die die Form einer Blattfeder besitzt.
Sie drückt mittels eines Nietkopfes 98 oder mit einer sonstigen Erhebung auf das Kontaktstück. Sie besitzt ausserdem, wie besonders deutlich in Fig. 11, die die beweglichen Schalterteile von unten gesehen zeigt, zu sehen ist; einen Längsschlitz 99, der von einer in dem Kontaktarm eingeschraubten Befestigungs schraube 90 durchdrungen ist.
Es ist bekannt, dass die Lebensdauer der Kontakte von Schützen, und zwar sowohl von solchen, die in Luft, als auch von solchen, die unter Öl arbeiten, von der Schalthäufig keit abhängt. Nun wird aber die Schalthäu figkeit eines Schützes im Betrieb häufig un ter- oder überschätzt. Man ist daher gezwun gen, die Schützenkontakte verhältnismässig häufig auf ihren Zustand hin zu kontrollie ren. Dazu ist jedesmal zum mindesten ein Stillegen der betreffenden Stromkreise, häu fig auch Abnehmen von die Sicht und Zu gänglichkeit behindernden Teilen und dar auffolgender Wiederzusammenbau erforder lich.
Deshalb wird zweckmässigerweise das Schaltgerät mit einem Zählwerk versehen, das mit - dem beweglichen Kontaktteil des Schützes beispielsweise in mechanischer Ver bindung steht und die Anzahl der ausgeführ ten Schaltungen registriert. Das Zählwerk wird so angebracht, dass es entweder ohne weiteres von aussen sichtbar oder aber so leicht zugänglich ist, dass es ohne Betriebs störung und am besten sogar ohne Benutzung eines Werkzeuges, z. B. durch Anheben einer Abdeckhaube, sichtbar gemacht werden kann.
Erst nach einer bestimmten Anzahl von Schaltungen, die voir..der Fabrik auf Grund von Typenprüfungen festgelegt ist, braucht dann das Gehäuse zwecks Pflege oder Aus wechselung der Kontakte geöffnet zu wer den. Zwischenzeitliche Betriebsstörungen, die bisher- zum Nachsehen der Kontakte erfor derlich und unvermeidbar waren, können da mit in Wegfall kommen.