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Installationsselbstschalter Bei Installationss.elbstschaltern zum
Schutze gegen Überlastungen .und Kurzschlüsse haben sich als Gesperre Kniehebelschaltwerke
bewährt. Diese bestehen aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Hebeln oder Hebelpaaren,
die an einemEn.de mit dem Schaltgriff und am anderen Ende mit dem beweglichen Schaltkontakt
oder der diesen tragenden Ausschaltfeder verbunden sind. Häufig ordnet man zwischen
dem einen Ende der Kniehebel und dem Schaltkontakt noch einen besonderen Schalthebel,
z. B. ,in Form eines drehbar gelagerten Doppelhebels, an, der die Kniehebelbewegung
in die .gewünschte geradlinige oder kurvenförmige Bewegung des Schaltkontaktes umwandelt.
Bei derartigen Ausführungsformen mit kniehebelartigem Schaltgestänge ist es bekannt,
.den beweglichen Schaltkontakt an oder in der Nähe des Anlenkungspunktes des einen
Kniehebels an dem besonderen Schalthebel vorzusehen. Eine solche Anordnung bedeutet,
daß das Schaltgestänge den gleichlangen Schaltweg zurücklegen muß wie der bewegliche
Schaltkontakt selbst, dessen Schaltweg mit Rücksicht auf hohe Schaltleistung bekanntlich
möglichst groß ,gemacht wenden muß. Bei einer solchen Anordnung muß man also einen
unerwünscht großen Schaltweg des Schaltgestänges in Kauf nehmen und benötigt zu
dessen Unterbringung und Führung erheblichen Raum.
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Bei Selbstschaltern mit Kniehebelschaltwerk befinden sich die Kniehebel
während der Einschaltbewegung und in der Einschaltstellung in der Strecklage. Die
Auslösung wird dadurch herbeigeführt, .daß das Auslösemittel, der Anker eines Elektromagneten
oder ein Bimetallstreifen oder ,ein von diesem beeinflußter Auslösehebel, auf den
Gelenkpunkt der Kniehebel einwirkt und dieses durchdrückt. .Während der Einschaltbewegung,
und zwar auch noch von ,dem Augenblick der ersten Kontaktberührung an bis zur vollendet.enEinschaltung
verändert naturgemäß der Gelenkpunkt der Kniehebel seine Stellung, und es kommt
nun darauf an, zu erreichen, daß ,das Auslösemittel unter dem Einfluß der höchsten
Auslösekraft während der gesamten Einschaltbewegung his zu deren Vollendung richtig
auf dem Gelenkpunkt auftritt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe hat man verschiedene Mittel angewandt. Es
ist bekannt, an einem der Kniehebel einen Sporn anzubringen oder .die Aufschlagfläche
am Kniehebel oder auch an einem besonderen Stößel des Auslösemittels kurvenförmig
zu gestalten. Schließlich hat man vorgeschlagen, den an einem Elektromagnetanker
angebrachten Stößel während der Einschaltbewegung ebenfalls, und zwar entsprechend
der Bewegung des Kniegelenkpunktes zu verschieben. Alle diese Hilfsmittel sind insofern
Notbehelfe, als sie, wie beispielsweise die verschiebbare Anordnung des Stößels,
den Aufbau des Gesperres verwickeln und verteuern oder, wie die Verwendung von Spornen
oder kurvenförmigen Aufschlagflächen, ,die Anfertigung durch die :Notwendigkeit
des Gebrauchs von
Sonderwerkzeugen verteuern. Die Sporne oder kurvenförmigen
Ansatzteile stellen im übrigen '.lassen dar, die zusätzlich bewegt werden müssen,
also die sogenannte Eigenzeit des Selbstschalters verlängern.
