[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitungsschutzschalter für hohe Abschaltleistungen
gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Als Doppelunterbrechungssysteme ausgebildete Kontaktanordnungen der genannten Art
sind beispielsweise aus der DE-PS 519'462, der DE-PS 1'563'842 und der DE-OS 23'38'637
bekannt. Beim elektromagnetischen Ueberstrom-Selbstausschalter der DE-PS 519'462 sind
zwei Kipphebel mit je einem kurzen und wesentlich längeren Arm vorgesehen, wobei die
längeren Arme mit den Kontaktstücken versehen sind und die kürzeren Arme sich auf
einen beweglichen Magnetanker abstützen. Beim Selbstschalter der DE-PS 1'563'842 besteht
ein erster fester Kontaktarm aus zwei in einem Abstand parallel zueinander geführten,
festen Kontaktarmhälften, die an einem Ende durch ein Kontaktstück für den ersten
beweglichen Kontakthebel miteinander verbunden sind, und einem zweiten festen Kontaktarm,
der zwischen den genannten beiden Kontaktarmhälften geführt ist und an seinem Ende
ein Kontaktstück für den zweiten beweglichen Kontakthebel aufweist. Bei der Kontaktanordnung
der DE-OS 23'38'637 sind zwei abgewinkelte und voneinander isolierte, drehbar auf
einem bewegbaren Kontaktträger angeordnete Kontakthebel mit je zwei Kontaktbelägen
in elektrischer Reihenschaltung zur Bildung von drei Kontaktstellen vorgesehen.
[0003] Zur Abschaltung hoher Kurzschlussleistungen ist der Selbstschalter der DE-PS 519'462
wegen der Längenverhältnisse der Kipphebelarme ungeeignet, da eine schnelle Kontaktöffnung
beim Ansprechen des Magnetankers nicht gewährleistet ist. Auch der Selbstschalter
der DE-PS 1'563'842 ist hierzu ungeeignet, weil die Auslösung der Oeffnung der Kontaktanordnung
unter der Wirkung elektrodynamischer Kräfte erfolgt und die Anordnung eines magnetischen
Auslösesystems nicht möglich ist. Die Kontaktanordnung der DE-OS 23'38'637, bei welcher
zur Kontaktöffnung sowohl elektrodynamische Kräfte als auch ein Schaltstössel eines
beweglichen Magnetankers wirksam sind, benötigt zahlreiche Bauteile und ist wegen
der drei vorhandenen Kontaktstellen insbesondere im Hinblick auf den Einbau der Kontaktanordnung
zusammen mit den weiteren benötigten Schalterbestandteilen in ein Gehäuse nachteilig.
[0004] Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Leitungsschutzschalter der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei welchem die Kontaktanordnung und das zugehörige Magnetauslösesystem
im Hinblick auf die Erzielung einer hohen Abschaltleistung aufeinander abgestimmt
als Einheit im Schaltergehäuse untergebracht sind.
[0005] Erfindungsgemäss weist der Leistungsschutzschalter die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf.
[0006] Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend anhand der Zeichnungen
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die eine Längsseite eines ersten Ausführungsbeispiels des
Leitungsschutzschalters bei abgenommenem Deckel, teilweise im Schnitt,
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt längs der Mitte des Schalters der Fig. 1, teilweise
in Ansicht,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die eine Längsseite eines weiteren Ausführungsbeispiels
des Leitungsschutzschalters,
Fig. 4 einen senkrechten Schnitt längs der Mitte des Schalters der Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt längs den Kontakthebeln des Schalters der Fig. 3.
[0007] Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des Leitungsschutzschalters
weist ein Isoliergehäuse 1 auf, das aus zwei Halbschalen, einer mittleren Trennwand
und einem Deckel für jede Halbschale besteht. Aus Fig. 2 sind die eine Halbschale
3 mit dem zugehörigen Deckel 3 sowie die mittlere Trennwand 4 ersichtlich, an welche
sich die nur abgebrochen angedeutete andere Halbschale 5, die ebenfalls mit einem
Deckel versehen ist, anschliesst. In der dargestellten Halbschale 2 sind, allgemein
bezeichnet, eine Kontaktanordnung 6, ein Magnetauslöser 7 und zwei Schalt- und Lichtbogenkammern
8, 9 untergebracht. Die andere Halbschale 5 enthält, in den Figuren nicht dargestellt,
ein an sich bekanntes Schaltschloss mit einem Kipphebel zur Handbetätigung des Schalters,
ein Ueberstrom-Auslösesystem sowie Anschlussklemmen des Schalters, welch letztere
vorzugsweise auf beidseitigen Absätzen des Schaltergehäuses 1 angeordnet sind, welche
dem aus Fig. 1 ersichtlichen Absatz 10 der Halbschale 2 entsprechen.
