DE102007015190A1 - Schutzschalter - Google Patents

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DE102007015190A1
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handle
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DE102007015190A
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Kentaro Toyama
Yoshinobu Hamada
Yutaka Sato
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Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
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Abstract

Ein Schaltschloss (6) des Schutzschalters beinhaltet einen Griffhebel (8), der mit einem Bediengriff (7) kombiniert ist, eine Einrasteinrichtung (11), deren eines Ende durch eine Trägerachse (9) gehalten wird und deren anderes Ende sich mit einer Einrasteinrichtungsaufnahme (10) in Eingriff befindet, einen Kniehebelgelenkmechanismus, der ein oberes Gelenkstück (12) und ein unteres Gelenkstück (13) aufweist, die miteinander mittels eines Kniehebelstiftes (14) verbunden sind, wobei das obere Gelenkstück (12) mit der Einrasteinrichtung (11) schwenkbar verbunden ist und das untere Gelenkstück (13) mit dem Kontakthalter (4) schwenkbar verbunden ist, und eine Kniehebelfeder (17), die zwischen dem Kniehebelstift (14) und einem oberen Ende des Griffhebels (8) aufgespannt ist. Die Netzstromkreis-Kontakte werden durch eine EIN- und AUS-Operation des Griffes (7) geschaltet und das Schaltschloss (6) wird bei Erfassung eines Überstroms durch Lösen der Einrasteinrichtung (11) ausgelöst. Ein an der Einrasteinrichtung (11) vorgesehener Verbindungsstab (11a) ist mit einem U-förmigen offenen Lagerteil (12b) in Eingriff, das an einem oberen Ende des oberen Gelenkstücks (12) ausgebildet ist, und das obere Gelenkstück (12) und die Einrasteinrichtung (11) sind gleitend verschieblich und schwenkbar verbunden, so dass die Federrückstellkraft einer Kniehebelfeder (17), ohne Einschränkung durch das obere Gelenkstück (12), direkt auf den Kniehebelstift (14) ausgeübt wird, um die Kraft zum Trennen ...

Description

  • Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-112223, eingereicht am 14. April 2006, und beansprucht deren Priorität, wobei deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme vollinhaltlich in das vorliegende Dokument aufgenommen wird.
  • Die Erfindung betrifft Schutzschalter, einschließlich gekapselter Schutzschalter und Fehlerstromschutzschaltern, und insbesondere Strukturen eines Schaltschlosses in den Schutzschaltern.
  • Wenn bei in einem solchen Schutzschalter ein feststehender Kontakt und ein beweglicher Kontakt, beispielsweise bedingt durch einen ungewöhnlichen Stromimpuls, bei geschlossenen Netzstromkreis-Kontakten und im Stromflusszustand aneinander haften oder festsitzen bzw. miteinander verschweißen, wird zwar eine Einrasteinrichtung eines Schaltschlosses gelöst, während aber die Netzstromkreis-Kontakte geschlossen bleiben und sich ein Bediengriff aus einer EIN-Position in eine AUSLÖSE-Position bewegt und dort stehen bleibt.
  • Wenn der Griff sich bei verschweißten Kontakten in die AUS-Position bewegen kann, werden die Netzstromkreis-Kontakte des Schutzschalters möglicherweise fälschlich als geöffnet erkannt, so dass in diesem Zustand eine Überprüfung und Wartung im lastseitigen Stromkreis durchgeführt würde, was zur Folge haben könnte, dass die Wartungsperson eine stromführende Leitung berühren und einen elektrischen Schlag erleiden könnte.
  • Schutzschalter, bei denen Sicherheitsmaßnahmen gegen dieses Problem ergriffen wurden, wurden bereits vorgeschlagen, und diese haben eine Isolierfunktion in verschiedenen Strukturen, die, bei in stromführendem Zustand verschweißten Kontakten, eine Bewegung des Griffes in die AUS-Position mechanisch blockiert und verhindert. Bei einem Beispiel eines Schutzschalters, der eine derartige Isolierfunktion hat (JP 2000-323003 A (Seiten 4 bis 7 und 1 bis 6)), ist ein Schaltschloss mit einem Anschlagelement versehen, das verhindert, dass sich der Griff bei verschweißten Kontakten in die AUS-Position bewegt, und ist weiter mit einem Trennelement versehen, das die Einrasteinrichtung durch Bedienen des Griffes löst und das Schaltschloss im Fall einer geringfügigen Verschweißung der Kontakte zwangsweise auslöst, wobei die Auslöseoperation ihrerseits ermöglicht, dass die Kniehebelfeder eine Federkraft aufbringt, um die aneinander haftenden Kontakte voneinander zu trennen.
