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Die
Erfindung betrifft ein Installationsschaltgerät mit wenigstens einem Polstrompfad
umfassend zwei feststehende Kontaktstücke und zwei auf einer beweglichen
Kontaktbrücke
angeordnete bewegliche Kontaktstücke,
durch die ein Polschalter mit zwei Kontakten und doppelter Unterbrechung
gebildet wird, wobei die Kontaktbrücke durch einen Drücker in Öffnungsrichtung
und durch eine Kontaktdruckfeder in Schließrichtung beaufschlagt wird,
mit einem elektromagnetischen Auslöser, dessen Anker in Kurzschlussfall
sowohl den Drücker
in seine Auslöserstellung
schlägt,
in der dieser die Kontaktbrücke
in Öffnungsrichtung
aufschlägt,
als auch die Verklinkungsstelle eines Schaltschlosses entklinkt,
so dass dieses über
einen dem Drücker
aus seiner Ruheposition in seine Ausschaltposition nacheilenden
Wirkhebel den Drücker
in seiner Auslöserstellung
hält und
damit die Kontaktbrücke
dauerhaft entgegen der Kraft der Kontaktdruckfeder öffnend beaufschlagt
wird, wobei das Installationsschaltgerät eine zwischen einer Freigabestellung
und einer Verriegelungs-Stellung verschieblich gelagerte Steuerblende
umfasst, deren Wechselwirkung mit dem Drücker und dem Wirkhebel so eingerichtet
ist, dass die Steuerblende bei Auslösung in ihrer Verriegelungs-Stellung
befindlich ist und den Drücker
so lange in dessen Auslöserstellung
hält, bis
der Wirkhebel in seiner Ausschaltposition angekommen ist und den
Drücker
dauerhaft in seiner Auslöserstellung
hält, nach
Patentanmeldung 102006057647.0
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Die
in der Stammanmeldung beschriebene Steuerblende weist ein Langloch
auf, welches in der Freigabeposition der Steuerblende von dem Drücker durchgriffen
ist; sie ist in ihrer Verriegelungsposition so verschoben, dass
der Drücker
das Langloch nicht durchgreifen kann.
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Der
vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Installationsschaltgerät der eingangs
genannten Art zu schaffen, dessen Steuerblende einfacher zu montieren
ist.
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Das
diese Aufgabe lösende
Installationsschaltgerät
ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuerblende als Steuerschieber ausgebildet
und an dem zweiten Hebelarm längsverschieblich
geführt
ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung ist der Steuerschieber mittels einer
Druckfeder mit dem zweiten Hebelarm verbunden, wobei die rückstellende
Kraft der Druckfeder den Steuerschieber auf dessen Verriegelungsstellung
hin beaufschlägt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Führungsteil
in Bezug auf den Wirkhebel so angeordnet, dass beim Verschwenken
des Wirkhebels aus dessen Ruheposition in dessen Ausschaltposition
eine bewegliche Kopplung zwischen dem Steuerschieber und der Steuerfläche entsteht,
durch die der Steuerschieber in seine Freigabestellung zurückgedrückt wird.
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Anhand
der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und
beschrieben werden.
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Es
zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform mit einem Steuerschieber, der
an der Unterseite des zweiten Hebelarms des Wirkhebels geführt ist,
in dessen Freigabestellung,
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2:
eine vergrößerte Darstellung
des Drückers
mit dem Wirkhebel und dem Steuerschieber nach 1,
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3:
eine Darstellung der Ausführungsform
nach 2, bei Hemmung der Rückstell-Bewegung des Drückers, durch
den Steuerschieber in seiner Verriegelungsstellung,
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4:
eine Darstellung der Ausführungsform
nach 2, bei dauerhafter Öffnung durch das Schaltschloss über den
Wirkhebel,
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5:
eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform mit einem Steuerschieber, der
an der Unterseite des zweiten Hebelarms des Wirkhebels geführt ist,
in dessen Freigabestellung,
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6:
eine Darstellung der Ausführungsform
nach 5, bei Hemmung der Rückstell-Bewegung des Drückers, durch
den Steuerschieber in seiner Verriegelungsstellung,
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7:
eine Darstellung der Ausführungsform
nach 5, bei dauerhafter Öffnung durch das Schaltschloss über den
Wirkhebel, In den Figuren sind jeweils gleiche oder gleichwirkende
Elemente oder Baugruppen jeweils mit den gleichen Bezugsziffern
bezeichnet.