[0008] Die Kontaktanordnung 6 enthält zwei gleichartige, im wesentlichen gerade und als
hochkant angeordnete Bandstücke ausgebildete Kontakthebel 11, welche an ihren äusseren
Enden mit einem Kontaktstück 12 versehen sind. Den mit den Kontakthebeln 11 beweglichen
Kontaktstücken 12 sind feste Kontaktstücke 13 zugeordnet, die auf je einem Leiterstück
14 angebracht sind.
[0009] Zur Lagerung der Kontakthebel 11 ist in der Halbschale 2 eine mit einer Oeffnung
15 versehene Platine 16 in nicht dargestellter Weise gehäusefest angeordnet. Mit der
Platine 16 sind zwei U-förmige Bügel 17 verbunden. Die Platine 16 und die Bügel 17
weisen Löcher 18 auf, in welchen mit den Kontakthebeln 11 fest verbundene Lagerzapfen
19 drehbar gelagert sind, wobei demnach die Kontakthebel 11 zwischen den Innenflächen
der Platine 16 und der Bügel 18 angeordnet sind. Die Kontakthebel 11 sind mit weiteren,
beidseitig der Kontakthebel vorstehenden Zapfen 20 versehen. Je eine Zugfeder 21 verbindet
die auf der gleichen Seite der Kontakthebel 11 befindlichen Zapfen 20. Hierbei liegt
die waagrechte Verbindungslinie der Federzapfen 20 oberhalb der waagrechten Verbindungslinie
der Lagerzapfen 19, so dass beide Kontakthebel 11 durch die Zugfedern 21 mit ihren
Kontaktstücken 12 an die festen Kontaktstücke 13 gedrückt werden.
[0010] Die inneren Enden 22 der Kontakthebel 11 sind, in der in Fig. 1 gezeigten Seitenansicht,
mit einem im wesentlichen kreisförmigen Ansatz versehen, der, wie aus der Schnittdarstellung
in Fig. 2 ersichtlich, eine verminderte Dicke aufweist, derart, dass die Enden 22
beider Kontakthebel 11 in der Mitte der Platine 16 übereinanderliegen. Beide Kontakthebel
11 sind so geformt und an einer solchen Stelle mittels ihrer Lagerzapfen 19 in der
Platine 16 und den Bügeln 17 gelagert, dass ihre durch die Lagerzapfen 19 bestimmten
Drehachsen angenähert in den Schwerpunkten der Kontakthebel 11 liegen.
[0011] Der Magnetauslöser 7 weist einen Spulenkörper 25 von hohlzylindrischer Form und eine
darauf aufgebrachte einlagige Wicklung 26 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel
etwa zwei Windungen hat. Die Wicklung 26 ist von einem Eisenrückschluss für den Magnetfluss
umgeben, welcher ein erstes U-förmiges Magnetleitblech 27 und ein dessen offene Seite
abdeckendes Magnetleitblech-28 aufweist. In das Innere des Spulenkörpers 25 ragt ein
Magnetkern 29,_ der auch als Lagerung des einen Endes des Spulenkörpers -25 dient.
Im Innern des Spulenkörpers 25 ist ferner ein Magnetanker 30 axial verschiebbar angeordnet.
Der Magnetanker 30 ist mit einem axialen Stössel 31 versehen, der durch eine Längsbohrung
des Magnetkerns 29 geführt ist, über die Jochseite des Magnetleitblechs 27 vorsteht
und an dieser Stelle mit einer flachen Rückstellfeder 32 versehen ist, die an ihrer
Peripherie durch Laschen 33 mit dem Magnetleitblech 27 fest verankert ist. Die Feder
32 weist eine mit zunehmendem Federweg abnehmende Federkraft auf.
[0012] Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, liegt der Magnetauslöser 7 unterhalb der Platine
16 längs der Mittellinie der Kontaktanordnung 6, so dass der Stössel 31 bei einer
Erregung des Magnetauslösers 7 zufolge eines durch die Wicklung 26 fliessenden Kurzschlussstromes
mit seiner Stirnseite an die nebeneinander befindlichen Enden 22 beider Kontakthebel
11 anstösst. Vorzugsweise sind die Enden 22 der Kontakthebel 11 an der dem Stössel
31 zugewandten Seite abgeflacht (Fig. 1), um Aufschlagstellen 34 für den Stössel 31
zu bilden. Um eine optimale Uebertragung der Schlagenergie vom Stössel 31 auf die
Enden 22 der Kontakthebel 11 zu erzielen, bestehen miteinander in Berührung gelangende
Aufschlagstellen mit Vorteil aus einem entsprechend gewählten Material. Der Stössel
31 kann beispielsweise aus einem gehärteten Stahl bestehen und die Aufschlagstellen
34 der Kontakthebel 11 können durch Stahl-Auflagen auf den Enden 22 der Kontakthebel
11 gebildet sein.