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Die Erfindung betrifft einen Installationsselbstsch:alter mit zwei
beweglichen, je unter der Wirkung einer Ausschaltfederkraft stehenden Schaltkontakthebeln
und mit einem Kniehebelschaltwerk, dessen eine Kniehebellasche an dem einen Schaltkontakthebel
in der Nähe seines Schaltkontaktes angreift,%während das freie Ende der anderen
Kniehebellasche mit dem Handgriff verbunden ist. Die geschilderten Schwierigkeiten
bekannter Ausführungsformen mit Kniehebelschaltwerk werden nach der Erfindung in
eigenartiger Weise beseitigt, und zwar dadurch, daß der zweite bewegliche Schaltkontakthebel
durch einen an dem beweglichen Schaltgestänge angeordneten Ansatz nach Jast völliger
Beendigung der Einschaltbewegungdes ersten Schaltkontakth,ebels in die Einschaltstellung
gedreht wird. Man erreicht auf diese Weise, daß der einzudrükkende Gelenkpunkt der
Kniehebel bereits so frühzeitig in seine Arbeitsstellung gebracht wird, daß er diese
erreicht, bevor überhaupt eine erste Kontaktberührung möglich ist. Die Besonderheit
des Erfindungsgegenstandes besteht demnach in einer Aufteilung ,der Schaltbewegung,
und zwar in der Weise, .daß die beiden beweglich angeordneten Unterbrechun.gskontakte
nacheinander in .die Einschaltstellung gebracht werden.
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Es isf an sich ,bereits bekannt, beide Kontakte einer Unterbrechungsstelle
unter der Einwirkung je einer Feder beweglich anzuordnen. Bei einer vorbekannten
Ausführung erfolgte aber die Trennung der Kontakte durch das Einschieben eines aus
Isolierstoff bestehenden Trennstückes, die Auseinanderbewegung der Kontakte erfolgt
also gleichzeitig. Bei .einer weiteren bekannten Ausführung eines Selbstschalters
mit Freiauslösung und kniehebelloser Verrastung sind zwei bewegliche Schaltkontakthebel
vorgesehen, die an ihren freien Enden je einen beweglichen Schaltkontakt tragen.
Eine Druckfeder sucht die beiden Kontakthebel ' auseinanderzudrehen, woran sie durch
eine Verrastung zunächst gehindert ist. Beim Ansprechen dieses bekannten Schalters
und Lösen der Verrastung wird zunächst einer der Schaltkontakthebel unter dein Einfluß
der Druckfeder in seine Ausschaltstellung gebracht, dadurch eine weitere Verrastung
für den zweiten Schaltkontakthebel gelöst und dieser nunmehr durch eine zweite Schaltfeder
in seine Ausschaltstellung gebracht, wobei dieser Sch-altkontakthebel zugleich den
.ersten Schaltkontakthebel in seine Einschaltstellring zurückführt. Bei dieser bekannten
Anordnung liegt die den Kniehebelselbstschaltern zugrunde liebende Aufgabe überhaupt
nicht vor; die bekannte Anordnung zeigt einen außerordentlich verwickelten. Aufbau
und zufolge der zwischen den beiden Schaltkontakthebeln angeordneten Druckfeder
die Gefahr einer Verminderung des Kontaktdruckes. Im Gegensatz hierzu wird beim
Erfindungsgegenstand nach vollendeter Ausschaltbewegung zwecks Einschaltens zunächst
der eine -der beiden Unterbrechungskontakte in seine Einschaltstellung und dabei
gleichzeitig der Gelenkpunkt der Kniehebel in diejenige Stellung gebracht, in welcher
er der wirksamsten Einwirkung des Auslösemittels ausgesetzt äst, und erst anschließend
erfolgt die Schaltbewegung des zweiten Unterbrechungskontaktes. Diese ortsbewegliche
Anordnungbei:der Unterbrechungskontakte hat gegenüber vorbekannten Anordnungen den
Vorteil erheblicher Einfachheit im Aufbau des Schaltwerkes unter Fortfall zusätzlicher
Schaltfedern und Verrastungsmittel. Der Erfindungsgegenstand besitzt noch den weiteren
Vorteil, daß der Schaltweg bedeutend vergrößert wird und selbst bei erhöhten Ausschaltströmen
zur wirkungsvollen Unterbrechung ausreicht, ohne daß .es notwendig wäre, besonders
gelagerte und geführte Trennstücke zu verwenden. Die Anordnung des Unterbrechungskontaktes
des von .den Kniehebeln gesteuerten Schalthebels in der Nähe des Anlenkpunktes der
betreffenden Kniehebellasche am Schalthebel hat beim Erfindungsgegenstand nicht,den
Nachteil der bekannten Anordnungen, daß der während der Schaltbewegungen vom Gestänge
zurückzulegende Weg dem gesamten Ausschaltweg der Kontakte entspricht, so daß auch
die Nachteile der vorbekannten Anordnungen hinsichtlich größeren IZaurnbedarfs beim
Erfindungsgegenstand vermieden sind.
