DE10139566C1

DE10139566C1 - Verklinkungsmechanismus für Leistungsschalter

Info

Publication number: DE10139566C1
Application number: DE2001139566
Authority: DE
Inventors: Bogdan Zabrocki
Original assignee: Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-27
Anticipated expiration: 2021-08-11
Also published as: FR2828578B1; FR2828578A1; GB2378579A; GB2378579B; ITMI20021747A1; GB0217889D0

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verklinkungsmechanismus aus einer Klinke (10) mit wenigstens einer Verklinkungsfläche (12) und einem Klinkenhebel (20) mit jeweils einer mit der Verklinkungsfläche (12) verklinkbaren Klinkenhebelnase (22) als Bestandteil des Schaltschlosses eines Niederspannungs-Leistungsschalters. Das zu lösende Problem besteht in einem dauerhaften sicheren Arbeiten trotz ungenügender Materialbeständigkeit der Verklinkungsfläche (12). Dazu steht im verklinkten Zustand die Verklinkungsfläche (12) vollständig auf der Klinkenhebelnase (22). Die Ober- und Unterkanten (13; 14; 24) der Verklinkungsfläche (12) und der Klinkenhebelnase (20) sind als Außenkanten ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verklinkungsmechanismus nach dem Oberbegriff von An spruch 1. Der Verklinkungsmechanismus ist Bestandteil des Schaltschlosses eines Niederspannungs-Leistungsschalters.

Aus der Druckschrift US-3614685 ist ein Leistungsschalter mit einem mehrpoligen Kontaktsystem bekannt. Das Schaltschloss besteht aus einem U-förmigen Antriebs hebel, der mit seinen Außenschenkeln kippbar in feststehenden Seitenblenden lagert und einen Betätigungsgriff aufweist, aus einem Kniehebelmechanismus mit einem oberen Kniehebel, einem unteren Kniehebel und einem Federkraftspeicher, und aus einem zwischen den Seitenblenden schwenkbar gelagerten Stützhebel. Die Kniehebel sind über eine Kniehebelachse gelenkig miteinander verbunden. Der Federkraftspei cher greift zwischen Kniehebelachse und Antriebshebel an. Der untere Kniehebel ist gelenkig mit einer Schaltwelle verbunden. Die Schaltwelle trägt bewegliche Kontakt anordnungen mit entgegen der Wirkung von Kontaktdruckfedern innerhalb des so ge nannten Durchhubs schwenkbaren einarmigen beweglichen Kontakten. Der Stützhe bel ist mit dem oberen Kniehebel gelenkig verbunden. Nach einem Auslösevorgang ist das Schaltschloss zurücksetzbar, indem der Stützhebel durch Überführen des An triebshebels jenseits über seine Aus-Stellung hinaus in eine abstützende und unter Wirkung des Federkraftspeichers stehende Verbindung mit einem in Wirkverbindung mit Auslösemitteln stehenden Verklinkungsmechanismus zu bringen ist.

Aus der Druckschrift DE-42 27 213-A1 ist ein Schaltschloss mit einem Verklinkungs mechanismus bekannt, der aus einer von Auslösemitteln betätigbaren Klinke und einem durch diese verklinkbaren Klinkenhebel, der seinerseits den Stützhebel im nichtausgelösten Zustand verriegelt, besteht. Die Klinke und der Klinkenhebel sind schwenkbar in den Seitenblenden eingefügt und in diesen durch die Kraftwirkung einer an Klinke und Klinkenhebel angreifenden Klinkenfeder gehaltert. An dem Klin kenhebel ist eine Klinkenhebelnase ausgebildet, die mit einer entsprechenden an der Klinke ausgebildeten Verklinkungsfläche in die zur Erhöhung der Vorspannung der Klinkenfeder gerichtete Wirkverbindung bringbar ist. Die Klinke besteht im Allgemei nen aus einem weicheren Material, insbesondere Kunststoff, gegenüber dem metalli schen Klinkenhebel. Im Verlauf der Lebensdauer des Leistungsschalters findet durch das zahlreiche Zusammenwirken von Klinkenhebelnase und Verklinkungsfläche eine Materialabnutzung und zum Teil Materialverdrängung an der Verklinkungsfläche statt, wodurch unter anderem eine mit der Klinkenhebelnase in Verbindung gelangende un regelmäßige Teilfläche in der Verklinkungsfläche entsteht. Das Zusammenwirken der Klinkenhebelnase mit der entstehenden unregelmäßigen Teilfläche führt in nachteili ger Weise zu einer Richtungsverlagerung der Kraft, die der Klinkenhebel unter dem Einfluss der Klinkenfeder auf die Verklinkungsfläche ausübt. Durch die Richtungsver lagerung der Kraft wird im zunehmenden Maße ein eindrehendes oder ein ausdre hendes Kraftmoment auf die Klinke ausgeübt. Die zunehmende Richtungsverlagerung der Kraft führt im ersten Falle zu einer merklichen Erhöhung der Reibungskraft zwi schen Klinkenhebelnase und Verklinkungsfläche, so dass im Extremfall das Schalt schloss nicht mehr ausgelöst werden kann. Die zunehmende Richtungsverlagerung der Kraft führt im zweiten Falle zu einer merklichen Absenkung der Reibungskraft zwischen Klinkenhebelnase und Verklinkungsfläche, so dass im Extremfall das Schaltschloss nicht mehr in den nichtausgelösten Zustand überführt werden kann.