[0013] Beidseitig der Platine 16 und des Magnetauslösers 7 befinden sich die Schalt- und
Lichtbogenkammern 8 und 9, in welchen je ein Löschblechpaket 35 angeordnet ist. In
an sich bekannter Weise sind die Leiterstücke 14, welche die festen Kontaktstücke
13 tragen, sowie ein weiteres Leiterstück 36, das mit hornförmigen Ausbiegungen 37
versehen und mit den Magnetleitblechen 27, 28 verbunden ist, so angeordnet, dass die
beim Oeffnen der durch die Kontaktstücke 12, 13 gebildeten Lichtbogen in die Löschblechpakete
35 getrieben werden. Die Schalt- und Lichtbogenkammern 8, 9 sind auf beiden Seiten
durch eingelegte Isolierplatten 38 abgedeckt, von welchen in Fig. 1 bloss diejenige
der Kammer 9 teilweise dargestellt ist.
[0014] Die Kontakthebel 11 müssen zur Bildung einer die festen Kontaktstücke 13 bzw. ihre
entsprechenden Anschlussklemmen verbindenden Kontaktbrücke miteinander stromleitend
verbunden sein. Hierzu bestehen mehrere, in den Figuren nicht dargestellte Lösungsmöglichkeiten.
[0015] Eine erste Ausführungsform besteht in bekannter Weise darin, eine Verbindungslitze
an jedem Kontakthebel 11 zu befestigen. Nachteilig ist hierbei vor allem, dass dadurch
bei der Auslösung der Kontakthebel die Litzenmasse mitbewegt werden muss und zudem
die bewegte Litze der Gefahr eines vorzeitigen Bruchs ausgesetzt ist.
[0016] Bei einer zweiten Ausführungsform wird auf die Anordnung einer Verbindungslitze verzichtet
und die Stromleitung vom einen Kontakthebel 11 zum andern über die Mantelflächen ihrer
Lagerzapfen 19 in den Löchern 18 der Platine 16 und den Bügeln 17 sowie über die Platine
16 bewirkt. Nachteilig ist hierbei, dass zwischen den Lagerzapfen 19 und den Löchern
18 ein definierter Kontakt mit sehr niedrigem Uebergangswiderstand bestehen muss,
welche Bedingung unter Umständen nur bei Inkaufnahme einer erhöhten Lagerreibung erfüllbar
ist.
[0017] Dieser Nachteil kann gemäss einer dritten Ausführungsform dadurch vermieden werden,
dass den Stirnflächen der Lagerzapfen 19 an der Platine 16 und den Bügeln 17 befestigte
Gegenkontaktstücke zugeordnet werden, die durch Federdruck an die Stirnflächen gepresst
werden.
[0018] Eine vierte Ausführungsform sieht zwar vor, die Kontakthebel 11 mittels einer Litze
stromleitend zu verbinden. Jedoch wird hierbei die Litze an Lagerzapfen der Kontakthebel
11 befestigt, die als Hohlzapfen ausgebildet sind. Dadurch werden sowohl die an den
Kontakthebeln 11 wirksame Masse der Litze als auch die mechanische Beanspruchung der
Litze sehr klein.
[0019] Zur mechanischen Verbindung der nachstehend noch näher beschriebenen Betätigung der
Kontakthebel 11 mit dem in der anderen Halbschale 5 untergebrachten, nicht dargestellten
Schaltschloss, welchem der thermische Auslöser sowie der Kipphebel für die Handbetätigung
zugeordnet sind, ist ein Schieber 40 vorgesehen, der die Trennwand 4 der Halbschalen
2 und 5 durchdringt, wozu diese mit einer Oeffnung 41 versehen ist, und der in seiner
Längsrichtung gemäss Pfeil 42 verschiebbar ist. Der Schieber 40 hat einerseits die
Aufgabe, eine durch den Magnetauslöser bewirkte Betätigung der Kontakthebel 11 und
dementsprechende Kontaktöffnung auf das Schaltschloss zu übertragen, um dieses auszuklinken.