  • 8 bis 11 zeigen den Aufbau und die Funktionsweise des in der JP 2000-323003 A offenbarten Schutzschalters. In den Figuren bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Hauptkörpergehäuse des Schutzschalters, Bezugszeichen 2 einen feststehenden Kontakt eines Netzstromkreises, Bezugszeichen 2a ein feststehendes Kontaktstück, Bezugszeichen 3 einen beweglichen Kontakt, der an einem rotie renden Kontakthalter 4 gehalten wird, Bezugszeichen 3a ein bewegliches Kontaktstück, Bezugszeichen 5 ein Lichtbogenlöschgitter, Bezugszeichen 6 ein Schaltschloss, das mit dem Kontakthalter 4 verbunden ist, und Bezugszeichen 7 einen Bediengriff. Der Schutzschalter ist weiter innerhalb des Gehäuses mit einer thermisch oder elektromagnetisch betätigten Überstrom-Auslösevorrichtung (die jedoch in den Figuren nicht dargestellt ist) versehen, die einen Überstrom im Netzstromkreis erfasst und einen Auslösebefehl an das Schaltschloss 6 liefert.
  • Das Schaltschloss 6, wie dargestellt in 9, ist eine Baugruppe, die besteht aus: einem Griffhebel 8, der an seinem einen Ende (in der Figur dem unteren Ende) am Rahmen 6a schwenkbar gelagert ist und am oberen Ende mit dem Bediengriff 7 kombiniert ist; einer Schwenkhebel-Einrasteinrichtung 11, die an dem einen Ende an einer Trägerachse 9 schwenkbar gelagert ist und am anderen Ende mit einer Einrasteinrichtungsaufnahme 10 am vorderen Ende der Klinke im Eingriff ist; einem Kniehebelgelenkmechanismus, der ein oberes Gelenkstück 12 und ein unteres Gelenkstück 13 aufweist, die durch einen Kniegelenkstift 14 verbunden sind, wobei das obere Gelenkstück durch einen Achsträgerstift 15 mit der Einrasteinrichtung 11 schwenkbar verbunden ist, und das untere Gelenkstück 13 durch einen Achsträgerstift 16 mit der Kontakthalterung 4 schwenkbar verbunden ist; und einer Kniehebelfeder (Zugfeder) 17, die zwischen dem Kniegelenkstift 14 und dem oberen Ende des Griffhebels 8 gespannt ist. Bezugszeichen 18 bezeichnet einen Auslöseriegel, der mit der Einrasteinrichtungsaufnahme 10 verbunden ist, und Bezugszeichen 19 eine Schubfeder, die bei geschlossener Position das Kontaktstück 3a des beweglichen Kontaktes 3 zum Kontaktstück 2a des feststehenden Kontaktes 2 drückt.
  • Die Anschlageinrichtung für die Isolierfunktion im Schutzschalter weist einen konvexen Nocken 12a, der an der Seitenkante des oberen Gelenkstücks 12 ausgebildet ist, und ein Anschlagstück 8a auf, das eine "<"-förmig gebogene Konfiguration aufweist, und zwar an der EIN-Seite (linke Seite in der Figur) des Griffhebels 8 gegenüberliegend dem konvexen Nocken 12a. Das Schaltschloss 6 ist weiter mit einer Y-förmigen Öffnungsplatte 20 versehen, die ein Öffnungselement ist, das an dem einen Ende durch den Kniegelenkstift 14 gelagert ist und das dem Auslöseriegel 18 und an seinem anderen Ende dem Anschlagstück 8a des Griffhebels 8 gegenüberliegt. Die Öffnungsplatte 20 ist durch eine an der Achse des Kniehebelstiftes vorgesehene Torsionsschraubenfeder im Gegenuhrzeigersinn vorgespannt.
  • Die Öffnungs- und Schließoperation und die Auslöseoperation des Schutzschalters mit der zuvor beschriebenen Struktur sind in der JP 2000-323003 A detailliert beschrieben. Im geschlossenen Zustand, bei auf die EIN-Position gedrehten Bediengriff 7 (8), empfängt das obere Gelenkstück 12 des Kniehebelgelenkmechanismus die Federkraft der Kniehebelfeder 17 (die am oberen Ende befindliche Trägerachse 15 ist zu diesem Zeitpunkt ein feststehender Punkt) und das untere Gelenkstück 13 fluchtet näherungsweise geradlinig und drückt den Kontakthalter 14 im Gegenuhrzeigersinn nach unten. Das Kontaktstück 3a des beweglichen Kontaktes 3 ist in Kontakt mit dem Kontaktstück 2a des feststehenden Kontaktes 2, wodurch der Netzstromkreis-Kontakt geschlossen gehalten wird. Wenn der Bediengriff 7 aus diesem Zustand in die AUS-Position gedreht wird (9), gelangt die Federkraftwirklinie der Kniehebelfeder 17 über den toten Punkt, die Trägerachse 15 des oberen Gelenkstücks 12, und das obere Gelenkstück 12 und das untere Gelenkstück 13 des Kniehebelmecha nismus knicken aus, wobei der Kontakthalter im Uhrzeigersinn rotiert, wodurch der bewegliche Kontakt 3 vom feststehenden Kontakt 2 getrennt wird, um den Netzstromkreis-Kontakt zu trennen.
