DE659139C - Ausschalter - Google Patents

Description

Die. Erfindung betrifft einen Ausschalter, der gewöhnlich in freier Luft in Stromleitern von hoher Spannung angeordnet ist und den Stromkreis bei einer Stromstärke von Null 5 oder einem geringen Wert zu unterbrechen gestattet. Bei solchen Ausschaltern ist es bekannt, eine Verriegelung vorzusehen, welche den Ausschalter in der Schließlage festhält. Hierbei wird die Verriegelungsvorrichtung

u. a. durch den magnetischen Fluß gesteuert, welcher durch den zu öffnenden Strom in einen magnetischen Kreis induziert wird. Ein beweglicher Anker ist bestrebt, den magnetischen Kreis unter Einfluß der Anziehungskraft des magnetischen Flusses zu schließen. Der Magnetanker der bekannten Einrichtungen steht aus diesem Grunde unter dem Einfluß einer zweckmäßig mechanisch wirkenden Kraftquelle, welche die Verriegelungseinrichtung zwangsläufig zu öffnen bestrebt ist. Es sind aber hierbei zwei sehr

* unterschiedliche Höchststromstärken möglich, für ,welche sich der magnetische Kreis unter Wirkung der Kraftquelle öffnet oder schließt.

Infolgedessen ergibt sich ein unsicheres Arbeiten der Verriegelungseinrichtung. Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß in und kurz vor der Schließlage des Kontaktmessers zwischen dem am .Kontaktmesser angebrachten Riegel und den zugehörigen Verriegelungsanschlägen etwas Spiel vorhanden ist und daß der Magnetanker oder Magnetteil durch eine Feder entgegen der Wirkung der die Entriegelung vornehmenden . Kraftquelle verstellt wird, um den magnetischen Kreis in der Schließlage des Kontaktmessers zu schließen.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ,besteht der Anker aus einem länglichen Stück, welches um eine Achse schwenkbar ist, die zwischen den Polschuhen Aufnahme findet. Auf derselben Schwenkachse ist dann der Riegel angebracht und als eine Sperrklinke ausgebildet, welche in dem einen Verschwenkungssinne zwischen einem Paar Anschlagen frei hindurchgehen kann, in dem anderen Verschwenkungssinne jedoch von diesen Anschlägen angehalten wird. Der magnetische Kreis kann ferner beispielsweise das Korftaktmesser des Ausschalters umgeben und das letztere bei seinen Bewegungen begleiten. Die Erregung des magnetischen Kreises kann ferner mittels einer Wicklung erfolgen. Um den Anker an die Polschuhe in der vollkommenen Schlußlage anzudrücken, genügt es in einigen Fällen, einen ortsfesten, zweckmäßig etwas nachgiebigen Teil vorzusehen, gegen welchen das verschwenkbare

Ankerstück anschlägt und dadurch zur Verschwenkung und zum Anliegen an die Polschuhe gebracht wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform bildet der Anker selbst den Riegel und wird bei genügend starkem Feld infolge der magnetischen Anziehung gegen zwei mit Anschlägen versehene Polschuhe angepreßt, wodurch die Bewegung des Ankers gehindert wird, welcher ίο seinerseits , die Verstellung des Kontaktmessers sperrt. Die Polschuhe werden dabei zweckmäßig ortsfest ausgebildet, und der schwebende Anker wird von einem diamagnetischen Träger getragen, welcher beim Anlangen des Kontaktmessers am Hubende der Schlußlage den Anker gegen ,'die Polschuhe andrückt, zu welchem Zweck der Träger an dem Kontaktmesser in geeigneter Weise angelenkt ist. Man kann schließlich auch den Anker fest an den Kontaktmesser anbringen und die Polschuhe verschwenkbar, aber sonst ortsfest ausbilden und sie durch ein Gewicht belasten, welches bei bestimmten Strombedingungen wirkungslos wird, so daß Anschläge an den Polschuhen das Verriegeln des Ankers und des Kontaktmessers bewirken. Die Zeichnungen veranschaulichen drei Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Fig. ι zeigt die teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausschalters mit der Verriegelungseinrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie ΙΙΙ-ΓΙΙ der Fig. 1.