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Die 1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Installationsschaltgerat 101 mit
einem Polstrompfad 2 zwischen einer Eingangsklemme 3 und
einer Ausgangsklemme 4. Es könnte sich beispielsweise um einen
Polstrompfad eines dreipoligen Motorschutzschalters handeln, dessen
andere beiden Polstrompfade entsprechend aufgebaut sind.
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Der
Polstrompfad 2 umfasst zwei feststehende Kontaktstücke 5, 6 und
zwei auf einer beweglichen Kontaktbrücke 7 angeordnete
bewegliche Kontaktstücke 8, 9,
durch die eine Kontaktstelle 10 mit Doppelunterbrechung
gebildet ist. Die Kontaktbrücke 7 wird
durch eine Kontaktdruckfeder 11 in Schließrichtung,
siehe Richtungspfeil S, beaufschlagt. Durch einen Drücker 12,
der an der der Kontaktdruckfeder 11 gegenüberliegenden
Seite der Kontaktbrücke 7 angreift
und an seiner der Kontaktdruckfeder 11 gegenüberliegenden
Schmalseite einen Fortsatz trägt, der
einen Schlagstift 20 bildet, kann diese in Öffnungsrichtung,
siehe Richtungspfeil O, beaufschlagt werden.
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Der
Polstrompfad 2 umfasst noch einen thermischen Auslöser 113 und
einen elektromagnetischen Auslöser 13 mit
einem Anker, der im Falle eines in dem Polstrompfad 2 auftretenden
Kurzschlussstromes aufgrund eines elektrodynamischen Rückstoßes über den
Drücker 12 die
Kontaktbrücke 7 in Öffnungsrichtung
aufschlägt,
angedeutet durch die Wirklinie 14. Gleichzeitig wirkt der
Anker des elektromagnetischen Auslösers 13 im Kurzschlussfall auch
auf ein Schaltschloss 15 und entklinkt dessen Verklinkungsstelle,
angedeutet durch die Wirklinie 16, so dass das Schaltschloss 15 im
entklinkten Zu stand über
einen Wirkhebel 17, angedeutet durch die Wirklinie 18,
den Drücker 12 dauerhaft
in Öffnungsrichtung
der Kontaktbrücke 7 beaufschlagt.
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Die
Funktion des thermischen Auslösers 113,
der im Falle eines Überstromes
ebenfalls auf das Schaltschloss 15 wirkt, angedeutet durch
die Wirklinie 114, ist im Prinzip bekannt.
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Bei
dem mechanischen System umfassend das Schaltschloss 15 und
den Wirkhebel 17 kann es sich beispielsweise um ein Kniehebelsystem
mit einer zweistufigen Verklinkung handeln.
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Der
Wirkhebel 17 ist als Doppelarmhebel ausgebildet, dessen
erster, von dem Schaltschloss 15 beaufschlagter Hebelarm 171 und
dessen zweiter, mit dem Drücker 12 zusammenwirkender
Hebelarm 172 einen stumpfen Winkel miteinander bilden und
in einer ortsfesten Drehachse 173 drehbar gelagert ist, wodurch
der Wirkhebel 17 als Umlenkhebel wirkt.