  • 10 zeigt einen Zustand, bei dem der Netzstromkreis-Kontakt durch eine Auslöseoperation geöffnet ist. Wenn im EIN-Zustand von 8 ein Überstrom im Netzstromkreis erfasst wird und die (nicht in der Figur dargestellte) Überstrom-Auslösevorrichtung arbeitet, schlägt die mechanische Ausgabeeinrichtung der Vorrichtung auf den Auslöseriegel 18, und die Einrasteinrichtungsaufnahme 10 kommt außer Eingriff von der Einrasteinrichtung 11. Als Ergebnis rotiert die Einrasteinrichtung 11 durch die Federkraft der Kniehebelfeder 17 im Gegenuhrzeigersinn um die Trägerachse 9 und der Achsträgerstift 15 des oberen Gelenkstücks 12, der mit der Einrasteinrichtung 11 verbunden ist, wird in die in 10 dargestellte Position verschoben. Demzufolge werden das obere Gelenkstück 12 und das untere Gelenkstück 13, das mit dem oberen Gelenkstück 12 über den Kniegelenkstift 14 verbunden ist, hochgezogen, wobei der Kontakthalter 4 im Uhrzeigersinn rotiert wird, um den beweglichen Kontakt 3 zu öffnen. Bei diesem Auslösezustand stoppt der Bediengriff 7 an der Auslöseanzeigeposition (Zwischenposition zwischen der EIN-Position und der AUS-Position), und die Trägerachse 15 am oberen Ende des oberen Gelenkstücks 12, das mit der Einrasteinrichtung 11 verbunden ist, bewegt sich in die in der Figur dargestellte Positionen. Um den Schutzschalter, ausgehend von diesem Auslöseoperationszustand, erneut anzuschalten, wird der Bediengriff 7 aus der AUSLÖSE-Position in die AUS-Position (9) gedreht, um die Einrasteinrichtung 11 zurückzusetzen, und wird danach in die EIN-Position (8) gedreht.
  • Wenn der Griff 7 aus der EIN-Position in die AUS-Position bewegt wird, mit der Absicht, bei verschweißten Netzstromkreis-Kontakten den Schutzschalter auszuschalten, drückt während der Bewegung des Griffes 7 das Anschlagstück 8a des Griffhebels 8 auf die Öffnungsplatte 20, wie in 11 dargestellt. Als Ergebnis rotiert die Öffnungsplatte 20 im Uhrzeigersinn um den Kniehebelstift 14 und das vordere Ende der Platte drückt auf die Einrasteinrichtungsaufnahme 10, um die Einrasteinrichtung 11 zu lösen. Die Einrasteinrichtung 11 wird zwangsweise im Gegenuhrzeigersinn um die Trägerachse 9 rotiert, wodurch über das untere Gelenkstück 13 eine auf den Kontakthalter 4 einwirkende Trennungskraft F entsteht. Da die Trennungskraft F in Richtung eines Trennens des beweglichen Kontaktes 3 vom feststehenden Kontakt 2 wirkt, werden die aneinander haftenden Kontakte im Falle einer nur geringfügigen Verschweißung der Kontakte voneinander getrennt, so dass der bewegliche Kontakt 3 geöffnet wird, und der in 10 dargestellte Auslösezustand entsteht.
  • Wenn die Kontakte stärker miteinander verschweißt sind und die Blockierung durch ein Bedienen des Griffes nicht gelöst werden kann, wie in 11 dargestellt, kommt das Anschlagstück 8a des Griffhebels 8 mit dem konvexen Nocken 12a in Eingriff, wodurch verhindert wird, dass sich der Bediengriff 7 weiter aus der in der Figur dargestellten Position in Richtung der AUS-Position (Isolierfunktion) bewegt.
  • Dieses bekannte Schaltschloss (JP 2000-323003 A) weist Probleme in Bezug auf die Trennungskraft zum Lösen der verschweißten Kontaktstücke, die Teileanzahl und die Montage auf, wie nachfolgend beschrieben wird.
  • Das Trennen von verschweißten Kontakten mittels einer Betätigung des Griffes erfordert eine Öffnungseinrichtung zum Lösen der Einrasteinrichtung des Schaltschlosses während der Griffbewegung, und zwar sind dies die Öffnungsplatte 20 und die Feder (Torsionsschraubenfeder) zum Vorspannen der Öffnungsplatte 20, was aufgrund der Vergrößerung der Teileanzahl und der Montageschritte des Schaltschlosses höhere Kosten bedingt.