Andererseits soll durch den Schieber 40 sowohl ein Ausklinken des Schaltschlosses
zufolge Ansprechens des thermischen Auslösers oder einer Betätigung des Kipphebels,
als auch eine Betätigung des Kipphebels zwecks Wiedereinschaltung des Schalters auf
die Kontakthebel.11 übertragen werden.
[0020] Zur mechanischen Verbindung des Schiebers 40 mit dem Schaltschloss weist der Schieber
40 ein sich in der Halbschale 5 längs der Trennwand 4 erstreckendes Teilstück 43 auf,
welches mit einem Zapfen 44 oder einem ähnlichen Vorsprung versehen ist, der in nicht
näher erläuterter Weise in das Schaltschloss eingreift, z.B. in Verbindung mit einer
Klinke des Schaltschlosses. Ein weiteres Teilstück 45 des Schiebers 40 liegt in der
Halbschale 2 und umgreift die nebeneinander liegenden Enden 22 der Kontakthebel 11
von oben und unten. Hierzu weist das Teilstück 45 des Schiebers 40 einen oberen Vorsprung
46 auf, der an den oberen Flächen der Enden 22 der Kontakthebel 11 anliegt, sowie
einen unteren Vorsprung 47, der eine Bohrung 48 für den Stössel 31 und einen ringförmigen,
an.den unteren Flächen der Enden 22 der Kontakthebel 11 anliegenden Rand 49 hat.
[0021] "Die Funktionsweise der dargestellten Kontaktanordnung und Magnetauslösung ist die
folgende. Wenn in der dargestellten Einschaltlage der Verbraucherstrom, der über nicht
näher dargestellte Verbindungsleitungen durch die Wicklung 26 des Magnetauslösers
7 fliesst, zufolge Kurzschlusses einen übermässig hohen Wert annimmt, wird der Magnetanker
30 vom Magnetkern 29 schlagartig angezogen, so dass sich der Stössel 31 axial nach
oben bewegt. Diese Bewegung des Stössels 31 ist durch die Rückstellfeder 32 progressiv
weniger behindert, weil deren Federkraft, wie bereits erwähnt, mit zunehmendem Federweg
abnimmt. Nach Zurücklegung des Vorlaufweges zwischen der Stirnseite des Stössels 31
und der Aufschlagstelle 34 der Enden 22 der Kontakthebel 11 schlägt der Stössel auf
diese Enden 22, die somit gegen die Kraft der Zugfedern 21 nach oben bewegt werden,
was eine Drehbewegung der Kontakthebel 11 und damit ein Abheben ihrer Kontaktstücke
12 von den festen Kontaktstücken 13 bewirkt. Beim Drehen der Kontakthebel 11 gelangen
die Zugfedern 21 unter die waagrechte Verbindungslinie der Lagerzapfen 19, so dass
die Zugfedern 21 ein Weiterdrehen der Kontakthebel 11 in die in Fig. 1 strichpunktiert
dargestellte Ausschaltlage hervorrufen, obwohl der Hub des Stössels 31 durch das Anschlagen
des Magnetankers 30 am Magnetkern 29 beschränkt ist. Gleichzeitig drücken die Enden
22 der Kontakthebel 11 den Vorsprung 46 des Schiebers 40 und damit den Schieber 40
nach oben, so dass sein Zapfen 44 in die strichpunktiert dargestellte obere Lage gelangt,
in welcher er das nicht dargestellte Schaltschloss ausgeklinkt hat. Die beim Oeffnen
der Kontaktstücke 12, 13 zwischen diesen entstehenden Lichtbogen werden zu den Löschblechpaketen
35 getrieben und dort in bekannter Weise gelöscht. Die Rückstellfeder 32 bringt den
Stössel 31 mit dem Magnetanker 30 in die dargestellte Ruhelage zurück.
[0022] Zum Wiedereinschalten wird der nicht dargestellte Kipphebel von Hand betätigt, wodurch
das Schaltschloss erneut eingeklinkt wird und demnach der Zapfen 44 nach unten in
die mit ausgezogenen Linien dargestellte Lage geschoben wird. Ueber den Schieber 40
wird sein oberer Vorsprung 46 ebenfalls nach unten geschoben, so dass die Kontakthebel
11 vorerst gegen die Kraft der Zugfedern 21 gedreht und nach Ueberwindung des Totpunktes
von den Zugfedern 21 an die festen Kontaktstücke 13 gedrückt werden.
