DE10049728A1 - Antriebsstrang für einen bewegbaren Kontakt eines elektrischen Schalters - Google Patents
Antriebsstrang für einen bewegbaren Kontakt eines elektrischen SchaltersInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsstrang für einen einem zweiten Kontakt 11 zugeordneten bewegbaren Kontakt 2, der mit einem schwenkbaren Antriebshebel 4, einem den bewegbaren Kontakt 2 aufnehmenden schwenkbar gelagerten Kontaktträger 6 und einer den Kontaktträger 6 am Antriebshebel 4 abstützenden Koppelbaugruppe 7 versehen ist. Die Kontakte 11 und 2 können bei hohen Strömen unter der Einwirkung der dabei entstehenden elektrodynamischen Kräfte schnell geöffnet werden, indem der Kontaktträger 6 von der Koppelbaugruppe 7 zum Umschwenken kraftabhängig freigebbar ist. Der umgeschwenkte Kontaktträger 6 ist dabei mittels einer ein Fangelement 15 und ein Gegenstück 16 aufweisenden Fangeinrichtung 14 gegen Prellen sicherbar, indem das unter der Krafteinwirkung einer Feder 19 stehende Fangelement 15, das an dem Kontaktträger 6 schwenkbar angeordnet ist, das Gegenstück 16 hintergreift. Um das Zusammenspiel der Koppelbaugruppe 7 und der Fangeinrichtung 14 zu vereinfachen, ist das Gegenstück 16 mit dem Antriebshebel 4 schwenkbar und das Fangelement 15 beim Umschwenken des Kontaktträgers 6 schnappriegelartig über das Gegenstück 16 gleitbar. Das Gegenstück kann zweckmäßig von deinem den Antriebshebel mit der Koppelbaugruppe verbindenden Bolzen gebildet sein.
Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Schalter
und ist bei der konstruktiven Gestaltung eines Antriebsstran
ges für einen bewegbaren Kontakt eines elektrischen Schalters
anzuwenden, der mit einem schwenkbaren Antriebshebel, einen
den Kontakt aufnehmenden schwenkbar gelagerten Kontaktträger
und einer Koppelbaugruppe zum Abstützen des Kontaktträgers an
dem Antriebshebel versehen ist und der eine Fangeinrichtung
für den Kontaktträger aufweist, mittels derer der Kontakt
träger - bei strombegrenzender Öffnung des bewegbaren Kontak
tes aufgrund auf ihn einwirkender elektrodynamischer Kräfte -
gegen Prellen sicherbar ist. Die Erfindung bezieht sich hier
bei auf Antriebsstränge, bei denen der Kontaktträger einer
seits durch Schwenken des Antriebshebels - von einer Ausstel
lung in eine Einstellung - aus einer Aus-Position in eine
Ein-Position überführbar und andererseits zum Umschwenken aus
seiner Ein-Position in die Aus-Position bei in Einstellung
verbleibendem Antriebshebel von der Koppelbaugruppe
freigebbar ist.
Bei einem bekannten dreipoligen elektrischen Schalter ist ein
derartiger Antriebsstrang jeweils den bewegbaren Kontakten
der beiden äußeren Pole zugeordnet, wobei jeder dieser beiden
Antriebsstränge ein am Kontaktträger schwenkbar angeordnetes,
unter der Einwirkung einer ersten Feder stehendes Fangelement
und ein dem Fangelement zugeordnetes Gegenstück aufweist und
wobei bei in Ein-Stellung befindlichem Antriebshebel und in
AUS-Position befindlichen Kontaktträger das Gegenstück vom
Fangelement hintergriffen ist (US 5,912,605). Die Koppelbau
gruppe der beiden äußeren Antriebsstränge umfasst hierbei je
weils einen Bolzen, der bei in EIN-Position befindlichem Kon
taktträger in einer Raststellung an einer Kurvenfläche des
Kontaktträgers anliegt. Um den Kontaktträger zum Umschwenken
in seine AUS-Position bei in EIN-Stellung verbleibender An
triebswelle freizugeben, kann der Bolzen kraftabhängig aus
seiner Raststellung am Kontaktträger herausgleiten. Der Bol
zen ist fest mit einem Hebel verbunden, der seinerseits auf
einer Traverse angeordnet ist. Auf dieser Traverse ist auch
der Kontaktträger des mittleren Poles fest angeordnet. Dieser
mittlere Kontaktträger ist an dem Antriebshebel angelenkt.