  • Weiter ist bei aneinander haftenden Kontakten die auf den beweglichen Kontakt einwirkende Trennkraft gering, wenn die Einrasteinrichtung des Schaltschlosses mittels der Öffnungseinrichtung durch ein Bedienen des Griffes gelöst wird. Daher können die aneinander haftenden Kontakte lediglich bei einer sehr leichten Verschweißung voneinander getrennt werden.
  • Wie in 11 dargestellt, erfolgt in dem Zustand unmittelbar nachdem die Einrasteinrichtung 11 durch die Öffnungsplatte 20 mittels des Bedienen des Griffes 7 in Richtung zur AUS-Position bei aneinander haftenden Kontaktstücken gelöst wird, eine sehr geringe Verschiebung der Position des Kniehebelgelenkmechanismus aus dem geschlossenen Zustand von 8. Außerdem kann, da das obere Ende des oberen Gelenkstücks 12 über die Trägerachse 15 fest mit der Einrasteinrichtung 11 verbunden ist, die Einrasteinrichtung 11 nicht frei rotieren, bedingt durch die Begrenzung durch das obere Gelenkstück 12 und das untere Gelenkstück 13 (10).
  • Bei dieser Situation ist die Trennkraft F, die durch die Federkraft der Kniehebelfeder 17, die zwischen dem Griffhebel 8 und dem Kniehebelstift 14 aufgespannt ist, auf den Kontakt ausgeübt wird, um die aneinander haftenden Kontaktstücke voneinander zu trennen, wie folgt. Beim Zustand unmittelbar nach dem in 11 dargestellten Lösen der Einrasteinrichtung übt die Kniehebelfeder 17 auf das obere Gelenkstück 12 ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn um die Trägerachse 15 aus. Das Drehmoment wird über das untere Gelenkstück 13 auf den Kontakthalter 4 übertragen und wirkt auf den beweglichen Kontakt 3 als Trennkraft F ein.
  • Jedoch ist, wie aus der in 11 dargestellten Position des Kniehebelgelenkmechanismus klar hervorgeht, der Winkel zwischen der Linie, die von der Trägerachse 15, welche das obere Ende des oberen Gelenkstücks 12 und die Einrasteinrichtung 11 verbindet, zum Kniehebelstift 14 hin verläuft, und der Wirklinie der Federkraft der Kniehebelfeder 17 ein sehr spitzer Winkel. Wenn die Federkraft der Kniehebelfeder 17 in eine Vektorkomponente in Längsrichtung des oberen Gelenkstücks 12 und eine Vektorkomponente (Drehmoment), die das obere Gelenkstück 12 im Gegenuhrzeigersinn rotiert, aufgeteilt wird, ist der überwiegende Teil der Federkraft der Kniehebelfeder 17 die entlang des oberen Gelenkstücks 12 wirkende Vektorkomponente, und das auf das obere Gelenkstück 12 einwirkende Drehmoment ist sehr gering. Das bedeutet, dass die Effizienz der Umwandlung der Federkraft der Kniehebelfeder 17 in das Drehmoment zum Rotieren des oberen Gelenkstücks 12 sehr gering ist. Als Ergebnis ist die Trennungskraft F, welche den beweglichen Kontakt 3 entgegen der Haftungskraft der Kontakte nach oben zieht, ebenfalls gering. Daher ist es schwierig, die aneinander haftenden Kontaktstücke durch die Löseaktion der Einrasteinrichtung 11 voneinander zu trennen, außer im Fall eines sehr geringfügigen Aneinanderhaftens oder Festsitzens.
  • Außerdem funktioniert der Vorgang zum Trennen der Kontakte nur dann, wenn die Einrasteinrich tung durch manuelles Bedienen des Griffes gelöst wird. Wenn bei verschweißten Kontakten und fließendem Strom ein Lösen der Einrasteinrichtung durch eine Auslöseaktion mittels einer Überstrom-Auslösevorrichtung erfolgt, funktioniert das Trennen der Kontakte nicht, bis man nach der Auslöseaktion ein zwangsweises Trennen durch eine manuelle Bedienung des Griffes ausführt. Jedoch kann selbst in diesem Fall eine ausreichende Trennungskraft nicht erzielt werden, da die Effizienz der Umwandlung der Federkraft der Kniehebelfeder in ein auf das obere Gelenkstück einwirkendes Drehmoment sehr gering ist.