[0023] Erfolgt eine Schalterauslösung entweder durch Ansprechen des nicht dargestellten
thermischen Auslösers oder durch Betätigen des ebenfalls nicht dargestellten Kipphebels,
was in beiden Fällen ein Ausklinken des Schaltschlosses zur Folge hat, so wird durch
dieses Ausklinken der Zapfen 44 aus der ausgezogen dargestellten Lage nach oben verschoben.
Dadurch drückt der untere Vorsprung 47 die Enden 22 der Kontakthebel 11 über den Schieber
40 gegen die Kraft der Zugfedern 22 ebenfalls nach oben, so dass die Kontakthebel
11 in der bereits beschriebenen Weise in die strichpunktiert dargestellte Ausschaltlage
gelangen.
[0024] Beim vorliegenden Schalter besteht in vorteilhafter Weise auch die Möglichkeit einer
Einstellung des Vorlaufweges des Magnetauslösers 7, d.h. der Distanz zwischen der
Stirnseite des Stössels 31 und den Aufschlagstellen 34 auf den Enden 22 der Kontakthebel
11. Einerseits soll dieser Vorlaufweg eine bestimmte Länge aufweisen. Ist der Vorlaufweg
zu kurz, dann reicht die Schlagenergie nicht im ganzen vorgesehenen Ansprechstrombereich
aus, um die Kontakte mit Sicherheit aufzuschlagen, d.h. die Kontakthebel 11 so weit
zu drehen, dass ihre Zugfedern 21 über den Totpunkt gelangen. Ist der Vorlaufweg zu
lang, dann wird auch die Verzugszeit für die Kontaktöffnung zu gross, so dass eine
Verschlechterung der Strombegrenzungswirkung des Schalters eintritt. Andererseits
ist der Vorlaufweg aber von Gehäusetoleranzen abhängig, da sowohl die die Kontakthebel
11 tragende Platine 16 mit den Bügeln 17 als auch der Magnetauslöser 7 an Gehäuseteilen
befestigt sind bzw. ihre gegenseitige Lage durch Gehäuseteile bestimmt ist. Beim dargestellten
Schalter kann der Magnetauslöser 7 im Gehäuse 1 in nicht dargestellter Weise in seiner
Längsrichtung verschiebbar angeordnet werden. Durch eine solche Verschiebung des Magnetauslösers
7 relativ zum Gehäuse 1 wird der genannte Vorlaufweg verändert, nicht aber die Ansprechschwelle
des Magnetauslösers 7, da der Abstand zwischen dem Magnetanker 30 und dem Magnetkern
unverändert bleibt.
[0025] Zur Festlegung des Vorlaufweges ist es aber auch möglich, die Platine 16 und ihre
Bügel 17 mit dem Magnetleitblech 27 des Magnetauslösers fest zu verbinden, so dass
die Kontakthebel 11 mit ihrer Lagerung in der Platine 16 und den Bügeln 17 samt dem
Magnetauslöser eine fest verbundene Baugruppe bilden, die vormontiert, überprüft und
als Ganzes in das Gehäuse eingesetzt werden kann. Eine solche Ausführungsform hat
den weiteren Vorteil, dass zufolge der metallischen Verbindung der Platine 16 mit
dem Magnetleitblech auch eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakthebeln und
dem mit den hornförmigen Ausbiegungen 37 versehenen Leiterstück 36 zustande kommt.
Somit hängt dann das Leiterstück-36 nicht isoliert in der Luft, sondern nimmt bei
der Oeffnung der Kontakte das Potential der Kontakthebel 11, an welchen die Lichtbogen
entstehen, so dass die Lichtbogen sicher und rasch auf die hornförmigen Ausbiegungen
37 überspringen.
[0026] Das in den Fig. 3 bis 5 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Leitungsschutzschalters
unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 1 und 2 hauptsächlich bezüglich der Ausbildung
der Kontakthebel, der Ausbildung der die Kontakthebel verbindenden Feder und der Ausbildung
des mechanischen Verbindungsorgans zum Schaltschloss des Schalters. In den Fig. 3
bis 5 ist deshalb nur ein diese Teile enthaltender Ausschnitt des Schalters dargestellt.
[0027] Dementsprechend weist dieser Schalter wiederum das Isoliergehäuse 1 mit der einen
Halbschale 2, dem Deckel 3, der mittleren Trennwand 4 und der anderen Halbschale 5
auf. Die Halbschale 2 enthält die Kontaktanordnung 6, den Magnetauslöser 7 und die
beiden Schalt- und Lichtbogenkammern 8 und 9, während in der anderen Halbschale die
weiteren, bereits erwähnten und nicht dargestellten Bauteile des Schalters untergebracht
sind.