Fig. 4 zeigt eine teilweise geschnittene χΑ,η-sicht der zweiten Ausführungsform. Fig. 5 ist die Vorderansicht derselben. Fig. 6 ist ein Schnitt nach der Linie VI-VI d_er Fig. 4, jedoch in der Annahme, daß das Kontaktmesser etwas nach rechts verstellt wurde, das öffnen jedoch durch den Riegel^ verhindert ist.

Fig. 7 zeigt eine Einzelheit, nämlich die Draufsicht des als Riegel ausgebildeten Ankers.

Fig. 8 ist ein Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Fig. 7.

Fig. 9 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der dritten Ausführungsform.

Fig. 10 ist die Vorderansicht derselben und Fig. 11 die Rückansicht des Magnetstückes. Mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 enthält der Ausschalter in üblicher Weise ein Kontaktmesser i, das an dem einen Ende bei 2 angelenkt ist und mit dem freien Ende in der Schlußlage zwischen den Kontaktbacken 3 eingeklemmt ist. Ein magnetisctier Kreis 4, der z. B. durch Aufeinanderschichten von Profilblechen gebildet ist, umgibt allseitig das Kontaktmesser ι und ist an diesem letzteren mittels der Profilträger 6 befestigt, derart, daß das Magnetstück das Kontaktmesser 1 bei dessen Bewegungen begleitet. Das Magnetstück 4 endigt in zwei Polschuhen 7, 8 (JEfig·. 3), zwischen welchen der Anker 9 auf einer lotrechten Achse 10 befestigt ist, welche in zwei Lagern ii, 12 drehbar ist. Diese letzteren sind an dem Kontaktmesser 1 befestigt. Der Anker ist mit gekrümmten Profil- Seiten so versehen, daß sich dieselben den entsprechenden Abschrägungen der Polschuhe 7, 8 genau anpassen. Das eine Endteil des Ankers 9 unterliegt der Einwirkung einer Zug- · feder 13, welche bestrebt ist, den Anker 9 aus ⁷^ der Anlage mit den Pol schuhen 7, 8 zu entfernen. Die Anlage des Ankers gegen die Polschuhe kann unter dem Einfluß einer federnden Lamelle 14 erfolgen, die an der ortsfesten Grundplatte 15 befestigt ist.

An derselben Grundplatte 15 ist ferner ein Paar von Schenkeln id, 17 befestigt, welche das Kontaktmesser 1 etwas unterhalb der leitenden Klemmbacken 3 umfassen. Auf derselben Achse 10 wie der Anker 9 ist in dem Zwischenraum zwischen den Schenkeln 16, 17 eine Klinke 18 von länglich parallelepipedischer Gestalt befestigt, wobei ersichtlich ist, daß die Länge der Klinke in Fig. 2 größer ist als der Zwischenraum zwischen den an den Schenkeln 16, 17 befestigen, nach einwärts gerichteten Anschlägen 19, 20. Der freie Durchgang der Klinke 18 zwischen den Anschlägen 19, 20 kann nur dann erfolgen, nachdem die Klinke r8 um die Achse 10 eine ⁹^ Schwenkung von etwa 90⁰ ausgeführt hat,, da die Breite der Klinke geringer als der Abstand -19-20 ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende:

In der in Fig. 3 dargestellten Schlußlage wird der Ankern gegen die Polschuhe 7, 8 fest durch die federnde Lamelle 14 angepreßt. Um den Leiter zu öffnen, wird das Kontaktmesser ι nach links um die Schwenkachse 2 in üblicher Weise verschwenkt, wodurch sich der Anker 9 von der Feder 14 entfernt und unter der Einwirkung der Feder 13 etwa um 90⁰ Um die Achse 10 verschwenkt. Durch diese Verschwenkung wird auch die auf der- no selben Achse 10 sitzende Klinke 18 um etwa gedreht und nimmt eine solche Lage ein, daß sie frei zwischen den Anschlägen 19, 20 hindurchgehen kann. ;