  • In Anbetracht des zuvor beschriebenen Problems ist es Aufgabe der Erfindung, dieses Problem zu lösen und die Struktur eines schwenkbaren Verbindungsteils zwischen dem oberen Gelenkstück des Kniehebelgelenkmechanismus und der Einrasteinrichtung zu verbessern, und zwar ohne neue Teile hinzuzufügen, um die Trennungskraft zu verstärken, die auf den beweglichen Kontakt im Fall eines Auslösens bei verschweißten Kontakte einwirkt, wodurch eine Schutzschalter-Arbeitsisolierfunktion mit verbesserter Zuverlässigkeit der Unterbrechungsoperation bereitgestellt werden soll.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Schutzschalter gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Dieser Aufbau ermöglicht, dass, bei einer Auslöseoperation bei verschweißten Kontakten, die Rückstellkraft der Kniehebelfeder in effektiver Weise als Kraft zum Trennen des beweglichen Kontaktes arbeitet.
  • Bei durch die Auslöseoperation gelöster Einrasteinrichtung kann, obschon das untere Gelenkstück des Kniehebelgelenkmechanismus, das mit dem beweglichen Kontakt über den Kontakthalter verbunden ist, sich aufgrund der Hemmung durch das Aneinanderhaften oder Festsitzen der Kontakte nicht frei bewegen kann, das obere Gelenkstück frei um den Kniehebelstift schwenken. Demgemäß wird ein Drehmoment auf die Einrasteinrichtung durch die Federkraft der Kniehebelfeder ausgeübt, die auf den Kniehebelstift über das obere Gelenkstück einwirkt (die Kniehebelfeder ist zwischen dem Kniehebelstift und dem Griffhebel aufgespannt). Das Drehmoment rotiert die Einrasteinrichtung zur Löseposition hin. Obschon das obere Gelenkstück, das mit dem unteren Gelenkstück über den Kniehebelstift verbunden ist, der Bewegung der Einrasteinrichtung nicht folgt, hemmen die Einrasteinrichtung und das obere Gelenkstück einander nicht, da der an der Einrasteinrichtung vorgesehene Verbindungsstab sich frei in der U-Nut oder dem Langloch des Lagerteils bewegt, die/das am oberen Ende des oberen Gelenkstücks ausgebildet ist. Als Ergebnis zieht die Federrückstellkraft der Kniehebelfeder das mit dem Kniehebelstift verbundene untere Gelenkstück direkt hoch und wirkt als Trennungskraft, welche die verschweißten Kontakte trennt. Anders als bei einem Aufbau des Standes der Technik, bei dem die Federrückstellkraft der Kniehebelfeder in ein Drehmoment zum Rotieren des oberen Gelenkstücks umgewandelt wird, wirkt die gesamte Rückstellkraft in effektiver Weise als Trennungskraft, welche die aneinander haftenden Kontakte trennt und die Kontakte öffnet.
  • Daher können, sogar bei einem ziemlich schwerwiegenden Aneinanderhaften zwischen feststehendem und beweglichem Kontakt, die festsitzenden Kontakte voneinander getrennt werden, und der bewegliche Kontakt kann geöffnet werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Unterbrecheroperation verbessert werden kann.
  • Außerdem ist ein Isoliermechanismus vorgesehen, der einen an der Seitenkante des oberen Gelenkstücks ausgebildeten konvexen Nocken und ein armförmiges Anschlagstück beinhaltet, das auf der EIN-Seite des Griffs vorgesehen ist und dem konvexen Nocken gegenüberliegt. Sogar wenn das Festsitzen oder Aneinanderhaften der Kontakte schwerwiegend ist und die Kontakte sogar durch die zuvor beschriebene Trennkraft bei der Auslöseoperation nicht voneinander getrennt werden können und versucht wird, den Bediengriff zur AUS-Position hin zu bewegen, wird eine Isolierfunktion gewährleistet, da das auf dem Griff vorgesehene Anschlagstück auf den am oberen Gelenkstück befindlichen konvexen Nocken aufprallt und eine weitere Bewegung des Griffes während der Bewegung in Richtung zur AUS-Position blockiert.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
  • 1(a) und 1(b) einen Aufbau eines Schutzschalters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei 1(a) den Innenaufbau des gesamten Schutzschalters und 1(b) eine perspektivische Ansicht zeigen, die eine Baugruppe aus einer Einrasteinrichtung eines Schaltschlosses und einem oberen Gelenkstück eines Kniehebelgelenkmechanismus in 1(a) darstellt;
  • 2 eine zerlegte perspektivische Ansicht der Baugruppe von 1(b);
  • 3 eine Seitenansicht, die ein Schaltschloss in einem EIN-Zustand des Schutzschalters von 1(a) darstellt;
  • 4 eine Seitenansicht, die ein Schaltschloss in einem AUS-Zustand darstellt;
  • 5 eine Seitenansicht, die ein Schaltschloss in einem Auslöse-Zustand darstellt;
  • 6 eine Seitenansicht, die ein Schaltschloss in einem Auslösezustand bei verschweißten Kontaktstücken darstellt;
  • 7 die Wirkung der Kniehebelfeder bei der Auslöseoperation von 6;
  • 8 die Struktur des in der ungeprüften japanischen Patentanmeldungspublikation Nr. 2000-323003 (Seiten 4 bis 7 und 1 bis 6) offenbarten Schutzschalters in einem EIN-Zustand;
  • 9 eine Seitenansicht eines Schaltschlosses des Schutzschalters von 8 in einem AUS-Zustand;
  • 10 eine Seitenansicht eines Schaltschlosses des Schutzschalters von 8 in einem Auslö se-Zustand; und
  • 11 ein Schaltschloss eines Schutzschalters von 8 in einem Auslösezustand bei verschweißten Kontaktstücken.