Der mittlere Kontaktträger ist daher Teil der Koppelbaugrup
pen der beiden äußeren Antriebsstränge. Um das als ortsfester
Bolzen ausgebildete Gegenstück mittels des als Fanghaken
ausgebildeten Fangelementes zu umgreifen, ist eine weitere
als Blattfeder ausgebildete Feder erforderlich, die an dem
mit der Traverse fest verbundenen Hebel angeordnet ist und
die einen lang ausgebildeten, gebogenen freien Endschenkel
aufweist, mittels dessen das Fangelement beim Umschwenken des
äußeren Kontaktträgers entgegen der Kraft der ersten Feder
zum Umgreifen eines im Schalter ortsfest angeordneten Bolzens
schwenkbar ist. Um ein Zurückprellen des Kontaktträgers in
seine EIN-Position sicher auszuschließen, ist eine genaue Ab
stimmung der Federkräfte beider Federn und eine präzise An
ordnung der Blattfeder in der Bewegungsbahn des Fangelementes
erforderlich. - Bei dieser Ausgestaltung des Antriebsstranges
kann der mittlere Kontaktträger nur gemeinsam mit den beiden
äußeren Kontaktträgern und nur unter gleichzeitiger
Rückstellung des Antriebshebels in seine AUS-Stellung
umgeschwenkt werden. Er kann insbesondere nicht auf die glei
che Weise wie die beiden äußeren Kontaktträger gegen Prellen
gesichert werden. Bei zeitgleichem Umschwenken des mittleren
Kontaktträgers und eines äußeren Kontaktträgers besteht zudem
die Gefahr, dass die weitere Feder nicht oder nicht aus
reichend weit in die Bewegungsbahn des Fangelementes ein
greift und der äußere Kontaktträger nicht mehr gegen Prellen
gesichert ist.
Bei einem anderen bekannten Schalter sind die den einzelnen
Polen zugeordneten Antriebsstränge derart ausgebildet, dass
alle Kontaktträger unabhängig voneinander zum Umschwenken
kraftabhängig freigebbar und gegen ein Zurückprellen sicher
bar sind (DE 199 10 172 A1). Hierbei weisen die Antriebs
stränge jeweils als Koppelbaugruppe einen am Kontaktträger
schwenkbar gelagerten Kulissenhebel und einem am Antriebshe
bel angelenkten Koppelhebel auf, wobei ein Bolzen des Koppel
hebels in die Kulisse des Kulissenhebels eingreift. Der Ku
lissenhebel bildet zudem ein Widerlager für Kontaktkraftfe
dern, mittels derer der bewegbare Kontakt mit der erforderli
chen Kontaktkraft an einem zugeordneten ortsfesten Kontakt
abstützbar ist. Bei diesem bekannten Schalter ist der Kulis
senhebel unter der Einwirkung elektrodynamischer Kräfte, die
ein Abheben des bewegbaren Kontakts von dem ihm zugeordneten
ortfesten Kontakt bewirken, über die an ihm abgestützten Kon
taktkraftfedern schwenkbar. Bei einer Schwenkung des Kulis
senhebels gleitet der an dem Koppelhebel angeordnete Bolzen
aus einem ersten Kulissenabschnitt in einen zweiten Kulissen
abschnitt. Am Ende dieses zweiten Kulissenabschnittes ist ein
dritter das Fangelement bildender Kulissenabschnitt angeord
net, in dem der Bolzen festgelegt wird. - Da der Kulissenhe
bel und der den Bolzen tragende Koppelhebel Teil sowohl der
Koppelbaugruppe als auch der Fangeinrichtung sind, ist ein
derartiges Fangelement nur bei Schaltern anwendbar, deren An
triebsstrang einen mit einem Kulissenhebel versehenen Kon
taktträger aufweist.
Ausgehend von einem Antriebsstrang mit den Merkmalen des
Oberbegriffes des Anspruches 1 (US 5,912,605) liegt der Er
findung die Aufgabe zugrunde, das Zusammenspiel von Koppel
baugruppe und Fangeinrichtung zu vereinfachen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass
das Gegenstück mit dem Antriebshebel schwenkbar ist und dass
das Fangelement beim Umschwenken des Kontaktträgers schnapp
riegelartig über das Gegenstück gleitbar ist.