Sobald jedoch die Stromstärke im Leiter «5 den Wert überschreitet, über welchen hinaus das Öffnen des Ausschalters gehindert sein soll, ändert sich der Vorgang in folgender Weise:

Der im Kontaktmesser 1 vorhandene Strom erzeugt in dem Magnetstück 4 einen Kraftfluß, der durch den Anker 9 geschlossen ist.

Beginnt daher das Kontaktmesser χ seine öffnende Bewegung, so bleibt der Anker 9, trotzdem dieser sich von der Lamelle 14 entfernt und von der Feder 13 gezogen wird, an den Polschuhen durch 'die magnetische Anziehung haften, so daß auch die Klinke 18 in der in Fig. 2 dargestellten Lage verbleibt. Nach einer geringen .Schwenkbewegung wird daher das Kontaktmesser 1 angehalten, da die Klinke 18 sich gegen die Anschläge 19, 20 anlegt. In diesem Zeitpunkt hat das obere Endteil des Kontaktarmes 1 die Backen 3 noch nicht verlassen, und es ist ersichtlich, .daß der Stromkreis nicht geöffnet werden kann.

Diese Wirkungsweise bleibt dieselbe, wenn der Ausschalter unter der Wirkung einer übermäßigen Stromstärke sich spontan zu öffnen beginnt.

Beim Schließen des Ausschalters, in welcher Lage sich der Anker 9 und die Klinke 18 unter dem Einfluß der Feder 13 um 90⁰ zu der dargesteüjten Lage befinden, kann das Hineinschieben frei erfolgen. Beim Anlangen am Hubende gelangt der Anker 9 mit der Lamelle 14 in Anlage, wodurch eine Verschwenkung des Ankers in die dargestellte Lage eintritt. In der normalen Schlußlage ist somit der Luftspalt im magnetischen Kreis Null, und die Verriegelung wird durch eine magnetomotorische Kraft erzielt, welche wesentlich geringer als bei den bekannten Vorrichtungen ist, "bei welch letzteren der Luftspalt während des Normalbetriebes den Höchstwert erreicht und die Verriegelung durch Schließen dieses Luftspaltes unter der Einwirkung einer aus der Stromstärke in: Leiter hervorgehenden magnetoniotorischen Kraft erzielt wird. Infolgedessen ist die Anziehungskraft zu Beginn der Wirksamkeit verhältnismäßig gering und steigt erst nachträglich als Parabelfunktion. Es wird daher erforderlich, eine verhältnismäßig sehr bedeutende magnetomotorische Kraft vorzusehen, um eine solche Verriegelungseinrichtung anzulassen. Wie ersichtlich, ist die erfindungsgemäß benötigte magnetomotorische Kraft unvergleichlich geringer.

Es ist selbstverständlich, daß das Feld im magnetischen Kreis auch durch eine in entsprechender Weise gespeiste Wicklung .hervorgebracht sein könnte.

Mit Bezug auf die Ausführungsform nach Fig. 4 bis 8 ist lediglich der obere Teil des Kontaktmessers 22 nebst den Kontaktklemmen 21 dargestellt. In ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform ist das Kontaktmesser 22 von einem magnetischen Kreis mit zwei waagerechten Schenkeln 23, 24 umgeben. Dieses Magnetstück wird jedoch in ortsfester Lage durch Winkeleisen 25, 26 gehalten, -an denen es durch Schraubenstifte 2j befestigt ist. Die an den Endteilen der Schenkel 23, 24 befindlichen Polschuhe 28, 29 sind mit nach abwärts gerichteten Haken 30 versehen und zeigen eine nach links gerichtete Konvergenz (Fig. 6) ihrer Seitenflächen 31, 32, um das Einführen des Kontaktarmes 22 zu erleichtern. Der -magnetische Fluß wird durch eine als Anker wirkende, schwebende, in besonderer Weise ausgebildete Sperrklinke 33 geschlossen, welche in bestimmter Lage sich dicht an die untere Fläche der Polschuhe 28,29 anlegt und, wie beschrieben werden soll, die Verriegelung bewirkt.