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Das
gerade beschriebene mechanische System hat eine gewisse mechanische
Trägheit,
wodurch, wenn keine weiteren Maßnahmen
ergriffen werden, nach dem Entklinken eine gewisse Zeit, beispielsweise
2 ms, vergehen würde,
bevor der Wirkhebel 17 mit dem freien Ende seines zweiten
Armes 172 auf den Drücker 12 trifft,
um diesen dauerhaft in Öffnungsrichtung
zu beaufschlagen. Demgegenüber ist
die Zeit, die im Kurzschlussfall bis zum direkten Aufschlagen der
Kontaktbrücke 7 durch
den Anker des elektromagnetischen Auslösers 13 oder durch elektrodynamische
Abstoßung
zwischen den Kontaktstücken
vergeht, viel kürzer,
sie beträgt
beispielsweise nur 1 ms. Dadurch könnte es, wenn keine weiteren
Maßnahmen
ergriffen werden, passieren, dass die Kontaktbrücke 7 durch die Rückstellkraft
der Kontaktdruckfeder 11 bereits wieder in ihre Ausgangsstellung
in der Schließposition
zurück
gedrückt
und die Kontaktstelle 10 dadurch wieder geschlossen wird,
bevor noch der Wirkhebel 17 mit dem freien Ende seines
zweiten Armes 172 den Drücker und damit die Kontaktbrücke 7 dauerhaft
in Öffnungsstellung
beaufschlagen kann.
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Die
erfindungsgemäßen Maßnahmen,
die ergriffen werden, um das zu verhindern werden im folgenden beschrieben.
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Der
Drücker 12 ist
insgesamt ein längs
erstrecktes Bauteil mit in etwa einer zylindrischen Grundform. Er
könnte
auch eine in etwa quaderförmige
Grundform haben. Er umfasst einen Grundkörper und einen daran fest angeformten
Schlagstift 20.
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In
einer schlitzartigen Öffnung 21 in
dem Drücker 12,
die nach unten zur Schmalseite des Drückers 12 hin durch
einen Steg 25 verschlossen sein kann, ist die Kontaktbrücke 7 geführt.
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In
der Öffnung 21 des
Drückers 12 ist
ein oberer Anschlag 23 für die Kontaktbrücke 7 gebildet.
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An
dem Ansatzpunkt des Schlagstiftes 20 weist der Drücker 12 eine
einen unteren Anschlag für das
freie Ende 174 des zweiten Hebelarms 172 des Wirkhebels 17 bildende
Schulter 24 auf.
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Der
Schieber kann mit dem Schlagstift 20 oder dem vorerwähnten Schlitz
einstückig
als Spritzgussteil hergestellt sein. Er könnte aber auch aus zwei Teilen
bestehen, im einfachsten Fall aus einem Unterteil und einer in dieses
Unterteil eingeschraubten Kopfschraube, welche dann als Schlagstift
mit Führungsabsatz
wirkt.
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An
der Unterseite des zweiten Hebelarms 172 des Wirkhebels 17 ist
ein federvorgespannter Schieber 1030 eingesetzt, welcher
die Verriegelung des Drückers
bewirkt. An der Unterseite des zweiten Hebelarms 172 befinden
sich dazu Nuten (in den Figuren nicht dargestellt), in denen sich
der Schieberkörper 1030 bewegen
kann. Der Schieberkörper 1030 ist
außerdem
mittels einer Druckfeder 42 mit dem Wirkhebel 17 verbunden.
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Die
Druckfeder 42 drückt
den Schieberkörper 1030 in
Richtung auf das freie Ende des zweiten Hebelarms 172 des
Wirkhebels 17 hin. An seinem der Druckfeder 42 abgewandten
freien Ende trägt
der Schieberkörper 1030 eine
Schiebernase 1032, sowie beidseitig je einen seitlich,
also in der Darstellung gemäß der 5 bis 7 aus
der Zeichenebene herausstehenden Zapfen 40.