Bei einer derartigen Ausgestaltung sind die Elemente der
Fangeinrichtung nicht mehr konstruktiver Bestandteil der
Koppelbaugruppe, so dass die Fangeinrichtung für Koppelbau
gruppen unterschiedlicher Gestaltung verwendbar ist. Sie kann
z. B. auch die erwähnten (US 5,912,605 und DE 199 10 172 A1)
bekannten Fangeinrichtungen ersetzen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Fang
element eine Ruhestellung aufweist, in der es sich unter der
Krafteinwirkung der Feder mittels eines Anschlages an einer
Anschlagfläche des Kontaktträgers abstützt. Aufgrund dieses
Anschlages ist der Antriebshebel unabhängig vom Fangelement
in seine AUS-Stellung schwenkbar, so dass bei einer solchen
Schwenkung des Antriebshebels der Kontaktträger zwangsläufig
von der Fangeinrichtung freigegeben wird.
Das Gegenstück kann zweckmäßigerweise von einem den Antriebs
hebel mit der Koppelbaugruppe verbindenden Bolzen gebildet
sein.
Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Fangeinrichtung lässt
sich ohne wesentliche konstruktive Veränderungen auch in An
triebsstränge integrieren, bei denen bisher keine Fangein
richtung vorgesehen ist. - Die Fangeinrichtung kann mit Vor
teil in Antriebsstränge integriert werden, bei denen die
Koppelbaugruppe eine an sich bekannte kraftabhängig verkürz
bare Stützweite aufweist. - Wenn man bei derartigen Antriebs
strängen die Koppelbaugruppe so ausgestaltet, dass die Ver
kürzung der Stützweite blockierbar ist, können solche An
triebsstränge sowohl in strombegrenzenden als auch in "dy
namisch festen" Schaltern eingesetzt werden. - Eine Koppel
baugruppe mit kraftabhängig verkürzbarer Stützweite kann als
Knickhebel (wie er beispielsweise aus der DE 197 40 422 A1
bekannt ist) oder als teleskopartige Verklinkungseinrichtung
(wie sie beispielsweise aus der EP 0 398 461 A2 bekannt ist)
ausgebildet sein.
Ein Ausführungsbeispiel des neuen Antriebsstranges in vier
verschiedenen Phasen seines Bewegungsablaufes ist in den
Fig. 1 bis 4 dargestellt. Dabei zeigen
Fig. 1 den Antriebsstrang bei in einer EIN-Stellung befind
lichem Antriebshebel und in einer EIN-Position befindlichem
Kontaktträger,
Fig. 2 den Antriebsstrang beim Überschwenken des Kontaktträ
gers in eine AUS-Position, bei in EIN-Stellung verbleibendem
Antriebshebel,
Fig. 3 den Antriebsstrang mit einem in seiner AUS-Position
mittels einer Fangeinrichtung gegen Prellen gesicherten Kon
taktträger und
Fig. 4 den Antriebsstrang mit einem von der Fangeinrichtung
freigegebenen Kontaktträger bei in einer AUS-Stellung be
findlichem Antriebshebel und in AUS-Position befindlichem
Kontaktträger.
Gemäß den Fig. 1 bis 4 weist der Antriebsstrang für einen
als Kontakthebel ausgebildeten, um ein erstes Schwenklager 1
bewegbaren Kontakt 2 eines elektrischen Schalters einen auf
einer Schaltwelle 3 angeordneten Antriebshebel 4, einen den
bewegbaren Kontakt 2 tragenden, um ein zweites Schwenklager 5
drehbaren Kontaktträger 6 und eine den Kontaktträger 6 mit
dem Antriebshebel 4 verbindende, als Knickhebel ausgebildete
Koppelbaugruppe 7 auf. Der bewegbare Kontakt 2 ist hierbei
mittels am Kontaktträger 6 abgestützter Kontaktkraftfedern 8
je nach Schaltzustand entweder über ein erstes Schaltstück 9
an einem zweiten Schaltstück 10 eines ortsfesten Kontaktes 11
oder über einen Teilbereich 12 seiner umlaufenden Kante an
einer ersten Anschlagfläche 13 des Kontaktträgers abgestützt.
In den Antriebsstrang ist eine Fangeinrichtung 14 integriert,
die ein am Kontaktträger 6 schwenkbar angeordnetes, als Fang
haken ausgebildetes Fangelement 15 und ein auf dem Antriebs
hebel 4 angeordnetes, dem Fangelement 15 zugeordnetes Ge
genstück 16 aufweist. Als Gegenstück 16 dient ein erster Bol
zen, der den Antriebshebel 4 mit dem Knickhebel 7 verbindet.