Eine durch den Kontaktarm 22 frei hindurchgeführte Welle 34 bildet eine Abst-ützungs- und Gelenkachse für zwei Seitenplatten 35., 36, die zu beiden Seiten des Kontaktarmes gemäß Fig. 5 verlaufen und an ihrem vorderen Teil 37 entsprechend abgebogen sind, so daß sie aneinanderstoßen und mit diesem gemeinsamen Teil am Hubende des Kontaktarmes gegen eine einstellbare Schraube 38 anstoßen, welche von einer etwas federnden Lamelle 39 getragen wird, die ihrerseits an ortsfesten Teilen befestigt ist.

Die anderen Enden der Platten 35, 36 bilden ein Ganzes mit einer Stütze 40 aus diamagnetischem Metall, welche vor dem Kontalctarm 22 in dessen äußerster Lage verläuft und eine mit schräger · Fläche 42 versehene Querleiste 41 trägt, an der in der Mitte ein profilierter Haken 43- sitzt. Die Stütze 40 ist zur Aufnahme eines als Anker dienenden schwebenden Stückes 33 aus magnetischem Material bestimmt und -dient dazu, diesen Anker in der erforderlichen Lage während der unterschiedlichen Arbeitsstellungen des Kontaktarmes zu führen. Die Ausbildung ¹Q" dieses Stückes 33 ist insbesondere aus Fig. 7 und 8 ersichtlich. Es besitzt in Draufsicht die Gestalt -eines Rechteckes, in welchem ein divergierender Ausschnitt 44 zwecks Eintritts des Kontaktarmes vorgesehen ist. Die obere *°5 Fläche 45 des Ankers 33 ist eben ausgeschliffen, um sich genau an die untere Fläche der Polschuhe 28,29 anzulegen, während die untere Fläche 46 als ein Pyramidenstumpf ausgestaltet ist und sich gegen die Stütze 40 nur mit einer geringen Grundfläche anlegt. Diese Ausbildung hat den Zweck, eine gewisse Verstellung des Ankers und ein freies Anlegen ,an die Polschuhe zu ermöglichen, wenn die Platten 35, 36 Verschwenkungen in bezug auf den Kontaktarm ausführen.

Beim Schließen des Ausschalters gehen sowohl der Anker 33 als auch dessen Stütze 40 frei unterhalb der Haken 30 des Magneten hindurch, wodurch, sobald der Kontaktarm 22 am Hübende zwischen die Backen 23, 24 gelangt, der abgebogene Teil 37 der Platten

35> 36 gegen die Schraube 38 anstößt, wodurch diese Platten um die Achse 34 entgegen zur Uhrzeigerbewegung verschwenkt werden und die Stütze 40 nebst Anker 33 gehoben und der letztere gegen die Polschuhe 28, 29 angelegt wird. Unter dem Einfluß des durch den Kontaktarm 22 gehenden Stromes entsteht in dem Magneten ein magnetischer Fluß, wodurch der Anker gegen die Polschuhe durch die magnetomotorische Kraft festgehalten wird.