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Der die Einschaltbewegung vollendende Hebel, der entweder selbst als
Ausschaltfeder ausgebildet äst oder ein starrer unter der Wirkung _ einer besonderen
Feder stehender Hebel sein kann, wird zweckmäßig als .ungleichariniger Doppelhebel
ausgebildet, der am freien Ende des längeren Hebelgranes den Unterbrechungskontakt
trägt und unter Fortfall jeglicher zwangsläufigen Verbindung finit dem übrigen beweglichen
Schaltgestänge dreh-bar gelagert wird. Diese Anordnung hat nicht nur den Vorteil,
daß bei vollkommenster Raumausnutzung der Schaltweg vergrößert wird, wesentlicher
ist noch, daß sofort nach Lösung des Schaltgesperres eine rasche und unabhängig
von der Weiterbewegung des Schaltgestänges erfolgende Ausschaltbewegung des den
einen Unterbrechungskontakt tragenden Hebels erfolgen kann. Es sind also
die
zu bewegenden Massen des Schaltgestänges ohne Einfluß auf die Kontaktunterbrechung;
es wird demnach die Eigenzeit des Selbstschalters in bedeutendem Maße herabgesetzt.
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Der mit den Kniehebeln verbundene Schaltliebel kann zur weiteren Vereinfachung
des Gesperres selbst als Stromverbindungsschiene zwischen dein Unterbrechungskontakt
und einer Anschlußklemme ausgebildet werden. Er besteht z. B. aus einer Bronzefeder.
Es ist aber auch ohne weiteres möglich, an Stelle einer Bronzefeder einen Bimetallstreifen
zu verwenden, der als Auslösemittel dient und mittelbar oder unmittelbar beheizt
wird. Eine solche Anordnung eines Selbstschalters führt zu einer weitgehenden Vereinfachung
durch Fortfall sonst notwendiger Schalterteile und damit zu einer wesentlichen Verminderung
des ,Raumbedarfs. Gleichwohl gestatten der große erzielbare Schaltweg, die äußerst
geringe Eigenzeit des Schalters und dieSicherheit der sofortigen Lösung des Schaltschlosses
selbst beim Einschalten während des Bestehens eines Kurzschlusses oder einer Überlastung
die Verwendung des Selbstschalters in Hausinstallationen oder sonstigen Anlagen,
in denen mit dein Auftreten hoher Kurzschlußströme gerechnet werden kann. Die Kleinheit
des Selbstschalters und damit auch sein geringes Gewicht ermöglichen die Verwendung
des Selbstschalters überall dort, wo diese Eigenschaften in besonderem Maße gefordert
werden, also z. B. in ortsbeweglichen Anlagen, wie in Kraftfahrzeugen, Luftschiffen
oder Flugzeugen.
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Die Zeichnung läßt einAusführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
erkennen. Abb. i -neigt, wie die übrigen Abbildungen im Längsschnitt, den Schalter
in der Einschattstell:ung; Abb. 2 veranschaulicht die Ausschaltstellung, @@-ä Brend
die Abb. 3 eine Zwischenstellung erkennen läßt. Auf dem Sockel a ist, lose auf einem
Ansatz b aufliegend, ein Schalthebel c gelagert, der an seinem freien Endeden einen
l'uterbrechungskontakt d trägt. Der Hebel c ist als ungleicharmiger Hebel ausgebildet;
er stellt unter der Wirkung der Ausschaltfeder e und ist entweder durch diese selbst
oder durch eine besondere Verbindungsschiene in stromleitendeVerbin:dung mit oinerAnschlußklemme
f gebracht. Der zweite Unterbrechungskontakt g befindet sich am freien Ende eines
Schalthebels li, der an seinem zweiten Ende auf ,dein Sockel a fest eingespannt
ist. Beim Ausführuligsbƒispiel erfolgt .die Einspannung durch Vermittlung
des Führungsstückes i für den Druckknopf j. Der Schalthebel lt bestellt
beim Ausführungsbeispiel aus einem Bilnetallstreifen, der selbst zur Stromleitung
dient, also unmittelbar beheizt wird. Der Schalthebel 7i ist deshalb ohne weitere
Verbindungsmittel in stromleitende Verbinclung mit der zweiten Anschl.ußkleinme
1z gebracht. Der Schalthebel 1a ist durch den kleinen Bolzen in in gelenkige Verbindung
niit -dem einen Kniehebeln gebracht. Um einen Stromübergang von dem Schalthebel
h auf die Kniehebel zu verhindern, ist entweder zwischen .dein Hebel n und dem freien
Ende des Schalthebels h ein Isolierstück angeordnet, oder der Kniehebel st besteht
selbst aus Isolierstoff. In bekannter Weise ist der Hebel 7z im Gelenkpunkt o mit
dem zweiten Kniehebel p und dieser an seinem freien Ende gelenkig mit dem Druckknopf
j verbunden. EiZie an dem Kniehebel ic befestigte Schraube r dient als Anschlagmittel.