Aus der EP-0555158-A1 ist ein Verklinkungsmechanismus eines Schaltschlosses mit Federkraftspeicher für Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer Klinke, einem Klinkenhebel und einem sich am Klinkenhebel abstützenden Stützhebel bekannt. Auch dieser Verklinkungsmechanismus löst nicht das vorstehend geschilderte Prob lem.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein dauerhaftes sicheres Arbeiten des Verklinkungsmechanismus zu gewährleisten.

Ausgehend von einem Verklinkungsmechanismus der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängi gen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbil dungen der Erfindung zu entnehmen sind.

Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Verklinkungsfläche an der Klinke und der dazu im Verhältnis stehenden, gegenüber liegenden Wirkfläche der Klinkenhebelnase sowie durch die Wahl eines formbeständigeren Materials für die Klinkenhebelnase im Verhältnis zu dem Material für die Verklinkungsfläche wird verhindert, dass sich im Laufe der Zeit durch Formänderungen an der Verklinkungsfläche schädliche Teilflä chen ausbilden. Damit erfolgt auch keine Richtungsverlagerung der auf die von der Klinkenhebelnase auf die Verklinkungsfläche ausgeübten Kraft mit dem beim Stand der Technik auftretenden nachteiligen Folgen. Üblicherweise ist als Material für die Klinkenhebelnase - und damit im Allgemeinen für den gesamten Klinkenhebel - Stahl und als Material für die Verklinkungsfläche - und damit im Allgemeinen für die ge samte Klinke - ein üblicher Kunststoff, beispielsweise Thermoplaste, zu verwenden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, an hand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltschloss mit einem erfindungsgemäßen Verklinkungsmechanis mus;

Fig. 2 den Verklinkungsmechanismus nach Fig. 1 im nichtverklinkten Zustand;

Fig. 3 den Verklinkungsmechanismus nach Fig. 1 im verklinkten Zustand;

Fig. 4 ein stark vergrößertes Detail IV aus Fig. 2;

Fig. 5 ein stark vergrößertes Detail V aus Fig. 3;

Fig. 6 ein stark vergrößertes Detail eines Verklinkungsmechanismus nach dem Stand der Technik;

Fig. 7 ein stark vergrößertes Detail eines weiteren Verklinkungsmechanismus nach dem Stand der Technik.

Nach Fig. 1 besteht das Schaltschloss 1 als Bestandteil eines nicht weiter dargestell ten mehrpoligen Leistungsschalters aus einem U-förmigen Antriebshebel 2, der mit seinen Außenschenkeln kippbar in feststehenden Seitenblenden 3 lagert und einen Betätigungsgriff 4 aufweist, aus einem nicht im Einzelnen zu erkennenden Kniehe belmechanismus 5 mit oberen Kniehebeln, unteren Kniehebeln und einem Federkraft speicher, sowie aus einem zwischen den Seitenblenden 3 schwenkbar gelagerten Stützhebel 6. Der Stützhebel 6 ist mit dem oberen Kniehebel gelenkig verbunden. Nach einem Auslösevorgang ist das Schaltschloss 1 zurücksetzbar, indem der Stütz hebel durch Überführen des Antriebshebels 2 in die Aus-Stellung in eine abstützende und unter Wirkung des Federkraftspeichers stehende Verbindung mit einem in Wirk verbindung mit nicht dargestellten Auslösemitteln stehenden Verklinkungsmechanis mus 7 zu bringen ist. Der Verklinkungsmechanismus 7 besteht aus einer von den Auslösemitteln betätigbaren Klinke 10 und einem durch diese verklinkbaren Klinken hebel 20, der seinerseits den Stützhebel 6 im nichtausgelösten Zustand verriegelt. Die Klinke 10 und der Klinkenhebel 20 sind über entsprechende querliegende Schwenk achsen 11 bzw. 21 schwenkbar in den Seitenblenden 3 gelagert und gegenseitig durch die angreifende Verklinkungskraft, die aus der Kraftwirkung des Federkraftspei chers und weiterer, nicht dargestellter Federmittel resultiert, beaufschlagt.