Zwecks Öffnens des Ausschalters wird der Kontaktarm 22 nach rechts (Fig. 4) derart verschwenkt, daß derselbe aus dem Eingriff mit den Backen befreit wird. Bei dieser Bewegung nimmt der Kontaktarm 22 den Anker 33 nach rechts* mit, wobei der Teil 37 der Stütze 40 sich von der Schraube 38 entfernt und die Stütze infolge der Massenverteilung freiwillig um die Achse 34 im Sinne der Uhrzeigerbewegung verschwenkt wird, und zwar so lange, bis die Innenkante 47 des Teiles 37 sich gegen die Kante des Kontaktarmes 22 anlegt. Das Ganze nimmt dann annähernd die in Fig. 4,5 dargestellte Lage ein, bei welcher der Anker 33 sich von den Polschuhen 28, 29 abgelöst hat und der Kontaktarm 22 für die Öffnungsbewegung frei ist, da der Anker auf seiner Stütze 40 frei aufruht und unterhalb der Haken 30, ohne sie zu berühren, hindurchgehen kann.

Überschreitet dagegen der Strom im Kontaktarm 22 den für das öffnen" bestimmten Höchstwert, so ist die magnetomotorische Kraft genügend groß, um den Anker 33 fest gegen die Polschuhe 28, 29 zu halten, so daß bei der Anfangsbewegung des Kontaktarmes der Anker 33 in Anlage an denPolschuhen entlang derselben gleitet, bis derselbe dem Haken "40 30 begegnet und durch diesen letzteren gemeinsam mit dem Kontaktarm verriegelt wird. Da der Hub des Ankers 33 von seiner normalen Lage bis zu dem Anschlag mit dem Haken in der Regel etwa 12 mm beträgt, so bleibt der Kontaktarm noch mit den Backen 21 in Berührung, und der Stromkreis ist gegen das Öffnen gehindert.

Es ist ersichtlich, daß in der normalen Lage die Stütze 40 den magnetischen Stromkreis in allen Fällen geschlossen hält, und zwar selbst dann, wenn die Stromstärke in dem Kontaktarm 22 gleich· Null ist. Es wird auf diese Weise eine Magnetanordnung mit einem Luftspalt verwirklicht, dessen Wert praktisch gleich Null ist und welche einen sehr erheblichen und von der Stromstärke unabhängigen mechanischen Widerstand aufweist.

Es ist zu bemerken, daß 'der Haken 43 lediglich den Zweck hat, den Anker 33 am

Herausfallen in der Offenlage des Kontaktarmes 22 zu halten. Die Loslösung der Stütze 40 bzw. des Ankers 33 erfolgt durch das Eigengewicht ,und die Massenverteilung in bezug auf die Schwenkachse 34, wodurch Anwendung von Federn sich erübrigt. Es ist indes ersichtlich, daß solche Federn besonders vorgesehen sein könnten.

Die Ausführungsform nach Fig. 9, 10, 11 betrifft eine Verriegelung einfacherer Art und ist insbesondere in den Fällen anwendbar, wenn größere Stromstärken von etwa 300 Amp. in Frage kommen. In diesem Falle besitzt der Magnet 48 eine ähnliche Ausgestaltung 'wie gemäß Fig. 4; indes ist derselbe an sich J5 nicht ganz ortsfest, sondern an ortsfesten Winkeleisen 49 mittels Zapf en 50 verschwenkbar gelagert. An dem einen Ende trägt der Magnet 48 ein einstellbares Gewicht 51, welches das Bestreben hat, den Magnet im Sinne entgegen der Uhrzeigerbewegung zu verstellen, welche Verstellung durch die Anschlagschraube 52 begrenzt ist.