  • In den Zeichnungen der Ausführungsbeispiele sind Teile, die denen in den 8 bis 11 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine Beschreibung dieser Teile entfällt.
  • 1(a) zeigt die Gesamtstruktur eines Schutzschalters, und 1(b) und 2 stellen eine schwenkbare Verbindungsstruktur zwischen einer Einrasteinrichtung und einem oberen Gelenkstück eines Kniehebelgelenkmechanismus dar. Obschon ein Schaltschloss des Schutzschalters der in den Figuren dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen der Struktur der in 8 dargestellten JP 2000-323003 A ähnlich ist, weist der Schutzschalter dieser Ausführungsform einen Mechanismus auf, der eine Isolierfunktion bietet, die ein Anschlagstück 8a, das eine "<"-förmige Krümmung an der EIN-Seite des Handhebels 8 aufweist, und einen konvexen Nocken 12a (1(b)) beinhaltet, der an der Seitenkante des oberen Gelenkstücks 12 ausgebildet ist.
  • Außerdem weist die Schwenkverbindungsstruktur zwischen der Einrasteinrichtung 11 und dem oberen Gelenkstück 12 dieser Ausführungsform einen Verbindungsstab 11a auf, der an der Einrasteinrichtung 11 ausgebildet ist, wie in 2 dargestellt, und das obere Ende des oberen Gelenkstücks 12 weist ein U-förmiges offenes Lagerteil (12b) auf, das einen geradlinigen Führungsabschnitt und eine entlang der Achse des Gelenkstücks verlaufende U-förmige Nut beinhaltet. Das offene Lagerteil 12b und der Verbindungsstab 11a der Einrasteinrichtung sind in der montierten Position des Schaltschlosses 6 in Eingriff, so dass sie die Einrasteinrichtung 11 und das obere Gelenkstück 12 gleitend verschieblich und schwenkbar verbinden. Die U-Nut des Lagerteils 12b hat eine solche Tiefe, dass der Verbindungsstab 11a nicht aus der U-Nut herausgleitet, sogar wenn die Einrasteinrichtung 11 in eine Löseposition geschwenkt wird, wie später noch beschrieben wird.
  • Die Ein-, Aus- und Auslöseaktionen bei diesem Aufbau sind ähnlich zu denen eines herkömmlichen Schutzschalters. Beim geschlossenen Zustand, bei dem der Bediengriff 7 in die EIN-Position gedreht ist, erstrecken sich das obere Gelenkstück 12 und das untere Gelenkstück 13 des Kniehebelgelenkmechanismus annähernd geradlinig und rotieren den Kontakthalter 4 im Gegenuhrzeigersinn, wie in 3 dargestellt, und das Kontaktstück 3a des beweglichen Kontaktes 3 kommt in Kontakt mit dem Kontaktstück 2a des feststehenden Kontakts 2, um den Netzstromkreis-Kontakt zu schließen. Dreht man aus diesem geschlossenen Zustand den Bediengriff 7 in die AUS-Position (4), gelangt die Wirklinie der Kniehebelfeder 17 über einen toten Punkt, und das obere Gelenkstück 12 und das untere Gelenkstück 13 des Kniehebelgelenkmechanismus knicken in einer ">"-förmigen Konfiguration aus, wodurch der Kontakthalter 4 im Uhrzeigersinn gedreht wird und der bewegliche Kontakt 3 vom feststehenden Kontakt 2 nach oben abgehoben wird, so dass der Netzstromkreis-Kontakt geöffnet wird.
  • Wenn ein im Netzstromkreis auftretender Überstrom erfasst wird und eine (in der Figur nicht dargestellte) Überstrom-Auslösevorrichtung im geschlossenen Zustand von 3 arbeitet, trifft eine me chanische Ausgabeeinrichtung dieser Vorrichtung auf einen Auslöseriegel 18 auf, und eine Einrasteinrichtungsaufnahme 10 gibt die Einrasteinrichtung 11 frei. Als Ergebnis rotiert die Einrasteinrichtung 11 im Gegenuhrzeigersinn um eine Trägerachse 9, und zwar durch die Federrückstellkraft der Kniehebelfeder 17, die zwischen einem Griffhebel 8 und dem Kniehebelstift 14 aufgespannt ist, und der an der Einrasteinrichtung 11 befindliche Verbindungsstab 11a verschiebt seine Position zur linken Seite der Wirklinie der Kniehebelfeder 17. Demgemäß knicken das obere Gelenkstück 12 und das untere Gelenkstück 13 des Kniehebelgelenkmechanismus durch die Federrückstellkraft der Kniehebelfeder 17 in eine ">"-Konfiguration aus, und der Kontakthalter 4 rotiert im Uhrzeigersinn, so dass der bewegliche Kontakt 3 geöffnet wird.