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Es
ergibt sich damit eine Baugruppe, umfassend dem Wirkhebel 17,
der Druckfeder 42 und dem Schieberkörper 1030. Diese Baugruppe
kann vormontiert und als Untereinheit in das Installationsschaltgerät 101 eingesetzt
werden.
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Der
Drückerkörper 12 weist
an der der Kontaktdruckfeder 11 gegenüberliegenden Schmalseite einen
ersten Absatz 24 sowie darüber einen zweiten Absatz 48 auf.
An den zweiten Absatz 48 schließt sich der Schlagstift 20 an.
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In
der Nähe
der Schiebernase 1032 ist in dem Installationsschaltgerät 101 ein
Führungsteil 44 angebracht,
welches eine Steuerfläche 46 in
Form einer Schräge
aufweist, welche ausgehend etwa von der Schiebernase 1032 schräg in Richtung
auf die Kontaktstelle 10 und die Drehachse 173 zu
verläuft. Das
Führungsteil
kann an einem in das Installationsschaltgerät eingelegten und darin gehaltenen
Zwischenstück
oder als Anformung an der Gehäuseinnenwand
angebracht sein.
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In
der in der 5 gezeigten Einschaltstellung
befindet sich der Wirkhebel 17 in seiner Ruheposition,
und der Schieberkörper 1030 liegt
mit der Schiebernase 1032 durch die Vorspannung der Druckfeder 42 an
dem Drückerkörper 12 an.
Der Anlagepunkt befindet sich unterhalb des ersten Absatzes 24.
Die Bewegung des Drückers 12 aus
der Einschaltstellung in dessen Auslösestellung ist durch den Schieberkörper 1030 nicht
behindert. Der Schieberkörper 1030 befindet
sich in der 5 in seiner Freigabestellung.
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Beim
Montieren der Baugruppe in dem Installationsschaltgerät wird diese
durch Verwendung einer Montagegabel in der gewünschten Position fixiert. Die
Montagegabel drückt
dabei den Schieberkörper 1030 in
seine Freigabestellung. Nach dem Einsetzen der Baugruppe wird die
Montagegabel entfernt und der Schieberkörper legt sich aufgrund der Druckkraft
der Druckfeder 42 an den Drückerkörper 12 an. Nach dem
Einsetzen der Baugruppe wird die Montagegabel dann entfernt.
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Im
Kurzschlussfall wird die Kontaktbrücke in Öffnungsrichtung, in der Darstellung
der 5 bis 7 nach unten, bewegt und der
Drücker 12 wird
in seine Auslösestellung,
ebenfalls nach unten, bewegt. Durch die zweite Schulter 48 entsteht
dabei zwischen der Schiebernase 1032 und dem Schlagstift 20 zunächst ein
Freiraum, in den hinein die Druckfeder 42 den Schieberkörper 1030 mit
der Schiebernase 1032 drückt. Die Schiebernase 1032 liegt
damit oberhalb der zweiten Schulter 48 an dem Schlagstift 20 an.
Er befindet sich dann in seiner Verriegelungsstellung. Der Wirkhebel 17 bleibt
aufgrund der oben bereits beschriebenen mechanischen Trägheit zunächst in seiner
Ruheposition.
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Wenn
die Kontaktbrücke
aufgrund der rückstellenden
Kraft der Kontaktdruckfeder 11 wieder in Richtung auf die
Schließstellung
gedrückt
wird, dann blockiert der Steuerschieber 1030 mit der Schiebernase 1032 an
dem zweiten Absatz 48 die Rückstellbewegung des Schiebers 12. Über den
oberen Anschlag 23 wird dann auch die Kontaktbrücke in ihrer Öffnungsstellung
gehalten. Diese Lage ist in der 6 dargestellt.
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In
der hier beschriebenen Ausführungsform wird
der Öffnungsweg
der Kontakte, also der Abstand zwischen dem festen und dem beweglichen
Kontaktstück
bei geöffneter
Kontaktstelle, durch die Lage der zweiten Schulter 48 auf
dem Drücker 12 bestimmt.