Gemäß Fig. 1 und Fig. 3 sind an dem gabelförmig ausgebildeten Klinkenhebel 20 endseitig zwei Klinkenhebelnasen 22 ausgebildet, die mit entsprechenden an der Klinke 10 ausgebildeten Verklinkungsflächen 12 in eine Wirkverbindung bringbar sind. Im ausgelösten Zustand des Schaltschlosses 1 stehen sich die Klinkenhebelnasen 22 und die zugehörigen Verklinkungsflächen 12 gemäß Fig. 2 und Fig. 4 mit Abstand ge genüber. Der Klinkenhebel 20 ist als Blechteil aus Stahl und die Klinke 10 als Formteil aus Kunststoff ausgebildet.

Gemäß Fig. 3, Fig. 4 und Fig. 5a steht im verklinkten Zustand die zur Klinkenhebel schwenkachse 21 zugekehrte, als Außenkante ausgebildete Unterkante 13 jeder der beiden Verklinkungsflächen 12 auf der zugehörigen Klinkenhebelnase 22. Außerdem ist im verklinkten Zustand die von der Klinkenhebelschwenkachse 21 abgekehrte, als Außenkante ausgebildete Oberkante 24 jeder Klinkenhebelnase 22 in Bezug auf die zur Klinkenhebelschwenkachse 21 abgekehrte, ebenfalls als Außenkante ausgebil dete Oberkante 14 der zugehörigen Verklinkungsfläche 12 geringfügig weiter von der Klinkenhebelschwenkachse 21 entfernt. Zur Beseitigung von nachteilig scharfen Kanten sind die Oberkanten 24 der Klinkenhebelnasen 22 sowie die Oberkanten 14 und die Unterkanten 13 der Verklinkungsflächen 12 mehrfach gebrochen bzw. abge rundet. Im verklinkten Zustand beaufschlagen die Klinkenhebelnasen 22 die Verklin kungsflächen 12 mit der Normalkomponente der bereits genannten Verklinkungskraft in Richtung des Pfeils F1 senkrecht zur Verklinkungsfläche 12.

Über die Lebensdauer des Leistungsschalters treten an den Verklinkungsflächen 12 durch die Einwirkung der materialbeständigeren Klinkenhebelnasen 22 Materialabnut zungen und Materialverdrängungen auf. Gegenüber dem Neuzustand nach Fig. 5a ist in Fig. 5b der durch eine deutlich fortgeschrittene Lebensdauer gekennzeichnete Ge brauchtzustand beispielhaft dargestellt. Die Verklinkungsflächen 12 haben sich im Gebrauchtzustand zurückgebildet, so dass der Klinkenhebel 20 gegenüber dem Neu zustand mit einer im Uhrzeigersinn leicht vergrößerten Winkelstellung mit seinen Klin kenhebelnasen 22 auf die Verklinkungsflächen 12 trifft. Durch die vorstehend be schriebene erfindungsgemäße Festlegung der Abstände der Unterkante 13 und Oberkanten 14, 24 wird jedoch gewährleistet, dass auch im Gebrauchtzustand die Klinkenhebelnasen 22 auf einen ausreichend ebenen Flächenteil der Verklinkungsflä chen 12 auftreffen, so dass die Richtung der Kraft in Richtung des Pfeils F1 erhalten bleibt. Der Klinkenhebel 20 besitzt durch seine gabelförmige Ausbildung und durch die Verwendung von Stahlblech als Ausgangsmaterial eine gewisse Elastizität, die bei einem ungleichmäßigen Auftreffen der Verklinkungsflächen 12 auf die zugehörigen Klinkenhebelnasen 22 zu einem elastischer Ausgleich zwischen den beiden Klinken hebelnasen 22 führt, wodurch eine möglichst gleichmäßige mechanische Belastung der beiden Verklinkungsflächen 12 gewährleistet ist.