  • Als Nächstes wird eine Trennungsoperation, um bei einer Operation mit aneinander haftenden Netzstromkreis-Kontakten diese Kontakte voneinander zu trennen, mit Bezug auf 6 und 7 beschrieben. Bezug nehmend auf 6 wird die Einrasteinrichtung 11 bei einer Auslöseoperation gelöst, bei welcher das Kontaktstück des feststehenden Kontaktes 2 und das Kontaktstück des beweglichen Kontaktes 3 aneinander haften. Obschon das untere Gelenkstück 13 des Kniehebelgelenkmechanismus, das mit dem beweglichen Kontakt 3 über den Kontakthalter 4 verbunden ist, sich zu diesem Zeitpunkt bei gelöstem Einrastzustand aufgrund der Hemmung durch die aneinander haftenden Kontakte nicht frei bewegen kann, ist es dem oberen Gelenkstück 12 möglich, dass es um den Kniehebelstift 14 schwenkt. Demzufolge wird ein im Gegenuhrzeigersinn wirkendes Drehmoment auf die Einrasteinrichtung 11 über das obere Gelenkstück 12 ausgeübt, und zwar durch die Federrückstellkraft der auf den Kniehebelstift einwirkenden Kniehebelfeder 17. Durch das Drehmoment wird wiederum die Einrasteinrichtung 11 um die Drehachse 9 in die Löseposition (der Position von 4) rotiert.
  • Da der Verbindungsstab 11a der Einrasteinrichtung 11 entlang der Führung der U-Nut gleitend verschieblich und im offenen Lagerteil 12b schwenkbar verbunden ist, das am oberen Ende des oberen Gelenkstücks 12 ausgebildet ist, kann die Einrasteinrichtung 11 ohne Einschränkung durch das obere Gelenkstück 12 um die Trägerachse 9 rotieren. Infolge dieser Rotation der Einrasteinrichtung 11 schwenkt das obere Gelenkstück 12 im Gegenuhrzeigersinn um den Kniehebelstift 14, wie in 7 dargestellt. Als Ergebnis wird ein Spiel oder ein Spalt g zwischen dem Verbindungsstab 11a und dem Lagerteil 12b erzeugt, wie in der Figur dargestellt, und zwar bedingt durch den Unterschied der Bahn der Rotationsbewegung des Verbindungsstabs 11a gegenüber derjenigen der Rotationsbewegung des Lagerteils 12b.
  • Daher wirkt die Federrückstellkraft f der Kniehebelfeder 17 als Trennungskraft F, ohne Einschränkung durch das obere Gelenkstück 12 und die Einrasteinrichtung 11, so dass das beim Kniehebelstift 14 gelenkig verbundene untere Gelenkstück 13 direkt angehoben wird und die aneinander haftenden Kontakte voneinander getrennt werden. Die Federrückstellkraft der Kniehebelfeder 17 arbeitet, anders als beim herkömmlichen Aufbau (11), bei dem die Federkraft in ein auf das obere Gelenkstück 12 einwirkendes Drehmoment umgewandelt wird, vollständig für ein Trennen des beweglichen Kontaktes 3.
  • Daher können, selbst bei einem ziemlich starken Verschweißen des feststehenden mit dem bewegli chen Kontakt, die beiden Kontakte voneinander getrennt werden, und der bewegliche Kontakt kann durch die Federrückstellkraft der Kniehebelfeder 17 geöffnet werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Unterbrecheroperation verbessert wird.
  • Wenn das Aneinanderhaften der Kontakte so stark ist, dass der bewegliche Kontakt 3 selbst durch die zuvor beschriebene Trennungskraft F bei der Auslöseoperation nicht getrennt werden kann und man versucht, den Bedienhebel 7 in die AUS-Position zu bewegen, wird dennoch eine Isolierfunktion des Schutzschalters gewährleistet, da das am Griff 8 vorgesehene Anschlagstück 8a auf den konvexen Nocken 12a, der an der Seitenkante des oberen Gelenkstücks 12 ausgebildet ist, aufprallt und mit diesem in Eingriff kommt und eine weitere Bewegung des Bediengriffs 7 während der Bewegung blockiert.