Der magnetische Kreis wird durch einen Weicheisenanker 53 geschlossen, welcher fest an dem Kontaktarm (54) sitzt. Wird der Kontaktarm 54 in die Schließlage gebracht, so stößt er auf die Schraube 38 auf, die sich in etwas mehr nach rechts verlegter Stelle befindet, wodurch die Schraube 38 und mit ihr das Magnetjoch 48 im Sinne des Uhrzeigers verschwenkt werden und das Magnet] och die in Fig. 9 gezeigte Lage annimmt. In dieser Lage ist der Luftspalt gleichNull. Beim stromlosen Öffnen des Ausschalters oder Unterbrechen kleiner Ströme, und zwar während des ersten Teiles des Kontaktarmhubes, entfernt sich der Arm 54 von der Schraube 38, wodurch das Magnet joch, da das Gegengewicht 51 dann überwiegt, sich um die Achse 50 verschwenken kann. Sobald hingegen der Strom im Ausschalter einen gewissen Wert, z. B. 300 Amp., überschreitet, bleibt der Magnet 48 entgegen der Wirkung des Gewichtes 51, und zwar infolge der magnetischen Anziehung, in fester Anlage gegen den Anker 53, so daß das Öffnen des Ausschalters dadurch ,verhindert ist, daß^! der Anker S3 an den Magnetschuhen gleitet, bis derselbe auf die Haken 55 aufstößt.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   ι . Ausschalter, bei welchem das öffnen des beweglichen Kontaktteiles durch eine "5 Verriegelungsvorrichtung verhindert wird, welche durch den ,magnetischen Fluß gesteuert wird, der durch den zu öffnenden Strom in einem magnetischen Kreis induziert wird, welchen ein beweglicher Anker unter dem Einfluß der Anziehungskraft des magnetischen Flusses zu schließen be-

   strebt ist, wobei der Magnetanker unter dem Einfluß einer zweckmäßig mechanisch wirkenden Kraftquelle steht, die die Verriegelungseinrichtung zwangsläufig zu öffnen bestrebt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in und kurz vor der Schließlagedes Kontaktmessers zwischen dem am Kontaktmesser angebrachten Riegel (i8) und den zugehörigen Verriegelungsanschlagen (19, 20) etwas Spiel vorhanden ist und daß der Magnetanker (9) oder • Magnetteil (48) durch eine Feder (14 bzw. 39) entgegen der Wirkung der die Entriegelung vornehmenden Kraftquelle (13, 51) verstellt wird, um den magnetischen Kreis in der Schließlage des Kontaktmessers zu schließen.
2. 2. Ausschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anlangen des Kontaktmessers in der Schließlage der von ihm getragene magnetische Kreis (4) durch eine Verschwenkung des Ankers (9) mittels eines ortsfesten Anschlages (14) geschlossen wird.
3. 3. Ausschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (9) auf einer zwischen den Polschuhen (7,8) drehbaren Achse (10) befestigt ist.
   
4. 4. Ausschalter nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel als eine verschwenkbare Klinke '(18) von länglich rechteckiger Gestalt ausgebildet ist, die auf derselben Achse (10) wie der Anker (9) sitzt und in der einen Schwenkrichtung gegen ortsfeste Anschläge (19, 20) angelegt wird, wodurch der Kontaktarm angehalten wird.
5. 5. Ausschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (33) als ein relativ zum Kontaktarm (22) bewegliches Stück ausgebildet ist und gegen am ortsfesten Magneten (23, 24, 28, 29) angebrachte Haken (30) beim öffnen des Kontaktarmes anstößt und den letzteren verriegelt.
6. 6. Ausschalter nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (33) durch eine an dem Kontaktarm (22) angelenkte Stütze (40) aus diamagnetischem Metall frei abgestützt ist, wobei Anschläge (37,38,39) beim Anlangen des Kontaktarmes in der Schließlage die nicht ausgeglichene Stütze (40) derart zum Verschwenken bringen, daß die Stütze (40) den Anker (33) bis zur Berührung mit den Polschuhen (28,29) hebt.
7. 7. Ausschalter 'nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (48) mit Anschlaghaken (55) versehen und um eine ortsfeste Achse (50) in einseitig belastetem Zustande verschwenkbar angeordnet ist, um beim Öffnen des Kontaktarmes entlang eines an dem letzteren befestigten Ankers ' (53) zu gleiten und diesen letzteren samt dem Kontaktarm mittels der Anschlaghaken (55) zu verriegeln.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen