CH670330A5

CH670330A5 -

Info

Publication number: CH670330A5
Application number: CH299386A
Authority: CH
Inventors: Arthur Rusch
Original assignee: Weber Ag
Priority date: 1986-07-25
Filing date: 1986-07-25
Publication date: 1989-05-31
Also published as: EP0255483A2; DE3784582D1; EP0255483A3; EP0255483B1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Schaltmechanismus eines Schutzschalters nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Schaltmechanismus ist z.B. bekannt aus DE-A-3 516 217. Dort ist ein Schaltungsunterbrecher beschrieben (Fig. 1), mit einem Paar von trennbaren Kontakten 16, 18 von denen mindestens einer beweglich ist. Der Betätigungsmechanismus 34 besteht aus einem Verriegelungselement 44 und einem Gelenkhebelmechanismus 58. Das Verriegelungselement 44 ist drehbar am beweglichen Kontaktarm 36 montiert. Der Gelenkhebelmechanismus 58 ist an seinem einen Ende mit einem Betätigungsteil 32 verbunden, und ist an seinem anderen Ende direkt mit dem beweglichen Kontaktarm 36 und mit dem Verriegelungselement 44 in Eingriff bringbar. Der bewegliche Kontaktarm 36 hat eine Verriegelungsfläche 72, und das Verriegelungselement 44 hat ein Verriegelungsende 82, das zusammen mit der Verriegelungsfläche 72 das andere Ende des Gelenkhebelmechanismus 58 lösbar einfängt. Am beweglichen Kontaktarm 36 ist eine Anschlagfläche 75 ausgebildet, die eine Bewegung des anderen Endes 68 des Gelenkhebelmechanismus 58 über einen Punkt hinaus verhindert, bei dem der Gelenkhebelmechanismus 58 teilweise umgeklappt ist, wenn die Kontakte 16, 18 miteinander verschweisst sind.

Der oben beschriebene Schaltmechanismus hat den grossen Nachteil, dass die Verriegelungsfläche 72 derart ausgebildet ist,

dass die resultierende Kraft des Gelenkhebelmechanismus 58 auf den beweglichen Kontaktarm 36 am grössten ist, wenn die kontakte 16 und 18 sich beim Einschalten gerade berühren. Der Abstand zwischen dem Kolben 30 der elektromagnetischen Schalteinrichtung 26 und dem beweglichen Kontaktarm 36 ist just dann am geringsten. Wird der Schutzschalter eingeschaltet, währenddessen ein Kurzschluss auf den nachfolgenden elektrischen Leitungen besteht, so wird eine grössere Kraft benötigt um den Schalter auszulösen. Es besteht deshalb die gefahr, dass der Schalter nicht auslöst. Um dies zu verhindern, soll die Auslösekraft klein sein bei einem geringen Auslösehub und grösser bei einem grösseren Auslösehub. Unter Auslösehub ist der Abstand zwischen dem Kolben 30 und dem beweglichen Kontaktarm 36 zu verstehen.

Ein anderer Nachteil des beschriebenen Schaltmechanismus ist das Ausklinken des Gelenkhebelmechanismus 58 (Fig. 3). Für den einwandfreien Betrieb sind zusätzliche Führungen auf der Rückwand des Gehäuses notwendig. Zudem ist die Form der Einzelteile recht aufwendig und es braucht spezielle Hilfsmittel bei der Montage des Schutzschalter. Unter anderem soll verhindert werden, dass der Schaltmechanismus infolge der Zugfeder 56 (Fig. 1) verkantet. Die Herstellung des Schutzschalters kann daher nur manuell geschehen.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, bei einem Schaltmechanismus der vorgenannten Art, das Zusammenwirken von Kniehebel und Auslösehebel so zu verbessern, dass der Schutzschalter beim Einschalten während eines Kurzschlusses mit weniger Kraft ausgelöst wird, als bei einem Kurzschluss im eingeschalteten Zustand. Diese Aufgabe wird bei einem Schaltmechanismus der obigen Art gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass erst eine genaue Abstimmung der Kräfte, die auf den Schaltmechanismus wirken, eine optimale Funktion des Schutzschalters unter allen Bedingungen gewährleistet. Der Auslösehub des Schlagankers — d.h. die gesamte kinetische Energie, die vom Schlaganker freigegeben wird — kann dadurch wesentlich geringer sein als bei den herkömmlichen Schutzschaltern.

Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung ist der automatengerechte Aufbau des Schaltmechanismus. Die Einzelteile des Schaltmechanismus sind so angefertigt, dass der Schutzschalter baugruppenweise von Fertigungsautomaten hergestellt werden kann. Beispielsweise braucht es im Schaltergehäuse keine zusätzliche Führung für den Kniehebel, da er ständig vom bewegbaren Kontaktteil umfasst wird. Der Führungsbügel und die Führung im Bodenteil des Gehäuses gewährleisten, dass der Schaltmechanismus auch während der Montage nicht verkantet.

Weitere Vorteile der Erfindung folgen aus der nachstehenden beschreibung. Dort wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten beispieles näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Schutzschalters mit einem Schaltmechanismus, bei dem die Kontaktteile sich gerade berühren,

Fig. la einen Querschnitt des Schutzschalters nach Fig. 1 gemäss der Linie A-A,

Fig. 2 einen Ausschnitt des Schutzschalters wie in Fig. 1, jedoch in eingeschaltetem Zustand, und

Fig. 3 einen Ausschnitt des Schutzschalters wie in Fig. 1, jedoch in ausgeschaltetem Zustand.

In Fig. 1 ist ein Teil eines Schutzschalters gezeigt, bei dem die Kontaktteile sich gerade berühren. Der Schaltmechanismus 1 ist in einem Gehäuse 2 untergebracht. Die Kontaktvorrichtung des Schutzschalters besteht aus einem bewegbaren Kontaktteil 3 und einem festen Kontaktteil 4. Der bewegbare Kontaktteil 3 wird von einer Kontaktfeder 5 gegen den festen Kontaktteil 4 gedrückt. Die Kontaktfëder 5 ist eine Schenkelfeder mit zwei längeren Enden. Das eine Ende liegt direkt an der Schmalseite des Gehäuses 2, und das andere Ende ist in ein

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

670 330

Loch geführt, das sich oben am bewegbaren Kontaktteil 3 befindet. Ein Betätigungsorgan 6 — hier ein Kipphebel — wird von einer schraubenförmigen Rückstellfeder 7 in den ausgeschalteten Zustand gebracht. Das Betätigungsorgan 6 ist über einen Kniehebel 8 mit dem bewegbaren Kontaktteil 3 verbun- s den. Der Kniehebel 8 ist ein u-förmiger Bügel, der als variante zu einem fast geschlossenen Rechteck ausgebildet sein kann, und der durch einen schlitz 9 im oberen Teil des bewegbaren Kontaktteils 3 geführt ist. Ein Auslösehebel 10 ist drehbar mit dem bewegbaren Kontaktteil 3 verbunden. Zwischen dem unter- io en Ende des Auslösehebels 10 und dem bewegbaren Kontaktteil 3 ist eine Druckfeder 11 vorgesehen. Oben ist der Auslösehebel 10 verzweigt, wobei das rechte Ende mit einer Nase versehen ist, die den Kniehebel 8 im Normalfall oben im Schlitz 8 gefangenhält. Etwa in der Mitte des bewegbaren Kontaktteils 3 und is des Auslösehebels 10 befinden sich deckungsgleiche Bohrungen. Der eine Schenkel eines u-förmigen Führungsbügels 12 bildet die Drehachse und ist durch die Bohrungen gesteckt. Der andere Schenkel ist von einer Führung 13 im Bodenteil des Gehäuses 2 eingefasst (vgl. auch Fig. la). Ein Schlaganker 14, der von 20 einem — hier nicht dargestellten — Elektromagneten bewegt wird, und ein Thermo-Auslöser 15 wirken bei Kurzschluss oder bei Überstrom auf den Auslösehebel 10 ein. Eine Litze 16 verbindet der bewegbare Kontaktteil 3 mit dem Thermo-Auslöser 15. Ein Anschlag 17 im Gehäuse auf der Höhe des oberen En- 25 des des bewegbaren Kontaktteils 3 beschränkt die Öffnung des Kontaktes.

Fig. la ist ein Querschnitt des Schutzschalters gemäss der Linie A-A in Fig. 1. Es wurden dieselben Bezugszeichen für dieselben Elemente verwendet. Wie daraus ersichtlich, besteht der 30 bewegbare Kontaktteil 3 aus zwei parallelen Teile, die auf der Rückseite miteinander verbunden sind. Dazwischen ist der Auslösehebel 10 angeordnet.

In den Figuren 2 und 3 ist derselbe Schutzschalter dargestellt, und zwar im eingeschalteten und im ausgeschalteten Zu- 35 stand. In Fig. 3 ist strichliert die Anordnung des Betätigungsorgans 6 und des Kniehebels 8 bei Freiauslösung angedeutet. Dies ist der Fall, wenn das Betätigungsorgan 6 in eingeschaltetem Zustand blockiert ist, und ein Kurzschluss oder Überstrom auftritt.

In den Figuren 1 und 2 sind nun die Kräfte des Kniehebels 8 auf dem Auslösehebel 10 eingezeichnet, a ist der Winkel, der zwischen dem Kniehebel 8 und seiner Auflagefläche auf dem Auslösehebel 10 besteht, und der die resultierende Kraft in Richtung der Drehachse bestimmt. Mit B ist der Auslösehub des Schlagankers 14 angedeutet. Wie nun unmittelbar aus diesen Figuren folgt, ist der Winkel a — und somit die Auflagekraft auf die Verklinkung — beim Berühren der Kontaktteile 3 und 4 (Fig. 1) klein. Auch der Auslösehub B des Schlagankers 14 ist dort gering. Im eingeschalteten Zustand (Fig. 2) sind der Winkel a, die resultierende Kraft und der Auslösehub B grösser. Daher ist die kinetische Energie des Schlagankers 14, die vom Auslösehub B abhängig ist, gering, wenn die zu überwindende Kraft gering ist, und grösser , wenn diese Kraft grösser ist. Das bedeutet, dass der Schutzschalter beim Einschalten während eines Kurzschlusses genauso gut abschaltet, wie bei einem Kurzschluss im eingeschalteten Zustand.

Es hat sich nun gezeigt, dass die obige Konstruktion der Einzelteile des Schaltmechanismus 1 besonders vorteilhaft ist für eine automatische Fertigung des Schutzschalters. Da insbesondere — ausser der Führung 13 — keine weitere Führungen im Gehäuse notwendig sind, können der bewegbare Kontaktteil 3, der Auslösehebel 10, die Druckfeder 11, der Führungsbügel 12, der Kniehebel 8 und das Betätigungsorgan 6 als erste Baugruppe in der Fertigung zusammengesetzt werden. Der derart aufgebaute Schaltmechanismus 1 kann dann verhältnismässig einfach in das Gehäuse 2 eingeschoben werden. Die übrigen Manipulationen können bei offenem Gehäuse ohne jedwelche Hilfsmittel ausgeführt werden, da der Führungsbügel 12 verhindert, dass der Schaltmechanismus 1 nicht mehr von der Kontaktfeder 5 verkantet werden kann.

v

1 Blatt Zeichnungen

Claims

670 330

1. Schaltmechanismus (1) eines Schutzschalters mit

— einer Kontaktvorrichtung, bestehend aus einem bewegbaren und einem festen Kontaktteil (3, 4),

— einer Kontaktfeder (5),

— einem Betätigungsorgan (6) mit einer Rückstellfeder (7),

— einem Kniehebel (8), der zwischen dem Betätigungsorgan (6) und dem bewegbaren Kontaktteil (3) angeordnet ist, und

— einem Auslösehebel (10), auf das ein Schlaganker (14) und ein Thermo-Auslöser (15) einwirken,

dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebel (8) und die Auflagefläche des Kniehebels (8) auf dem Auslösehebel (10) derartige Winkel (a) zueinander bilden, dass die Auflage-Kraft vom Kniehebel (8) auf den Auslösehebel (10) und der Auslösehub (B) des Schlagankers (14) bei dem Berühren der Kontaktteile (3, 4) kleiner sind als bei dem vollständig eingeschalteten Zustand des Schutzschalters.

2. Schaltmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebel (8) aus einem u-förmigen Bügel besteht und der bewegbare Kontaktteil (3) an seinem oberen Ende einen Schlitz (9) aufweist, so dass der Kniehebel (8) ständig von dem bewegbaren Kontaktteil (3) umfasst ist.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Schaltmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kniehebel (8) aus einem fast geschlossenen Rechteck besteht.

4. Schaltmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Führungsbügel (12) vorgesehen ist, dessen eine Schenkel die Drehachse des bewegbaren Kontaktteils (3) bildet, und dessen andere Schenkel von einer Führung (13) im Gehäuse eingefasst ist.

5. Schaltmechanismus nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (5) eine Schenkelfeder ist, deren eine Ende gegen die Seitenwand des Schaltergehäuses (2) und deren andere Ende gegen den. bewegbaren Kontaktteil (3) drückt.

6. Schaltmechanismus nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem bewegbaren Kontaktteil (3) und dem Auslösehebel (10) eine Druckfeder (11) vorgesehen ist.