DE10049728C2 - Antriebsstrang für einen bewegbaren Kontakt eines elektrischen Schalters - Google Patents
Antriebsstrang für einen bewegbaren Kontakt eines elektrischen SchaltersInfo
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Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Schalter
und betrifft einen Antriebsstrang für einen bewegbaren Kon
takt eines elektrischen Schalters, bestehend aus einem
schwenkbaren Antriebshebel, einem den Kontakt aufnehmenden
schwenkbar gelagerten Kontaktträger, einer Koppelbaugruppe,
mittels derer der Kontaktträger am Antriebshebel abgestützt
ist, und einer Fangeinrichtung für den Kontaktträger,
- - bei dem der Kontaktträger durch Schwenken des Antriebshe bels - von einer AUS-Stellung in eine EIN-Stellung - aus einer AUS-Position in eine EIN-Position überführbar ist,
- - bei dem der Kontaktträger zum Umschwenken aus der EIN-Po sition in die AUS-Position bei in EIN-Stellung verbleiben dem Antriebshebel von der Koppelbaugruppe kraftabhängig freigebbar ist und
- - bei dem die Fangeinrichtung ein am Kontaktträger schwenk bar angeordnetes, unter der Einwirkung einer Feder stehen des Fangelement und ein dem Fangelement zugeordnetes Ge genstück aufweist,
- - wobei bei in EIN-Stellung befindlichem Antriebshebel und in AUS-Position befindlichem Kontaktträger das Gegenstück vom Fangelement hintergriffen ist.
Bei einem bekannten dreipoligen elektrischen Schalter ist ein
derartiger Antriebsstrang jeweils den bewegbaren Kontakten
der beiden äußeren Pole zugeordnet (US 5,912,605). - Hierbei
sind ein Antriebshebel in Form eines Kniehebelgliedes und
drei U-förmige Kontaktträger, die jeweils über einen zugeord
neten Mitnehmer an einer gemeinsamen Traverse abgestützt
sind, vorgesehen. Während der dem mittleren Kontaktträger zugeordnete
Mitnehmer eine erste Koppelbaugruppe bildet, über
die der mittlere Kontaktträger an dem Antriebshebel abge
stützt ist, sind jeweils einer der den beiden äußeren Kon
taktträgern zugeordneten Mitnehmer, die Traverse und der dem
mittleren Kontaktträger zugeordnete Mitnehmer Teil einer wei
teren Koppelbaugruppe, über die jeweils einer der beiden äu
ßeren Kontaktträger an dem Antriebshebel abgestützt ist. Die
Koppelbaugruppe des mittleren Antriebsstranges ist daher Teil
der Koppelbaugruppen der beiden äußeren Antriebsstränge, die
weiterhin jeweils einen Bolzen umfassen, der bei in EIN-
Position befindlichem Kontaktträger in einer Raststellung an
einer Kurvenfläche des Kontaktträgers anliegt. Um den
Kontaktträger zum Umschwenken in seine AUS-Position bei in
EIN-Stellung verbleibender Antriebswelle freizugeben, kann
der Bolzen kraftabhängig aus seiner Raststellung am Kontakt
träger herausgleiten. Der Bolzen ist dabei fest mit dem Mit
nehmer verbunden. Um das als ortsfester Bolzen ausgebildete
Gegenstück mittels des als Fanghaken ausgebildeten Fangele
mentes zu umgreifen, ist eine weitere als Blattfeder ausge
bildete Feder erforderlich, die an dem mit der Traverse fest
verbundenen Mitnehmer angeordnet ist und die einen lang aus
gebildeten, gebogenen freien Endschenkel aufweist, mittels
dessen das Fangelement beim Umschwenken des äußeren Kontakt
trägers entgegen der Kraft der ersten Feder zum Umgreifen ei
nes im Schalter ortsfest angeordneten Bolzens schwenkbar ist.
Um ein Zurückprellen des Kontaktträgers in seine EIN-Position
sicher auszuschließen, ist eine genaue Abstimmung der
Federkräfte beider Federn und eine präzise Anordnung der sich
mit dem Koppelstrang bewegenden Blattfeder in der
Bewegungsbahn des Fangelementes erforderlich. - Bei dieser
Ausgestaltung des Antriebsstranges kann der mittlere
Kontaktträger nicht auf die gleiche Weise wie die beiden
äußeren Kontaktträger gegen Prellen gesichert werden.
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, die Fangeinrichtung derart zu
vereinfachen, dass sie, unabhängig von der konstruktiven Ges
taltung der Koppelbaugruppe, ein Prellen des Kontaktträgers
sicher verhindert.
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.
An sich ist ein elektrischer Schalter bekannt, bei dem ein
Antriebshebel mittels einer Fangeinrichtung gegen Prellen
gesichert ist. Dieser Antriebshebel ist in einer EIN-
Stellung, bei der alle Kontakte des Schalters geschlossen
sind, über ein gestrecktes Kniegelenk an einem Energiespei
cher abgestützt und durch Einknicken des Kniegelenkes zum
Überführen in eine AUS-Stellung, bei der die Kontakte geöff
net sind, freigebbar. Dabei weist die Fangeinrichtung einen
Fanghaken und ein dem Fanghaken zugeordnetes Gegenstück auf,
wobei der Fanghaken um ein im Schalter ortsfest angeordnetes
Lager über einen Federmechanismus aus der Bewegungsbahn des
Gegenstückes schwenkbar ist. Das Gegenstück ist von einer
Traverse gebildet, die zur Ankopplung die Kontakte tragender
Kontaktträger an den Antriebshebel dient und daher mit dem
Antriebshebel schwenkbar ist (FR 1 272 040). - Da ein zur
Strombegrenzung führendes Umschwenken der Kontaktträger bei
in seiner EIN-Stellung verbleibendem Antriebshebels hierbei
nicht vorgesehen ist und der Kontaktträger daher bei in Ein-
Stellung verbleibendem Antriebshebel nicht Prellen kann,
stellt sich bei diesem Schalter auch nicht die der Erfindung
zugrunde liegende Aufgabe.
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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