Je näher
die zweite Schulter 48 an die obere Stirnfläche am freien
Ende des Schlagstiftes 20 gesetzt ist, desto größer ist
der Öffnungsweg
der Kontaktstelle.
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In
einer weiteren Ausführungsform,
die hier nicht figürlich
dargestellt ist, fällt
die zweite Schulter 48 mit der oberen Stirnfläche am freien
Ende des Schlagstiftes 20 zusammen. In diesem Fall könnte der
Drücker
auch gar keine zweite Schulter 48 mehr aufweisen. Die Blockierung
des Drückers 20 durch den
Steuerschieber 1030 erfolgt dann an der oberen Stirnfläche am freien
Ende des Schlagstiftes 20. Der Öffnungsweg der Kontakte ist
dann maximal groß.
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Nach
Ablauf der mechanischen Verzögerungszeit
und Entklinken der Verklinkungsstelle im Schaltschloss wird der
Wirkhebel 17 um die Drehachse 173 im Uhrzeigersinn
gegenüber
seiner Ausgangsposition in seine Ausschaltposition verdreht. Der
zweite Hebelarm 172 des Wirkhebels trifft mit seinem freien
Ende auf die erste Schulter 24 des Drückers 12. Nun übernimmt
der Wirkhebel 17 das dauerhafte Niederhalten des Drückers 12 in
seiner Auslöserstellung
und damit das Offenhalten der Kontaktstelle 10.
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Beim
Verschwenken des Wirkhebels 17 im Uhrzeigersinn gelangen
die Zapfen 40 an dem Schieberkörper 1030 in Kontakt
mit der Steuerfläche 46 des
Führungsteils 44,
es entsteht gewissermaßen eine
bewegliche Kopplung zwischen dem Steuerschieber 1030 und
der Steuerfläche 46.
Durch die Neigung der Steuerschräge 46 und
die bewegliche Kopplung wird bewirkt, dass der Steuerschieber 1030 bei
weiterem Verschwenken des Wirkhebels 17 im Uhrzeigersinn
wieder in seine Freigabestellung gedrückt und dort gehalten wird,
und zwar entgegen der Kraft der Druckfeder 42. Diese Lage
ist in der 7 dargestellt.
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Beim
anschließenden
Zurücksetzen
des Installationsschaltgerätes
wird der Wirkhebel 17 wieder entgegen dem Uhrzeigersinn
in seine Ruheposition zurückgedreht.
Der Stößel 12 folgt
dem Wirkhebel dabei nach oben, und die Kontaktbrücke wird durch die Kontaktdruckfeder 11 wieder
in ihre Schließstellung
gedrückt.
Der Steuerschieber 1030 liegt dann wieder an dem Drücker 12 unterhalb
der ersten Schulter 24 an, so dass die Lage gemäß 5 wieder
erreicht ist.
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Die Öffnung der
Kontaktbrücke
im Kurzschlussfall kann dabei auf zwei Arten bewirkt werden. Bei
normalen Kurzschlussströmen
schlägt
der Anker des elektromagnetischen Auslösers 13 auf den Schlagstift 20,
angedeutet durch die Wirklinie 14. Durch diesen Kraftstoß wird der
Drücker 12 in
seine Öffnungsrichtung
O geschlagen, wobei er über
den Anschlag 23 die Kontaktbrücke 7 mitnimmt, so
dass dadurch die festen Kontaktstücke 5, 6 von
den beweglichen Kontaktstücken 8, 9 getrennt
werden und die Kontaktstelle 10 insgesamt geöffnet wird.
Die Kontaktbrücke 7 drückt dabei
in ihrer Abwärtsbewegung
die Kontaktdruckfeder 11 zusammen.
