DE102006059307B3

DE102006059307B3 - Elektrisches Schaltgerät

Info

Publication number: DE102006059307B3
Application number: DE200610059307
Authority: DE
Inventors: Bogdan Zabrocki; Volker Heins
Original assignee: Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2026-12-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät (1; 32), wie Leistungsschalter oder Trennschalter, umfassend: - ein Kontaktsystem (3; 3') mit weingstens einem Paar von Festkontakten (20, 21; 20'), mit wenigstens einem bewegbaren Schaltstück (22; 22') sowie mit einer Schaltwelle (23; 23'), durch die das Schaltstück (22, 22') um eine Schaltwellenachse (24; 24') drehbar gelagert ist, welches in einer EIN-Stellung des Schaltgerätes (1; 32) die Festkontakte (20, 21; 20') verbindet und in einer AUS-Stellung des Schaltgerätes (1; 32) trennt, wobei bei einem als Doppelunterbrecher ausgeführten Schaltgerät (1) das bewegbare Schaltstück (22) zweiarmig und bei einem als Einfachunterbrecher ausgeführten Schaltgerät (32) das bewegbare Schaltstück (22') einarmig ausgeführt ist, und - ein Schaltschloss (2; 2') mit einem schwenkbaren Betätigungsgriff (4) und mit einem Kniehebelmechanismus, der einen oberen Kniehebel (6; 6'), einen unteren Kniehebel (7; 7') und eine Feder (10) aufweist, die zwischen dem Betätigungsgriff (4) und einer unteren Federaufhängung des Kniehebelmechanismus angeordnet ist, wobei das Schaltschloss (2; 2') über den unteren Kniehebel (7; 7') mit der Schaltwelle (23; 23') zusammenwirkt, wobei die erste Achse (8) eine untere Federaufhängung darstellt und wobei bei einem als Doppelunterbrecher ausgebildeten Schaltgerät (1) die Kniehebel (6, 7) über eine erste Achse (8) gelenkig miteinander verbunden sind. Das erfindungsgemäße Schaltgerät zeichnet sich ...

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät mit einem Kontaktsystem und mit einem Schaltschloss. Das elektrische Schaltgerät kann als Leistungsschalter oder Trennschalter ausgebildet sein.
Aus der US 3,614,685 ist ein Leistungsschalter mit einem mehrpoligen Kontaktsystem bekannt. Pro Pol weist das Kontaktsystem ein Paar von Festkontakten sowie ein bewegbares Schaltstück auf, welches in einer EIN-Stellung des Leistungsschalters die Festkontakte miteinander verbindet und in einer AUS-Stellung diese Festkontakte voneinander trennt. Das Schaltstück ist mit einer Schaltwelle verbunden, die sich beim Schalten von der EIN- in die AUS-Stellung dreht und dabei das Schaltstück mitnimmt, wodurch es zur Trennung der Festkontakte kommt.
Bei dem in der US 3,614,685 offenbarten Schaltgerät handelt es sich um einen so genannten Einfachunterbrecher. Das bewegbare Schaltstück ist als einarmiger Hebel ausgeführt, der an einem Ende ein Kontaktplättchen aufweist. In der EIN-Stellung des Schaltgerätes liegt das Kontaktplättchen des bewegbaren Schaltstücks aus einem Kontaktplättchen auf, das an einem der beiden Festkontakte angebracht ist. Beim Ausschalten des Schaltgerätes wird das bewegbare Schaltstück um die Schaltwellenachse geschwenkt, so dass die beiden Kontaktplättchen voneinander getrennt werden und zwischen diesen eine Öffnungsstrecke gegeben ist.
Des weiteren umfasst das Schaltgerät der US 3,614,685 ein Schaltschloss mit einem Betätigungsgriff und mit einem Kniehebelmechanismus, der einen oberen Kniehebel, einen unteren Kniehebel und eine Feder aufweist, die zwischen dem Betätigungsgriff und einer unteren Federaufhängung des Kniehebelmechanismus angeordnet ist. Der obere Kniehebel und der untere Kniehebel sind über eine erste Achse gelenkig miteinander verbunden, wobei die erste Achse die untere Federaufhängung darstellt. Das Schaltschloss wirkt über den unteren Kniehebel mit der Schaltwelle zusammen. So wird eine Bewegung des Betätigungsgriffs über den Kniehebelmechanismus in eine Drehbewegung der Schaltwelle überführt.
In der EP 1 407 466 B1 ist ein mehrpoliges elektrisches Schaltgerät offenbart, das ein Schaltschloss gemäß obiger Beschreibung und ein Kontaktsystem aufweist, das mit zwei Festkontakten und einem bewegbaren Schaltstück pro Pol sowie mit einer gemeinsamen Schaltwelle aufgestattet ist. Das Schaltgerät ist als so genannter Doppelunterbrecher ausgeführt. Das Schaltstück ist ein zweiarmiger Hebel, der an seinen zwei äußeren Enden jeweils ein Kontaktplättchen trägt. In der EIN-Stellung des Schaltgerätes liegen diese Kontaktplättchen des Schaltstücks jeweils auf einem Kontaktplättchen eines Festkontakts auf. Beim Ausschalten des Schaltgerätes wird das Schaltstück durch die Schaltwelle mitgeführt, so dass die Kontaktplättchen des Schaltstücks von den Kontaktplättchen der Festkontakte abheben. Aufgrund der zwei Hebelarme des Schaltstücks ergeben sich nun zwei Öffnungsstrecken zwischen dem Schaltstück und den Festkontakten.
Aus der DE 692 24 035 T2 ist ein elektrisches Schaltgerät bekannt, das als Doppelunterbrecher ausgeführt ist. Ein Kontaktsystem des Doppelunterbrechers umfasst einen ersten und zweiten Festkontakt und ein drehbar gelagertes Schaltstück mit einem ersten und zweiten Hebelarm. In einer EIN-Stellung liegen der erste Hebelarm an dem ersten Festkontakt und der zweite Hebelarm an dem zweiten Festkontakt an, wodurch die Festkontakte miteinander verbunden sind. In einer AUS-Stellung ergibt sich eine erste Öffnungsstrecke zwischen dem ersten Festkontakt und dem ersten Hebelarm. Entsprechend ist eine zweite Öffnungstrecke zwischen zweitem Festkontakt und zweiten Hebelarm gegeben. Weiter ist der DE 692 24 035 T2 ist ein modifiziertes Schaltgerät zu entnehmen, bei der die erste Öffnungsstrecke durch ein flexibles Leitungsband überbrückt wird, so dass der erste Festkontakt und der erste Hebelarm unabhängig von der Stellung des Schaltstücks immer miteinander verbunden sind. Jedoch halbiert sich dabei die Gesamtöffnungstrecke (Summe der einzelnen Öffnungsstrecken) des Schaltgeräts, was für ein schnelles und sicheres Trennen der Festkontakte nachteilig ist.
Im Vergleich zum Einzelunterbrecher ist der Doppelunterbrecher aufwändiger aufgebaut. Beispielsweise sind bei einem Doppelunterbrecher zwei Lichtbogenlöschkammern mit den jeweiligen Löschblechen vorzusehen, während der Einfachunterbrecher mit nur einer Lichtbogenlöschkammer auskommt. Gegenüber dem Einzelunterbrecher weist der Doppelunterbrecher jedoch den Vorteil auf, dass durch das zweiarmige Schaltstück eine große Gesamtöffnungsstrecke (Summe der einzelnen Öffnungsstrecken) realisiert werden kann, wobei gleichzeitig durch die kompakte Bauweise von Schaltstück (kurze Hebelarme) geringe Rotation-Massenträgheitsmomente vorliegen, so dass beim Schalten von der EIN-Stellung in die AUS-Stellung das Schaltstück schnell und sicher von den Festkontakten getrennt werden kann.
In der Regel weisen Schaltgeräte der oben beschriebenen Art diverse Schnittstellen für Zubehörteile wie beispielsweise ein Auslösemechanismus bei einem auslösefähigen Schaltschloss des Schaltgerätes auf. Haben Doppelunterbrecher und Einfachunterbrecher unterschiedliche Schnittstellen, so müssten die Zubehörteile auf die unterschiedlichen Schnittstellen angepasst werden, wenn beispielsweise ein Doppelunterbrecher durch einen kostengünstigeren Einfachunterbrecher ersetzt werden soll. Die unterschiedlichen Zubehörteile jedoch würden einem flexiblen Einsatz oder Austausch von Doppelunterbrecher und Einfachunterbrecher entgegenstehen. Wenn beispielsweise für eine bestimmte Anwendung ausgehend von einem Doppelunterbrecher eine kostengünstige Variante in Form eines Einfachunterbrechers bereitgestellt werden soll, würde die erreichbare Kostenersparnis nur dann voll zum Tragen kommen, wenn die Zubehörteile des Doppelunterbrechers möglichst uneingeschränkt verwendet werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein als Doppelunterbrecher ausgebildetes Schaltgerät („Doppelunterbrecher”) in ein als Einzelunterbrecher ausgebildetes Schaltgerät („Einzelunterbrecher") umzuwandeln, wobei diese Umwandlung möglichst kostengünstig und möglichst ohne Einfluss auf die Schnittstellen für Zubehörteile erfolgen soll.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele können den Unteransprüchen entnommen werden.
Das erfindungsgemäße Schaltgerät gemäß Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, dass zur Ausgestaltung als Einfachunterbrecher eine von der ersten Achse verschiedene Zusatzachse einbaubar ist, durch die oberer und unterer Kniehebel gelenkig miteinander verbindbar sind. Vorzugsweise sind erste Achse und Zusatzachse zueinander parallel ausgerichtet.
Erfindungsgemäß stellt beim Einfachunterbrecher wie auch beim Doppelunterbrecher die in ihrer Lage unveränderte erste Achse weiterhin die untere Federaufhängung für die Feder dar. Dies ist die Voraussetzung dafür, dass bei dem Schaltschloss sowohl für den Einfachunterbrecher als auch für den Doppelunterbrecher alle Grundparameter hinsichtlich der Kinematik des Schaltschlosses gleich bleiben, soweit auch weitere Achsen, Hebel/Bauteile und geometrische Größen gleich bleiben, die die Kinematik des Schaltschlosses beeinflussen. Somit sind nicht nur bestimmte Schaltstellungspositionen (EIN-Stellung, AUS-Stellung) identisch, sondern es können auch weitere Zwischenstel lungen wie Kippstellungen des Schaltgerätes identisch beibehalten werden. Somit können alle für die Zubehörteile notwendigen Schnittstellen des Schaltgerätes ebenfalls identisch ausgebildet sein. Folglich können der Einfachunterbrecher und der Doppelunterbrecher mit den gleichen Zubehörteilen ausgerüstet werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Handhabe und das Erscheinungsbild (durch ein gleiches Gehäuse) von Doppelunterbrecher und Einzelunterbrecher identisch sein können, was die Kundenakzeptanz dieser beiden Varianten erhöht.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der obere Kniehebel gelenkig über eine obere Kniehebelachse mit einem Stützhebel verbunden, der an einem Ende um eine Stützhebelachse drehbar gelagert ist und an einem anderen Ende in abstützender Verbindung mit einem Verklinkungsmechanismus bringbar ist. Der Verklinkungsmechanismus wiederum kann durch ein Auslösemittel aktiviert, so dass ein auslösefähiges Schaltschloss vorliegt. So lässt sich das Schaltgerät als Leistungsschalter verwenden, wobei bei Überschreiten vorgegebener Grenzwerte des durch den Leistungsschalter fließenden Stromes (insbesondere bei einem Kurzschlussstrom oder bei einem über eine bestimmte Zeit auftretenden Überlaststrom) die Verbindung zwischen Verklinkungsmechanismus und Stützhebel gelöst wird, wodurch dann unter der Wirkung der Feder der Kniehebelmechanismus zusammenbricht, so dass das Schaltschloss in eine AUSGELÖST-Stellung gelangt, in der das Schaltstück von wenigstens einem der Festkontakte abhebt und somit die Verbindung zwischen den beiden Festkontakten unterbrochen ist. Der Stützhebel und der Verklinkungsmechanismus sind beim Einfachunterbrecher und beim Doppelunterbrecher zweckmäßigerweise identisch ausgeführt, was die Anzahl unterschiedlicher Bauteile klein hält.
Beim Doppelunterbrecher kann ein Abstand zwischen der Stützhebelachse und der ersten Achse kleiner sein als beim Einzelunterbrecher ein Abstand zwischen der Stützhebelachse und der Zusatzachse. Beim Schalten von der EIN-Stellung in die AUSGELÖST-Stellung, drehen bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Stützhebel und der sowohl bei EIN-Stellung als auch bei AUSGELÖST-Stellung an ihm anliegende obere Kniehebel um die Stützhebelachse. Aufgrund des größeren Abstands zur Stützhebelachse legt die Zusatzachse beim Einfachunterbrecher bei gleichen Drehwinkel des Stützhebels einen größeren Weg zurück, der dazu genutzt werden kann, die Schaltwelle des Einfachunterbrechers im Vergleich zum Doppelunterbrecher in einem größeren Maße zu drehen. Dadurch kann auch das durch die Schaltwelle geführte Schaltstück beim Einfachunterbrecher einen größeren Winkelbereich überstreichen, wenn das Schaltschloss ausgelöst wird. Aufgrund des größeren Drehwinkels lässt sich grundsätzlich eine größere Öffnungsstrecke zwischen Festkontakt und Schaltstück realisieren.
Vorzugsweise kann beim Doppelunterbrecher ein Abstand zwischen der oberen Kniehebelachse und der ersten Achse kleiner sein als beim Einzelunterbrecher ein Abstand zwischen der oberen Kniehebelachse und der Zusatzachse. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Schaltschloss so ausgebildet, dass beim Schalten von der AUS-Stellung, in der sich der Stützhebel an dem Verklinkungsmechanismus abstützt, in die EIN-Stellung der obere Kniehebel um die bei dieser Schaltung nicht bewegte Kniehebelachse geschwenkt wird. Auch hier hat der größere Abstand von der Drehachse zur Zusatzachse beim Einfachunterbrecher die Folge, dass die Zusatzachse beim Schalten von der AUS-Stellung in die EIN-Stellung einen größeren Weg zurücklegt, der entsprechend für einen größeren Drehwinkel der Schaltwelle genutzt werden kann.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Armlänge des einarmigen Schaltstücks beim Einfachunterbrecher 1,4 bis 2-mal größer als eine entsprechende Armlänge des zweiarmigen Schaltstücks, wie es beim Doppelunterbrecher zum Einsatz kommt. Die Armlänge soll dabei einem Abstand zwischen der Schaltwellenachse und einem äußeren Ende des Schaltstücks entsprechen, an dem ein Kontaktplättchen an dem Schaltstück befestigt ist. Durch die größere Armlänge des einarmigen Schaltstücks und des größeren Verdrehwinkels der Schaltwelle beim Schalten von der EIN-Stellung in die AUSGELÖST-Stellung lässt sich beim Einfachunterbrecher eine Öffnungsstrecke erreichen, die in etwa der Gesamtöffnungsstrecke (Summe der einzelnen Öffnungsstrecken) beim Doppelunterbrecher entspricht oder in einem tolerierbaren Rahmen geringer als die Gesamtöffnungsstrecke des Doppelunterbrechers ist.
Die Schaltwellenachse beim Einfachunterbrecher kann gegenüber der Schaltwellenachse beim Doppelunterbrecher seitlich verschoben sein. Durch die seitliche Verschiebung der Schaltwellenachse kann die Armlänge des einarmigen Schaltstücks gegenüber der Armlänge des zweiarmigen Schaltstücks entsprechend größer ausgeführt sein, ohne dass dadurch die äußeren Ausmaße des Schaltgeräts bei der Umwandlung von dem Doppelunterbrecher zum Einfachunterbrecher geändert werden müssen. Dies bedeutet, dass Einfachunterbrecher und Doppelunterbrecher in einem gleichen oder zumindest in einem von außen betrachtet gleich aussehenden Gehäuse untergebracht sein können.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der untere Kniehebel bei Doppelunterbrecher und Einzelunterbrecher unterschiedlich lang ausgebildet. Durch die Variation der Länge des unteren Kniehebels, der Variation der Lage der Zusatzachse bezogen auf die erste Achse, die Lage der Schaltwellenachse und/oder die Variation der Armlänge des einarmigen Schaltstücks lässt sich auf Basis eines als Doppelunterbrecher ausgebildeten Schaltgeräts ein Einzelunterbrecher bereitstellen, der über eine genügend große Öffnungsstrecke verfügt, jedoch aufgrund der unveränderten Kinematik des Schaltschlosses (identische Schaltstellungen, EIN-Stellung, AUS-Stellung, AUSGELÖST-Stellung, Kippstellungen) identische Schnittstellen aufweist, so dass auf gleiche Zubehörteile zurückgegriffen werden kann.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein als Doppelunterbrecher ausgebildetes Schaltgerät im Schnitt;
2 ein als Einfachunterbrecher ausgebildetes Schaltgerät im Schnitt;
3 ausgewählte Teile des Schaltgeräts der 1;
4 ausgewählte Teile des Schaltgeräts der 2.
5 das Schaltgerät der 1 in einer AUSGELÖST-Stellung;
6 das Schaltgerät der 2 in einer AUSGELÖST-Stellung;
7 das Schaltgerät der 1 in einer AUS-Stellung; und
8 das Schaltgerät der 2 in einer AUS-Stellung;
Die 1 zeigt ein elektrisches Schaltgerät, das als so genannter Doppelunterbrecher ausgebildet ist und in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet. Das Schaltgerät 1 oder auch der Doppelunterbrecher 1 weist ein auslösefähiges Schaltschloss 2 und ein Kontaktsystem 3 auf. Das Schaltschloss 2 umfasst einen Betätigungsgriff 4, der um eine Betätigungsgriffachse 5 schwenkbar gelagert ist. Des weiteren umfasst das Schaltschloss 2 einen Kniehebelmechanismus, der einen oberen Kniehebel 6 und einen unteren Kniehebel 7 aufweist. In der 1 ist der untere Kniehebel 7 lediglich gestrichelt dargestellt. In 3, die ausgewählte Bauteile des Schaltgeräts 1 zeigt, ist der untere Kniehebel 7 deutlicher zu erkennen. Über eine erste Achse 8 sind der obere Kniehebel 6 und der untere Kniehebel 7 gelenkig miteinander verbunden.
Zwischen der ersten Achse 8 und einer oberen Federaufhängung 9 erstreckt sich eine Feder 10. Die obere Federaufhängung 9 ist als Achse ausgebildet, die formschlüssig mit dem Betätigungsgriff 4 verbunden ist.
Der obere Kniehebel 6 weist im wesentlichen eine dreieckige Grundform auf. In einer unteren Ecke liegt die bereits erwähnte erste Achse 8. In einer weiteren Ecke des dreieckigen oberen Kniehebels 6 ist eine obere Kniehebelachse 11 vorgesehen, durch die der obere Kniehebel 6 mit einem Stützhebel 12 gelenkig verbunden ist. In einer dritten Ecke des oberen Kniehebels 6 ist ein Bolzen 13 angeordnet, der in der in 1 und 3 gezeigten Stellung des Schaltschlosses, die einer EIN-Stellung des Schaltgerätes 1 entspricht, an dem Stützhebel 12 anliegt. Die Feder 10 zieht dabei den oberen Kniehebel 6 an den Stützhebel 12.
Der Stützhebel 12 ist an einem ersten Ende drehbar um eine Stützhebelachse 14 gelagert. An einem anderen Ende stützt sich der Stützhebel 12 an einem Verklinkungsmechanismus 15 ab. Der Verklinkungsmechanismus weist einen Klinkhebel 16 auf, der um eine Klinkhebelachse 17 drehbar gelagert ist. Der Stützhebel 12 liegt mit einer Auflagefläche 18 an einer Stützfläche 19 des Klinkhebels 16 auf. Mittels des Verklinkungsmechanismus 15 lässt sich das Schaltgerät 1 von der in 1 dargestellten EIN-Stellung in eine AUSGELÖST-Stellung bringen, wie sie in 5 dargestellt ist und auf die später noch näher eingegangen wird.
Das bereits erwähnte Kontaktsystem 3 umfasst einen ersten Festkontakt 20 und einen zweiten Festkontakt 21. In der in 1 gezeigten EIN-Stellung des Schaltgerätes 1 sind die Festkontakte 20, 21 über ein bewegbares Schaltstück 22 miteinander verbunden. Das Schaltstück 22 ist in einer Schaltwelle 23 angeordnet, die um eine Schaltwellenachse 24 verdreht werden kann. Die Schaltwelle 23 weist zwei Mitnehmerflächen 25 auf, die ausgehend von der in 1 dargestellten EIN-Stellung an dem Schaltstück 22 zur Anlage kommen und Letztgenanntes mitnehmen oder mitdrehen würden, wenn die Schaltwelle 23 im Uhrzeigersinn gedreht wird.
Das Schaltstück 22 ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet, dessen zwei Arme 26, 27 an ihrem jeweils äußeren Ende ein Kontaktplättchen 28 halten. In der in der 1 dargestellten EIN-Stellung des Schaltgerätes 1 liegen die Kontaktplättchen 28 auf entsprechenden Kontaktplättchen 29 der Festkontakte 20, 21 auf. Nicht dargestellte Federn drücken dabei das Schaltstück 22 gegen den Uhrzeigersinn gegen die Festkontakte 20, 21. Die nicht dargestellten Federn stützen sich dabei an der Schaltwelle 23 ab.
Jeweils einem Festkontakt 20, 21 bzw. jeweils einem Arm 26, 27 des Schaltstücks 22 ist eine Lichtbogenlöschkammer 30 zugeordnet, die mehrere Bleche 31 aufweist. Durch die Lichtbogenlöschkammern 30 sollen Lichtbögen gelöscht werden, die sich beim Öffnen des Kontaktsystems 3 zwischen den sich dann trennenden Kontaktplättchen 28, 29 bilden können.
Bei dem Schaltgerät 1 kann es sich um einen dreipoligen Leistungsschalter handeln, bei dem pro Pol jeweils ein Kontaktsystem 3 vorgesehen ist. Die drei Kontaktsysteme 3 sind dabei neben einander und senkrecht zur Schaltwellenachse 24 angeordnet Der dreipolige Leistungsschalter verfügt über eine gemeinsame Schaltwelle, die mit nur einem Schaltschloss 3 verdreht werden kann. Dabei werden die drei Schaltstücke 22 gemeinsam bewegt.
2 zeigt ein zu Schaltgerät 1 ähnliches Schaltgerät, das in seiner Gesamtheit mit 32 bezeichnet wird. Teile oder Bauteile, die zu entsprechenden Teilen oder Bauteilen des Schaltgeräts 1 identisch oder im wesentlichen identisch sind, werden mit den glei chen Bezugszeichen versehen. Das Schaltgerät 32 ist als Einfachunterbrecher ausgebildet, worin der Hauptunterschied zum Schaltgerät 1 gesehen werden kann.
Mit Ausnahme eines zum oberen Kniehebel 6 modifizierten oberen Kniehebels 6' und eines unteren Kniehebels 7', der gegenüber dem unteren Kniehebel 7 des Schaltgeräts 1 ebenfalls geändert ist, ist das Schaltschloss 2' des Schaltgeräts 32 identisch zum Schaltschloss 2 des Schaltgeräts 1. Insbesondere ist die relative Anordnung der einzelnen Achsen 5, 8, 11, 14, 17 identisch, die zu einer identischen Kinematik des Schaltschlosses 2' führen. Der obere Kniehebel 6' weist eine Zusatzachse 33 auf, die parallel zur ersten Achse 8 verläuft. Durch die Zusatzachse 33 sind der obere Kniehebel 6' und der untere Kniehebel 7' gelenkig miteinander verbunden. In 4, die Teile des Schaltgerätes 32 zeigen, ist der untere Kniehebel 7' deutlicher zu erkennen. Es sei darauf hingewiesen, dass auch bei Schaltgerät 32 die erste Achse 8 weiterhin als untere Federaufhängung für die Feder 10 fungiert. Die Zusatzachse 33 hat im Gegensatz zum Doppelunterbrecher 1 nur die Aufgabe, den oberen Kniehebel 6' mit dem unteren Kniehebel 7' zu verbinden.
Wie oben bereits ausgeführt, unterscheidet sich das Schaltgerät 32 in erster Linie von dem Schaltgerät 1 durch ein Kontaktsystem 3', bei dem ein Schaltstück 22' als einarmiger Hebel mit nur einem Arm 34 ausgebildet ist. Die Armlänge des Armes 34 (Abstand zwischen einer Schaltwellenachse 24' und einem Kontaktplättchen 28) ist beim Einfachunterbrecher 32 größer als die entsprechende Armlänge der Arme 26, 27 des Schaltstückes 22 des Schaltgerätes 1.
Das Schaltstück 22' ist innerhalb einer Schaltwelle 23' angeordnet, deren Schaltwellenachse 24' in der Darstellung der 2 zur Betätigungsgriffachse 5 seitlich nach rechts verschoben ist. Innerhalb der Schaltwelle 23' ist das Schaltstück 22' um eine Schaltstückachse 35 drehbar gelagert. In der in 2 dargestellten Stellung, die einer EIN-Stellung des Schaltgerätes 32 entspricht, drückt eine lediglich skizzierte Feder 36 das Schaltstück 22' mit seinem Kontaktplättchen 28 gegen ein Kontaktplättchen 29 des Festkontakts 20'. Die Schaltwelle 22' weist auch eine Mitnehmerfläche 25' auf, die zu einem öffnen des Kontaktsystems 3' führt, wenn die Schaltwelle 23' im Uhrzeigersinn gedreht würde.
Das Schaltgerät 32 weist einen zusätzlichen Hebel 37 auf, der zur Anzeige dient, ob die Kontaktplättchen 28, 29 miteinander verschweißt sind. Der Hebel 37 lässt sich um eine Hebelachse 38 aus der in der 2 dargestellten Stellung verdrehen, soweit die Kontaktplättchen 28, 29 nicht verschweißt sind und voneinander beabstandet sind.
Die Funktion und Wirkungsweise der Schaltgeräte 1 oder 32 lässt sich anhand der 4 bis 8 beschreiben, die verschiedene Stellungen der Schaltgeräte 1, 32 zeigen. In den 4 bis 8 sind nicht alle bisher beschriebenen Bauteile mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen. Hier wird auf die 1 bis 4 verwiesen.
5 zeigt das Schaltgerät 1 in einer AUSGELÖST-Stellung. Ausgehend von der EIN-Stellung, wie sie in 1 dargestellt ist, stellt sich die AUSGELÖST-Stellung ein, wenn beispielsweise durch einen anliegenden Kurzschlussstrom über ein hier nicht dargestelltes Auslösemittel der Klinkhebel 16 um die Klinkhebelachse 17 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wobei sich der Stützhebel 12 mit seiner Auflagefläche 18 nicht mehr an der Stützfläche 19 des Klinkhebels 16 abstützen kann und um die Stützhebelachse 14 gegen den Uhrzeigersinn nach oben schnellt. Verantwortlich dafür ist die Kraft der Feder 10, durch die der obere Kniehebel 6 und damit auch der Stützhebel 12 in Richtung der oberen Federaufhängung 9 gezogen wird. Gleichzeitig dreht sich der Betätigungsgriff 4 um die Betätigungsgriffachse 5 in die in 5 dargestellte Stellung, bis eine fest mit dem Betätigungsgriff 4 verbundene Rückstellachse 39 von oben auf den Stützhebel 12 drückt.
Bedingt durch die Drehung des Stützhebels 12 und des oberen Kniehebels 6 um die Stützhebelachse 14 wird beim Schaltgerät 1 beim Schalten von der EIN-Stellung in die AUSGELÖST-Stellung die Lage der ersten Achse 8 verändert. Dabei dreht sich über den unteren Kniehebel 7 die Schaltwelle 23 im Uhrzeigersinn, die über eine Antriebsachse 40 (vgl. 3) gelenkig mit dem unteren Kniehebel 7 verbunden ist. Durch die Drehung der Schaltwelle 23 im Uhrzeigersinn wird über die Mitnehmerflächen 25 das Schaltstück 22 ebenfalls im Uhrzeigersinn mitgedreht, wodurch die Kontaktplättchen 28 des Schaltstücks 22 von den Kontaktplättchen 29 der Festkontakte 20, 21 getrennt werden.
7 zeigt das Schaltgerät 1 in einer AUS-Stellung. Diese Stellung lässt sich z.B. ausgehend von der AUSGELÖST-Stellung des Schaltgeräts 1 (vgl. 5) erreichen, indem der Betätigungsgriff 4 im Uhrzeigersinn um die Betätigungsgriffachse 5 gedreht wird. Dabei drückt die Rückstellachse 39 des Betätigungsgriffs 4 den Stützhebel 12 nach unten, bis die Auflagefläche 18 des Stützhebels 12 und die Stützfläche 19 des drehend gelagerten Klinkhebels 16 in Eingriff kommen. Beim Schalten von der AUSGELÖST-Stellung in die AUS-Stellung ändert sich die Lage der Schaltwelle 23 nicht, so dass das Kontaktsystem 3 weiterhin geöffnet bleibt und zwischen den Kontaktplättchen 28, 29 jeweils eine Öffnungsstrecke S₁ bzw. S₂ gegeben ist.
Von der in 7 gezeigten AUS-Stellung lässt sich das Schaltgerät 1 in die EIN-Stellung (vgl. 1 und 3) bringen, indem der Betätigungsgriff 4 bei eingeklinktem Stützhebel 12 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Dabei bleibt das Kontaktsystem 3 geöffnet, bis das Schaltschloss 2 einen so genannten Einschalt-Kipppunkt erreicht, bei dem die erste Achse 8 bzw. die untere Federaufhängung, die obere Kniehebelachse 11 und die obere Federaufhängung 9 auf einer Geraden liegen. Wird dieser Einschalt-Kipppunkt überschritten, dreht bedingt durch die Zugkraft der Feder 10 der obere Kniehebel 6 um die obere Kniehebelachse 11 im Uhrzeigersinn, bis der Bolzen 13 des oberen Kniehebels 6 an dem Stützhebel 12 anstößt. Durch die Drehung um die obere Kniehebelachse 11 wird über den unteren Kniehebel 7 die Schaltwelle 23 gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Diese Drehung der Schaltwelle 23 wird über die nicht dargestellten Federn zwischen Schaltwelle 23 und Schaltstück 22 auf das Schaltstück 22 übertragen, bis die Kontaktplättchen 28 auf den Kontaktplättchen 29 der Festkontakte 20, 21 aufsetzen.
Die Beschreibung der unterschiedlichen Stellungen des Schaltgeräts 1 lässt sich analog auch auf die unterschiedlichen Schaltstellungen des Schaltgeräts 32 übertragen (vgl. 6 und 8). In den 1, 2 sowie in den 4 bis 8 sind diverse Kippwinkel w₁, w₂, w₃ für den Betätigungsgriff 4 eingezeichnet, die bei jeweils entsprechenden Stellungen der Schaltgeräte 1, 32 gleich groß sind. Das gleiche gilt auch für die Kippwinkel w₄, w₅ des Stützhebels 12. Die Darstellung der Kippwinkel w₁ bis w₅ soll verdeutlichen, dass trotz unterschiedlicher Kontaktsysteme 3, 3' die Kinematik des Schaltschlosses 2 bzw. des Schaltschlosses 2' identisch ist.
In 8 ist eine Öffnungsstrecke S3 eingezeichnet, die den Abstand der Kontaktplättchen 28, 29 in der AUS-Stellung des Schaltgerätes 32 kennzeichnet. Man erkennt, dass die Öffnungsstrecke S₃ größer als S₁, S₂ ist, jedoch kleiner als die Summe der Öffnungsstrecken S₁, S₂.