[0028] Die Kontaktanordnung 6 enthält wiederum zwei gleichartige Kontakthebel 11', die an
ihren äusseren Enden mit den Kontaktstücken 12 versehen sind, welchen je ein festes,
auf einem Leiterstück 14 angebrachtes Kontaktstück 13 zugeordnet ist. Die bandförmigen
Kontakthebel 11' sind mit je einem U-förmigen Verstärkungsstück 50 versehen, das gemäss
Fig. 5 ein verjüngtes freies Ende 51 hat.
[0029] Jeder Kontakthebel 11' ist mittels eines im U-förmigen Verstärkungsstück 50 angeordneten
Lagerzapfens 52 zwischen zwei Schenkeln 53 eines in Seitenansicht (Fig. 4) U-förmigen,
durch obere Verbindungsstege 54 zusammengehaltenen Lagerteils 55 gelagert, welches
in der Halbschale 2 fest angeordnet ist. Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist,
liegen hierbei die verjüngten freien Enden 51 der U-förmigen Verstärkungsstücke 50
im mittleren Bereich des Lagerteils 55 nebeneinander.
[0030] Eine im Zwischenraum zwischen den Schenkeln 53 des Lagerteils 55 angeordnete Schenkelfeder
56 weist mehrere Windungen auf, im vorliegenden Ausführungsbeispiel deren drei, und
ist mit ihren abgebogenen freien Enden 57 in je eines der verjüngten freien Enden
51 der U-förmigen Verstärkungsstücke 50 eingesteckt. In den von den Windungen der
Schenkelfeder 56 umschlossenen Raum ist eine zylindrische Hülse 58 (nur in Fig. 3
dargestellt) eingebracht ist, in welcher exzentrisch ein Bolzen 59 frei liegt. Der
Bolzen 59 ist durch eine Oeffnung 60 der Trennwand 4 geführt und an einem in der Halbschale
5 über einen Lagerzapfen 61 an der Trennwand 4 schwenkbar gelagerten Auslösehebel
62 befestigt, dessen Funktion nachstehend noch erläutert wird.
[0031] Der unterhalb der Kontaktanordnung 6 angeordnete Magnetauslöser 7 ist gleich ausgebildet
wie derjenige der Fig. 1 und 2. Er umfasst demnach den Spulenkörper 25 mit der einlagigen
Wicklung 26, das U-förmige Magnetleitblech 27, dessen offene untere Seite durch ein
weiteres Magnetleitblech (nicht dargestellt) abgedeckt ist, den festen Magnetkern
29, der mit dem axialen Stössel 31 versehen ist. Der Stössel 31 ist mit einer aus
einem geeigneten Schlagmaterial bestehenden Kappe 63 versehen, deren Stirnfläche in
einem Abstand von der Unterseite der beiden verjüngten freien Enden 51 der U-förmigen
Verstärkungsstücke 50 der Kontakthebel 11' liegt.
[0032] In den Schalt- und Lichtbogenkammern 8 und 9 ist wiederum je ein Löschblechpaket
35 angeordnet. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind Leiterstücke 36 mit hornförmigen Ausbiegungen
37 einerseits mit den die festen Kontaktstücke 13 tragenden Leiterstücken 14 und andererseits
mit dem Magnetleitblech 27 sowie dem erwähnten abdeckenden Magnetleitblech (nicht
dargestellt) verbunden, derart, dass beim Oeffnen der Kontaktstücke 12, 13 der gebildete
Lichtbogen in die Löschblechpakete 35 getrieben wird. Eine nicht dargestellte elektrische
Verbindung der beiden Kontakthebel 11' ist bereits anhand der Fig. 1 und 2 erläutert
worden.
[0033] Die Funktionsweise der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Kontaktanordnung und Magnetauslösung
ist gleich wie bei Fig. 1 und 2: Bei einem Kurzschlussstrom wird der Magnetanker 30
vom Magnetkern 29 schlagartig angezogen, so dass der Stössel 31 mit seiner Kappe 63
kräftig an die Unterseiten der beiden verjüngten freien Ende 51 der Verstärkungsstücke
50 der Kontakthebel 11' anschlägt, so dass diese gegen die Kraft der den Kontaktdruck
erzeugenden Schenkelfeder 56 im Sinne der dargestellten Pfeile eine Drehbewegung ausführen,
wobei die Schenkelfeder 56 nach Ueberwindung des Totpunktes die Kontakthebel 11' in
einer Ausschaltlage festhält. Bei diesem Bewegungsablauf verschiebt sich die Schenkelfeder
56 nach oben in die strichpunktiert dargestellte Lage und nimmt dadurch den Bolzen
59 mit. Der den Bolzen 59 tragende Hebel 62 schwenkt dadurch um seinen Lagerzapfen
61 und klinkt das nicht dargestellte Schaltschloss in der Halbschale 5 in an sich
bekannter Weise aus.