Als Schwenklager 17 des Fanghakens 15 dient ein zweiter
Bolzen, der den Knickhebel 7 mit dem Kontaktträger 6 verbin
det. - Als Gegenstück kann anstelle des ersten Bolzens auch
ein anderes, bedarfsweise auch an der Schaltwelle ausgebilde
tes, mit dem Antriebshebel schwenkbares Gegenstück dienen. In
gleicher Weise kann ein gesondertes Schwenklager für das
Fangelement am Kontaktträger ausgebildet sein.
Gemäß Fig. 1, die den Antriebsstrang im Einschaltzustand bei
normalem Betrieb des Schalters zeigt, befindet sich das Fang
element 15 in seiner Ruhestellung. - Unter "normalem Betrieb"
wird dabei ein Bereich von Strömen bis in den Überlastbereich
verstanden, bei denen die zwischen den Kontakten wirkenden
elektrodynamischen Kräfte unterhalb eines vorzugebenden
Grenzwertes liegen und die Kontakte aufgrund der diesen Kräf
ten entgegenwirkenden Kräften der Kontakttaktkraftfedern in
geschlossenem Zustand verbleiben. - Zur Aufrechterhaltung
dieser Ruhestellung weist das Fangelement 15 einen Anschlag
18 auf, über den es sich unter der Kraft einer auf ihn ein
wirkenden Feder 19 an einer zweiten Anschlagfläche 20 des
Kontaktträgers abstützt. Der Kontaktträger weist zur Aufnahme
der als Schraubendruckfeder ausgebildeten Feder 19 eine ta
schenartige Ausnehmung 21 als Widerlager auf. Die Feder 19
und das Widerlager 21 der Feder können jedoch auch jede an
dere, dem vorliegenden Zweck dienende Gestalt aufweisen. -
Der Knickhebel 7 wirkt bei normalem Betrieb als starres, den
Kontaktträger 6 mit dem Antriebshebel 4 verbindendes Stütz
glied.
Gemäß Fig. 2, die den Antriebsstrang in einem Zustand zeigt,
bei dem der Kontaktträger aufgrund hoher Ströme - bei denen
die zwischen den Kontakten wirkenden elektrodynamischen
Kräfte nicht mehr unterhalb des vorgegebenen Grenzwertes lie
gen - bei in EIN-Stellung verbleibendem Antriebshebel in eine
AUS-Position umschwenkt. In dieser Phase verkürzt sich die
Stützweite des Knickhebels kraftabhängig in einer beispiels
weise aus der DE 197 40 422 A1 bekannten Weise. Der Fanghaken
15 weist an seinem freien Ende 22 eine Gleitfläche 23
auf, die beim Umschwenken des Kontaktträgers 6 in seine AUS-
Stellung auf den ersten Bolzen 16 trifft. Hierbei ist die
Gleitfläche 23 so angeordnet, dass der Fanghaken 15 entgegen
der Federkraft angehoben wird, bei weiterer Drehbewegung des
Kontaktträgers über den ersten Bolzen gleitet und schließlich
den ersten Bolzen schnappriegelartig hintergreift und dabei
in seine Ruhestellung zurückkehrt.
Gemäß Fig. 3 ist der Kontaktträger 6 dadurch in seiner AUS-
Position festgelegt, so dass ein Zurückprellen des Kontakt
trägers in seine EIN-Position sicher verhindert ist. Hierbei
hintergreift der Fanghaken 15 den ersten Bolzen 16 jedoch nur
soweit, dass er nicht in dessen Bewegungsbahn hineinreicht.
Während der anhand der Fig. 1 bis 3 erläuterten Vorgänge
behält der auf der Schaltwelle 3 fest angeordnete Antriebshe
bel 4 seine EIN-Stellung bei. In seine AUS-Stellung gelangt
der Antriebshebel entsprechend der Darstellung in der Fig. 4
erst dann, wenn beispielsweise der hohe Strom, der die
elektrodynamische Öffnung der Kontakte 2 und 11 bewirkt hat,
auch von einem in bekannter Weise im Schalter vorgesehenen
Überstromauslöser erfasst und verarbeitet worden ist, um eine
Verklinkung der Schaltwelle 3 freizugeben. Diese führt dann
eine Drehung in der Richtung eines in Fig. 3 gezeigten Pfei
les 24 aus.