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Bei
hohen Kurzschlussströmen
kann es auch zu einer elektrodynamischen Abstoßung der beweglichen von den
festen Kontaktstücken
kommen. Dadurch wird dann die Kontaktbrücke 7 nach unten in
die Öffnungsrichtung
gestoßen,
ohne dass der elektromagnetische Auslöser über die Wirklinie 14 auf
den Schlagstift 20 eingewirkt hätte. Die Kontaktbrücke 7 nimmt
bei ihrer Abwärtsbewegung
den Drücker 12 mit
nach unten. Dadurch gelangt der Schlagstift 20 schließlich genauso
aus dem Wirkungsbereich des Langlochs 32 heraus, wie wenn
er durch den elektromagnetischen Auslöser herausgeschlagen worden
wäre. Die
Hemmung der entgegengerichteten Aufwärtsbewegung des Drückers 12 durch
den Steuerschieber 1030 erfolgt genauso, wie oben beschrieben.
Der elektromagnetische Auslöser läuft der
elektrodynamischen Abstoßung
zwar nach, aber er entklinkt über
die Wirklinie 16 auch in diesem Betriebszustand die Verklinkungsstelle
des Schaltschlosses 15.
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Es
werden nun die 5 bis 7 betrachtet.
Auch in der dort gezeigten Ausführungsform
ist an der Unterseite des zweiten Hebelarms 172 des Wirkhebels 17 ein
federvorgespannter Schieber 1030 eingesetzt ist, welcher
die Verriegelung des Drückers
bewirkt. An der Unterseite des zweiten Hebelarms 172 befinden
sich dazu Nuten (in den Figuren nicht dargestellt), in denen sich
der Schieberkörper 1030 bewegen
kann. Der Schieberkörper 1030 ist außerdem mittels
einer Druckfeder 42 mit dem Wirkhebel 17 verbunden.
Insofern entspricht die funktionale Wirkung dieser Ausführungsform
weitgehend derjenigen, wie sie unter den 1 bis 4 beschrieben
wurde.
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Der
Unterschied zur Ausführungsform
gemäß der 1 bis 4 besteht
darin, dass die bewegliche Kopplung zwischen dem Steuerschieber 1030 und
der Steuerfläche 46 des
Führungsteils 44 über eine
Führungsrampe 50 an
der Unterseite des Steuerschiebers 1030 erfolgt, siehe 6 und 7.
Der Steuerschieber 1030 trägt keine seitlich abstehenden
Zapfen mehr. Damit ist seitlich des Steuerschiebers 1030 Platz
gewonnen.
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- 101
- Installationsschaltgerät
- 2
- Polstrompfad
- 3
- Eingangsklemme
- 4
- Ausgangsklemme
- 5,
6
- Feststehende
Kontaktstücke
- 7
- Bewegliche
Kontaktbrücke
- 8,
9
- Bewegliche
Kontaktstücke
- 10
- Kontaktstelle
- 11
- Kontaktdruckfeder
- 12
- Drücker
- 13
- Elektromagnetischer
Auslöser
- 14
- Wirklinie
- 15
- Schaltschloss
- 16
- Wirklinie
- 17
- Wirkhebel
- 18
- Wirklinie
- 20
- Schlagstift
- 23
- Oberer
Anschlag
- 25
- Steg
- 24
- Erste
Schulter, auch als erster Absatz bezeichnet
- 1030
- Steuerschieber
- 40
- Zapfen
- 42
- Druckfeder
- 44
- Führungsteil,
Zwischenstück
- 46
- Steuerfläche, Schräge
- 48
- Zweite
Schulter, auch als zweiter Absatz bezeichnet
- 113
- Thermischer
Auslöser
- 114
- Wirklinie
- 171
- Erster
Hebelarm
- 172
- Zweiter
Hebelarm
- 173
- Drehachse
- 1032
- Schiebernase
- O
- Öffnungsrichtung
- S
- Schließrichtung