Fig. 6 zeigt einen Verklinkungsmechanismus nach dem Stand der Technik mit einem Abstand der Oberkante 14' der Verklinkungsfläche 12', der gegenüber der Erfindung weiter als die Oberkante 24' der Klinkenhebelnase 22' von der Klinkenhebelschwenk achse entfernt ist. Die Fig. 6a zeigt den Neuzustand mit der eingezeichneten Richtung F2 der auf die Verklinkungsfläche 12' wirkenden Kraft. Durch die gemäß Fig. 6b im Gebrauchtzustand erfolgte Materialabtragung und Materialverdrängung an der Ver klinkungsfläche 12' tritt im Bereich der Oberkante 24' der Klinkenhebelnase 22' eine Kraftkomponente in Richtung des Pfeils F2' auf, die ein ausdrehendes Kraftmoment M2' auf die Klinke 10' ausübt, das im ungünstigsten Falle dazu führt, dass sich die Klinke 10' und der Klinkenhebel 20' nicht mehr ordnungsgemäß verklinken lassen.

In Fig. 7 ist ein weiterer Verklinkungsmechanismus nach dem Stand der Technik mit einer gegenüber der Erfindung als Innenkante ausgebildeten Unterkante 13" der Ver klinkungsfläche 12" der Klinke 10" dargestellt. Die Fig. 7a zeigt den Neuzustand mit eingezeichneter Richtung F3 der auf die Verklinkungsflächen 12" wirkenden Kraft. Durch die gemäß Fig. 7b im Gebrauchtzustand erfolgte Materialabtragung und Mate rialverdrängung an der Verklinkungsfläche 12" tritt im Bereich der Unterkante 23" der Klinkenhebelnase 22" des Klinkenhebels 20" eine Kraftkomponente in Richtung des Pfeils F3" auf, die ein eindrehendes Kraftmoment M3" auf die Klinke 10" ausübt, das im ungünstigsten Falle dazu führt, dass sich die Klinke 10" und der Klinkenhebel 20" nicht mehr ordnungsgemäß entklinken lassen.

Claims

1. Verklinkungsmechanismus eines Schaltschlosses mit Federkraftspeicher für Nie derspannungs-Leistungsschalter, bestehend aus einer von Auslösemitteln betätig baren, um eine erste Achse (11) schwenkbaren Klinke (10), einem um eine zweite Achse (21) schwenkbaren Klinkenhebel (20), wobei die Achsen (11, 21) der Klinke (10) und des Klinkenhebels (20) schwenkbar in Seitenblenden (3) des Schalt schlosses (1) lagern und die Klinke (10) mit dem Klinkenhebel (20) gegenseitig verklinkbar sind, wozu an dem Klinkenhebel (20) wenigstens eine Klinkenhebel nase (22) ausgebildet ist, die mit einer entsprechenden an der Klinke (10) ausge bildeten Verklinkungsfläche (12) in Wirkverbindung bringbar ist, dadurch gekenn zeichnet, dass die Klinkenhebelnase (22) aus einem gegenüber der Verklinkungs fläche (12) formbeständigeren Material besteht, dass die Verklinkungsfläche (12) eine der zweiten Achse (21) abgekehrte Oberkante (14) und eine der zweiten Achse (21) zugekehrte Unterkante (13) und die Klinkenhebelnase (22) eine der zweiten Achse (21) abgekehrte Oberkante (24) aufweisen, dass im verklinkten Zu stand die Unterkante (13) der Verklinkungsfläche (12) auf der Klinkenhebelnase (22) aufsteht und dass die Oberkante der Klinkenhebelnase (22) von der zweiten Achse (21) wenigstens gleich weit wie die Oberkante (14) der Verklinkungsfläche (12) entfernt ist.

2. Verklinkungsmechanismus nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Oberkante (24) der Klinkenhebelnase (22) geringfügig weiter als die Oberkante (14) der Verklinkungsfläche (12) von der Klinkenhebel schwenkachse (21) entfernt ist.

3. Verklinkungsmechanismus nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Oberkante (24) der Klinkenhebelnase (22) sowie die Oberkante (14) und die Unterkante (13) der Verklinkungsfläche (12) mehrfach gebrochen oder abgerundet sind.

4. Verklinkungsmechanismus nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der Klinkenhebel (20) gabelförmig mit zwei Klinkenhebelna sen (22) ausgebildet ist.

5. Verklinkungsmechanismus nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeich net, dass die Klinke (10) mit zwei Verklinkungsflächen (12) ausgestattet ist.

6. Verklinkungsmechanismus nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeich net, dass der Klinkenhebel (20) soweit elastisch ausgebildet ist, die einen Aus gleich zwischen ungleichmäßig auf die Klinkenhebelnasen (22) auftreffenden Ver klinkungsflächen (12) gestattet.