Gemäß Fig. 4 wird der erste Bolzen 16 hierbei aus seiner vom
Fanghaken 15 hintergriffenen Position herausgeschwenkt. Da
durch wird einerseits der Kontaktträger 6 durch den Fanghaken
15 freigegeben und andererseits der Knickhebel 7 derart ge
streckt, dass er wieder als starres Stützglied wirkt. Der
Fanghaken 15 verbleibt hierbei in seiner Ruhestellung. Der
Antriebsstrang ist wieder einschaltbereit.
Die Koppelbaugruppe kann alternativ zu der Ausgestaltung als
Knickhebel auch als teleskopartige Verklinkungseinrichtung
(ähnlich EP 0 398 461 A2) ausgebildet sein. Zweckmäßig wird
hierbei der zum Verbinden des Gleitstückes der Verklinkungs
einrichtung mit dem Kurbelarm der Schaltwelle vorgesehene
Stift axial verlängert, um das im Sinne der Erfindung vorge
sehene Gegenstück zu bilden.
Claims (6)
1. Antriebsstrang für einen bewegbaren Kontakt (2) eines
elektrischen Schalters, bestehend aus einem schwenkbaren
Antriebshebel (4), einem den Kontakt (2) aufnehmenden
schwenkbar gelagerten Kontaktträger (6), einer Koppelbau
gruppe (7), mittels derer der Kontaktträger (6) am An
triebshebel (4) abgestützt ist, und einer Fangeinrichtung
(14) für den Kontaktträger (6),
bei dem der Kontaktträger (6) durch Schwenken des Antriebshebels (4) - von einer AUS-Stellung in eine EIN-Stellung - aus einer AUS-Position in eine EIN-Po sition überführbar ist,
bei dem der Kontaktträger (6) zum Umschwenken aus der EIN-Position in die AUS-Position bei in EIN-Stel lung verbleibendem Antriebshebel (4) von der Koppelbau gruppe (7) kraftabhängig freigebbar ist und
bei dem die Fangeinrichtung (14) ein am Kontaktträ ger (6) schwenkbar angeordnetes, unter der Einwirkung einer Feder (19) stehendes Fangelement (15) und ein dem Fangelement (15) zugeordnetes Gegenstück (16) aufweist,
wobei bei in EIN-Stellung befindlichem Antriebshebel (4) und in AUS-Position befindlichem Kontaktträger (6) das Gegenstück (16) vom Fangelement (15) hintergriffen ist.
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gegenstück (16) mit dem Antriebshebel (4) schwenkbar ist und
dass das Fangelement (15) beim Umschwenken des Kon taktträgers (6) schnappriegelartig über das Gegenstück (16) gleitbar ist.
bei dem der Kontaktträger (6) durch Schwenken des Antriebshebels (4) - von einer AUS-Stellung in eine EIN-Stellung - aus einer AUS-Position in eine EIN-Po sition überführbar ist,
bei dem der Kontaktträger (6) zum Umschwenken aus der EIN-Position in die AUS-Position bei in EIN-Stel lung verbleibendem Antriebshebel (4) von der Koppelbau gruppe (7) kraftabhängig freigebbar ist und
bei dem die Fangeinrichtung (14) ein am Kontaktträ ger (6) schwenkbar angeordnetes, unter der Einwirkung einer Feder (19) stehendes Fangelement (15) und ein dem Fangelement (15) zugeordnetes Gegenstück (16) aufweist,
wobei bei in EIN-Stellung befindlichem Antriebshebel (4) und in AUS-Position befindlichem Kontaktträger (6) das Gegenstück (16) vom Fangelement (15) hintergriffen ist.
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gegenstück (16) mit dem Antriebshebel (4) schwenkbar ist und
dass das Fangelement (15) beim Umschwenken des Kon taktträgers (6) schnappriegelartig über das Gegenstück (16) gleitbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Fangelement (15) eine Ruhestellung aufweist, in
der es sich unter der Krafteinwirkung der Feder (19)
mittels eines Anschlages (18) an einer Anschlagfläche
(20) des Kontaktträgers (6) abstützt.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gegenstück (16) von einem den Antriebshebel (4)
mit der Koppelbaugruppe (7) verbindenden Bolzen gebildet
ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stützweite der Koppelbaugruppe (7) kraftabhängig
verkürzbar ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Koppelbaugruppe (7) als Knickhebel ausgebildet
ist.
6. Anordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Koppelbaugruppe als teleskopartige Verklinkungs
einrichtung ausgebildet ist.
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