1: Schaltgerät
2: Schaltschloss
3: Kontaktsystem
4: Betätigungsgriff
5: Betätigungsgriffachse
6: oberer Kniehebel
7: unterer Kniehebel
8: erste Achse
9: obere Federaufhängung
10: Feder
11: obere Kniehebelachse
12: Stützhebel
13: Bolzen
14: Stützhebelachse
15: Verklinkungsmechanismus
16: Klinkhebel
17: Klinkhebelachse
18: Auflagefläche
19: Stützfläche
20: erster Festkontakt
21: zweiter Festkontakt
22: Schaltstück
23: Schaltwelle
24: Schaltwellenachse
25: Mitnehmerfläche
26: Arm
27: Arm
28: Kontaktplättchen
29: Kontaktplättchen
30: Lichtbogenlöschkammer
31: Löschblech
32: Schaltgerät
33: Zusatzachse
34: Arm
35: Schaltstückachse
36: Feder
37: Hebel
38: Hebelachse
39: Rückstellachse
40: Antriebsachse

Claims

Elektrisches Schaltgerät (1; 32), das wahlweise als Doppelunterbrecher oder Einzelunterbrecher ausführbar ist, wie Leistungsschalter oder Trennschalter, umfassend: – ein Kontaktsystem (3; 3') mit wenigstens einem Paar von Festkontakten (20, 21; 20'), mit wenigstens einem bewegbaren Schaltstück (22; 22') sowie mit einer Schaltwelle (23; 23'), durch die das Schaltstück (22, 22') um eine Schaltwellenachse (24; 24') drehbar gelagert ist, welches in einer EIN-Stellung des Schaltgerätes (1; 32) die Festkontakte (20, 21; 20') verbindet und in einer AUS-Stellung des Schaltgerätes (1; 32) trennt, wobei bei einem als Doppelunterbrecher ausgeführten Schaltgerät (1) das bewegbare Schaltstück (22) zweiarmig und bei einem als Einfachunterbrecher ausgeführten Schaltgerät (32) das bewegbare Schaltstück (22') einarmig ausgeführt ist, und – ein Schaltschloss (2; 2') mit einem schwenkbaren Betätigungsgriff (4) und mit einem Kniehebelmechanismus, der einen oberen Kniehebel (6; 6'), einen unteren Kniehebel (7; 7') und eine Feder (10) aufweist, die zwischen dem Betätigungsgriff (4) und einer unteren Federaufhängung des Kniehebelmechanismus angeordnet ist, wobei das Schaltschloss (2; 2') über den unteren Kniehebel (7; 7') mit der Schaltwelle (23; 23') zusammenwirkt, wobei die erste Achse (8) eine untere Federaufhängung darstellt und wobei bei einem als Doppelunterbrecher ausgebildeten Schaltgerät (1) die Kniehebel (6, 7) über eine erste Achse (8) gelenkig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausgestaltung als Einfachunterbrecher eine von der ersten Achse (8) verschiedene Zusatzachse (33) einbaubar ist, durch die der obere Kniehebel (6') und der untere Kniehebel (7') gelenkig miteinander verbindbar sind.
Schaltgerät (1; 32) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Kniehebel (6; 6') gelenkig über eine obere Kniehebelachse (11) mit einem Stützhebel (12) verbunden ist, der an einem Ende um eine Stützhebelachse (14) drehbar gelagert ist und an einem anderen Ende in abstützender Verbindung mit ei nem Verklinkungsmechanismus (15) bringbar ist.
Schaltgerät (1; 32) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Doppelunterbrecher (1) ein Abstand zwischen der Stützhebelachse (14) und der ersten Achse (8) kleiner ist als beim Einzelunterbrecher (32) ein Abstand zwischen der Stützhebelachse (14) und der Zusatzachse (33).
Schaltgerät (1; 32) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Doppelunterbrecher (1) ein Abstand zwischen der oberen Kniehebelachse (11) und der ersten Achse (8) kleiner ist als beim Einzelunterbrecher (32) ein Abstand zwischen der oberen Kniehebelachse (11) und der Zusatzachse (33).
Schaltgerät (1; 32) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Armlänge des einarmigen Schaltstücks 1,4 bis 2-mal größer ist als eine entsprechende Armlänge des zweiarmigen Schaltstücks.
Schaltgerät (1; 32) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwellenachse (24') beim Einfachunterbrecher (32) gegenüber der Schaltwellenachse (24) beim Doppelunterbrecher (1) seitlich verschoben ist.
Schaltgerät (1; 32) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Kniehebel (7; 7') bei Doppelunterbrecher (1) und Einzelunterbrecher (32) unterschiedlich lang ausgebildet sind.