[0034] Ein Wiedereinschalten ist durch Betätigen des nicht dargestellten Kipphebels möglich,
der das Schaltschloss wieder einklinkt und den Hebel 62 in der Gegenrichtung schwenkt.
Dadurch wird über den Bolzen 59 die Schenkelfeder 56 gegen die auf die Kontakthebel
11' ausgeübte Kraft nach unten gedrückt, bis die Kontakthebel 11' den Totpunkt überschritten
haben und unter der Wirkung der Schenkelfeder 56 auf die festen Kontaktstücke gedrückt
werden.
[0035] Eine Auslösung der Schaltkontakte 12, 13 kann auch durch den nicht dargestellten
Kipphebel des Schalters oder durch einen thermischen, in der Halbschale untergebrachten
Auslöser, welche beide das genannte Schaltschloss ausklinken und dabei den Hebel 62
schwenken, bewirkt werden. Durch das Schwenken des Hebels 62 zieht sein Bolzen 59
die Schenkelfeder 56 nach oben, was in gleicher Weise eine Drehbewegung der Kontakthebel
11' über ihren Totpunkt hinaus zur Folge hat.
[0036] Um zu vermeiden, dass durch relativ kleine Ueberströme bloss ein kurzzeitiges Abheben
der beweglichen Kontaktstücke 12 von den festen Kontaktstücken 13 und ein darauffolgendes
Schliessen dieser Kontakte ohne Ausklinken des Schaltschlosses eintritt, was unter
den widrigsten Umständen ein Verschweissen der Kontaktstücke 12, 13 zur Folge haben
könnte, kann in der Halbschale ein weiterer, kleinerer und nur auf geringe Ueberströme
ansprechender Magnetauslöser angeordnet werden, der beim Ansprechen das Schaltschloss
ausklinkt und über den Hebel 62, den Bolzen 59 und die Schenkelfeder 56 die Schaltkontakte
12, 13 eindeutig trennt. Hierbei wird aber die bei Kurzschlussströmen erforderliche
rasche und sichere Abschaltung durch die direkte Einwirkung des Magnetauslösers 7
auf die Kontakthebel 11' erzielt.
[0037] Die vorliegende Ausbildung des Leitungsschutzschalters weist im Hinblick auf die
geforderte hohe Abschaltleistung zahlreiche Vorteile auf. Durch den Aufbau des Schalters
mit zwei voneinander getrennten Halbschalen wird ein ausreichend grosser Raum für
stark strombegrenzend wirkende Schaltkammern geschaffen, eine gute Isolation zum Schaltschloss
hin erzielt und eine optimale Zugänglichkeit zu allen Schalterteilen zwecks Montage,
Kontrolle und Einstellung erreicht. Die beschriebene Kontaktanordnung ergibt eine
schnelle Kontaktöffnung im Kurzschlussfall, weil die beweglichen Kontakthebel eine
kleine Masse aufweisen und zudem ihren Drehpunkt angenähert in ihrem Schwerpunkt haben,
und weil durch die geschaffenen Verbindungsmöglichkeiten der elektrischen Verbindung
der beiden beweglichen Kontakthebel entweder keine oder nur eine sehr geringe zusätzliche
Masse und Krafteinwirkung durch Verbindungslitzen vorliegt. Die beschriebene Lagerung
der Kontakthebel vermeidet einen unbestimmten Kontaktdruck und ist mit wenigen Bauelementen
sehr einfach. Die Anordnung des Magnetauslösers unterhalb der Kontakthebellagerung
und zwischen den beiden Schalt- und Lichtbogenkammern erlaubt nicht nur eine günstige
Raumausnützung, sondern auch eine direkte und damit sichere Einwirkung des Magnetauslösers
auf die Kontakthebel.