Mit dem Druckknopf j ist ein Ansatz s verbunden, der zur Einwirkung auf den kürzeren
Arm .des Hebels c gelangen kann.
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Die Wirkungsweise des Selbstschalters ist folgende: Tritt in der Einschaltstellung
(Abb. i) ein Überstrom oder ein Kurzschluß auf, so erwärmt sich der Bimetallstreifen
lt. und biegt sich nach oben durch. Er trifft dabei auf den Bolzen r und drückt
nunmehr das Kniegelenk n., p durch. Nunmehr kommt die Ausschaltfeder e zur Wirkung
.und im übrigen auch die nicht dargestellte, aber bekannte Feder, die den Druckknopf
j in die Ausschaltstellung zu bringen sucht. Die Teile schnellen unter der Einwirkung
dieser Federn in die in Abb. 2 veranschaulichte Ausschaltstellung. Die beiden Kontakte
d, g haben sich weit voneinander getrennt, die Kniehebel 7i, p nehmen ihre
Strecklage wieder an, der Ansatz s ist weit außer Eingriff mit .dem Hebel c gebracht
worden. Dieser steht ohne irgendeine Verbindung mit dem Schaltgestänge und hat sich
daher unter der Einwirkung der Feder e unter Fortfall sonstiger zu bewegender Klassen
rasch in seine Ausschaltstellung bewegen können. Bei der nun erfolgenden Wiedereinschaltung
bleibt zunächst der Hebel e unbeeinflußt in seiner Ausschaltstellung stehen. Das
Herabdrücken des Knopfes j, der in einer Nut t des Führungsstückes
i gleitet, veranlaßt zunächst nur die Bewegung des Unterbrechungskontaktes
g in dessen Einschaltstellung. Dies wird erreicht (Abb. 3), kurz bevor der Führungsbolzen
ii in die kleine Rast v am Ende des Schlitzes t einschnappt. In .dieser Stellung
bereits befindet sich der Bolzen r und damit der Gelenkpunkt o der Kniehebel it.,
p in derjenigen Lage, in der er auf wirksamste Weise vom Auslösungsmittel getroffen
«erden kann. Inzwischen ist, während der Unterbrechungskontaktg in seine Stellung
gelangt, der Ansatz s zur Anlage auf den kürzeren Arm des Hebels c gelangt, er nimmt
ihn bei der Weiterbewegung mit und dreht nunmehr den
Hebel c mit
dessen Unterbrechungskontakt d an den bereits im wesentlichen feststehenden Unterbrechungskontakt
gheran. Dieser Augenblick ist in Abb. 3 veranschaulicht. Nur eine kurze Einwärtsbewegungdes
Druckknopfes j genügt, um durch Einschnappen -des Bolzens u in die Rast v die Teile
in die vollendete Einschaltstellung zu bringen und hier zu verrasten.
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Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist der gesamte Aufbau .des Selbstschalters
ein außerordentlich einfacher. Zur Verwendung gelangen nur sehr wenig Teile, die
sämtlich leicht hergestellt und in kürzester Zeit zusammengesetzt werden können.
An Stelle einer thermischen Auslösung kann selbstverständlich auch eine solche durch
einen Elektromagneten in Frage kommen. In .diesem Falle würde man :den Schalthebel
la als Bronzefeder ausbilden, die U-förmig gestaltet ist, also einen Schlitz bildet,
in den sich ein verlängerter Ansatz des drehbaren Magnetankers einlegt. Auch bei
thermischer Ausschaltung kann der Hebel 1a lediglich zur Stromleitung dienen; es
wird :dann oberhalb .des Hebels 1a ein Bimetallstreifen angeordnet, der hintereinander
mit der Bronzefeder 1a geschaltet ist. In jedem Falle gelangt der Bolzen r lange,
bevor eine Kontaktberührung möglich -ist, in diejenige Stellung, die er während
des eingeschalteten Zustandes einnimmt und in der er dem wirksamsten Einfluß des
Auslösemittels ausgesetzt ist.