  • Zwar ist die Ausführungsform in der Figur mit dem U-förmigen offenen Lagerteil 12b versehen, das am oberen Ende des oberen Gelenkstücks 12 ausgebildet ist, um eine gleitend verschiebliche und schwenkbare Verbindung mit dem Verbindungsstab 11 der Einrasteinrichtung 11 zu bilden, jedoch kann ein Lagerteil 12b, das ein Langloch aufweist, das in Längsrichtung des oberen Gelenkstücks verläuft, am oberen Ende des oberen Gelenkstücks 12 ausgebildet sein, und der Verbindungsstab 11a der Einrasteinrichtung 11 in das Langloch eingesetzt sein, um, anstelle des U-förmigen offenen Lagerteils 12b, die Einrasteinrichtung 11 gleitend verschieblich und schwenkbar zu halten. Betrachtet man den Montageprozess bei diesem Aufbau, so wird der Verbindungsstab 11a von der Einrasteinrichtung 11 getrennt und erst nach seinem Einführen in das Langloch des oberen Gelenkstücks 12 befestigt.

Claims (4)

  1. Schutzschalter, aufweisend: einen feststehenden Kontakt (2) eines Netzstromkreises, einen beweglichen Kontakt (3), der auf einem Kontakthalter (4) vom drehbaren Typ gehalten wird, ein Schaltschloss (6), das mit dem Kontakthalter (4) gekuppelt ist, einen Bediengriff (7) und eine Überstrom-Auslösevorrichtung; bei dem das Schaltschloss (6) eine Baugruppe ist, die beinhaltet: einen Griffhebel (8), dessen eines Ende an einem Rahmen (6a) schwenkbar gelagert ist und der mit dem Bediengriff (7) kombiniert ist, eine Einrasteinrichtung (11), deren eines Ende durch eine Achse (9) am Rahmen (6a) gehalten wird und die mit einer am anderen Ende befindlichen Klinkenspitze normalerweise mit einer Einrasteinrichtungsaufnahme (10) in Eingriff ist und in einer Einrastposition gehalten wird, einen die Einrasteinrichtung (11) mit dem Kontakthalter (4) koppelnden Kniehebelgelenkmechanismus, der ein oberes Gelenkstück (12) und ein unteres Gelenkstück (13) aufweist, die miteinander über einen Kniehebelstift (14) verbunden sind, wobei das obere Gelenkstück (12) mit der Einrasteinrichtung (11) schwenkbar verbunden ist und das untere Gelenkstück (13) mit dem Kontakthalter (4) schwenkbar verbunden ist, und eine Kniehebelfeder (17), die zwischen dem Kniehebelstift (14) und einem oberen Ende des Griffhebels (8) gespannt ist; und bei dem die Kontakte (2, 3) des Netzstromkreises durch eine EIN- und AUS-Operation des Griffes (7) geschaltet werden und das Schaltschloss (6) im Fall des Auftretens eines Überstroms durch Lösen der Einrasteinrichtung (11) ausgelöst wird; wobei das obere Gelenkstück (12) des Kniehebelgelenkmechanismus und die Einrasteinrichtung (11) gleitend verschieblich und schwenkbar miteinander verbunden sind, so dass die Einrasteinrichtung (11) bei einer Auslöseoperation bei mit dem feststehenden Kontakt (2) verschweißten beweglichen Kontakt (3) ohne Beschränkung durch das obere Gelenkstück (12) in eine Löseposition rotierbar ist.
  2. Schutzschalter nach Anspruch 1, bei dem ein U-förmiges offenes Lagerteil (12b) an einem oberen Ende des oberen Gelenkstücks (12) ausgebildet ist und ein an der Einrasteinrichtung (11) vorgesehener Verbindungsstab (11a) mit dem Lagerteil (12b) in Eingriff ist derart, dass das obere Gelenkstück (12) des Kniehebelgelenkmechanismus und die Einrasteinrichtung (11) gleitend verschieblich und schwenkbar verbunden sind.
  3. Schutzschalter nach Anspruch 1, bei dem ein Lagerteil von der Form eines Langloches an einem oberen Ende des oberen Gelenkstücks (12) ausgebildet ist und ein an der Einrasteinrichtung (11) vorgesehener Verbindungsstab (11a) mit dem Langloch des Lagerteils in Eingriff ist derart, dass das obere Gelenkstück (12) des Kniehebelgelenkmechanismus und die Einrasteinrichtung (11) gleitend verschieblich und schwenkbar verbunden sind.
  4. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der ferner einen Isoliermechanismus aufweist, der verhindert, dass sich der Bediengriff (7) bei aneinander haftenden Netzstromkreis-Kontakten (2, 3) in die AUS-Position bewegt, wobei der Isoliermechanismus einen an der Seitenkante des oberen Gelenkstücks (12) ausgebildeten konvexen Nocken (12a) und ein armförmiges An schlagstück (8a) beinhaltet, das sich auf der EIN-Seite des Griffhebels (8) befindet und dem konvexen Nocken (12a) gegenüberliegt.
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