1. Leitungsschutzschalter für hohe Abschaltleistungen, mit einem in Schmalbauweise
ausgeführten Schaltergehäuse, mit einer als Doppelunterbrechungssystem ausgebildeten
Kontaktanordnung, welche zwei beweglich angeordnete, durch Kippfedermittel miteinander
verbundene Kontakthebel mit Kontaktstücken an ihren voneinander entfernten Enden,
denen feste Kontaktstücke zugeordnet sind, aufweist, mit einem magnetischen Auslösesystem,
dessen Magnetanker auf beide einander benachbarten Enden der Kontakthebel wirkt, sowie
mit einem thermischen Auslösesystem, einem Handbetätigungsorgan und einem mit dem
magnetischen Auslösesystem, dem thermischen Auslösesystem und dem Handbetätigungsorgan
wirkverbundenen Schaltschloss, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltergehäuse (1)
aus zwei eine gemeinsame Bodenwand (4) aufweisenden, je durch einen Deckel (3) verschliessbaren
Halbschalen (2,5) besteht, von welchen die eine Halbschale (2) in ihrem der Frontseite
des Schalters benachbarten Bereich die Kontaktanordnung (6), mittig unterhalb der
Kontaktanordnung (6) das magnetische Auslösesystem (7) und beidseitig des magnetischen
Auslösesystems (7) je eine Schalt- und Lichtbogenkammer (8,9) enthält, und von welchen
in der anderen Halbschale (5) das Schaltschloss, ein Ueberstrom-Auslösesystem und
das Handbetätigungsorgan angeordnet sind, und dass ein die gemeinsame Bodenwand (4)
der beiden Halbschalen (2,5) durchdringendes Kupplungsorgan (40;59) die Kontakthebel
(11;11') der Kontaktanordnung (6) mit dem Schaltschloss mechanisch verbindet.
2. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakthebel
(11;11') in einer zur frontseitigen Schmalseite des Gehäuses parallelen Lage in einem
gehäusefesten Rahmen (16,17;55) mindestens angenähert in ihrem Schwerpunkt drehbar
gelagert sind.
3. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einander
benachbarten inneren Enden (22;51) der Kontakthebel (11;11') sich in zueinander parallelen
Ebenen überdeckend angeordnet sind und dass die Stirnseite eines sich senkrecht zu
den Kontakthebeln (11;11') erstreckenden stösselförmigen Schlagankers (30,31) des
Magnetauslösesystems (7) in einem einen Vorlaufweg bildenden Abstand von den Enden
(22;51) der Kontakthebel (11;11') liegt.
4. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Rahmen metallische, parallel zueinander angeordnete Platinen (16,17) oder Schenkeln
(53) hat, zwischen welchen die Kontakthebel (11;11') gelagert sind.
5. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur elektrischen
Verbindung der beiden Kontakthebel (11;11') auf dem Rahmen (16,17;55) federnde Gegenkontaktstücke
angeordnet sind, welche auf die Stirnflächen von im Rahmen (16,17;55) gelagerten Lagerzapfen
(19;52) der Kontakthebel (11;11') drücken.
6. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass zur elektrischen Verbindung der Kontakthebel (11;11') an im Rahmen (16,17;55)
gelagerten Hohlzapfen der Kontakthebel ein Litzenstück befestigt ist.
7. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetauslösesystem
(7) bezüglich des Gehäuses (1) verschiebbar angeordnet ist, um den Vorlaufweg einzustellen.
8. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass in jeder Schalt- und Lichtbogenkammer (8,9) ein Löschblechpaket (35) angeordnet
ist.
9. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass das Kupplungsorgan ein aus einem Isoliermaterial bestehender Schieber (40) ist,
der auf seiner der das Schaltschloss enthaltenden Halbschale (5) des Gehäuses (1)
zugewandten Seite ein Verbindungselement (44), z.B. einen Zapfen, für das Schaltschloss
und auf seiner der die Kontaktanordnung (6) enthaltenden Halbschale (2) des Gehäuses
(1) zugewandten Seite zwei Vorsprünge (46,47) aufweist, welche an einander gegenüberliegenden
Seiten der einander benachbarten Enden (22) der Kontakthebel (11) anliegen.
10. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Magnetauslösesystem
(7) zugewandte Vorsprung (47) des Schiebers (40) eine Bohrung (48) für einen mit einem
Magnetanker (30) verbundenen Stössel (31) des Magnetauslösesystems (7) hat.
11. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass als Kippfedermittel eine mehrere Windungen aufweisende Schenkelfeder (56) angeordnet
ist, deren Enden (57) in die einander benachbarten Enden (51) der Kontakthebel (11')
eingehängt sind, und dass das Kupplungsorgan ein in dem von den Windungen der Schenkelfeder
(56) umschlossenen Raum frei angeordneter Bolzen (59) ist, der an einem in der das
Schaltschloss enthaltenden Halbschale (5) angeordneten, beweglichen Auslöseorgan (62),
z.B. an einem schwenkbaren Hebel, befestigt ist.