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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 in einer separaten Steuerbaugruppe (1040) längsverschieblich
geführt
und mittels einer Druckfeder mit der Steuerbaugruppe verbunden ist, und
wobei die rückstellende
Kraft der Druckfeder den Steuerschieber auf dessen Verriegelungsstellung
hin beaufschlagt.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der zweite Hebelarm
des Wirkhebels einen Steuerfortsatz, und der Steuerschieber umfasst
eine Steuerfläche,
wobei beim Verschwenken des Wirkhebels aus dessen Ruheposition in
dessen Ausschaltposition eine bewegliche Kopplung zwischen dem Steuerfortsatz
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 Ausführungsform mit einer Steuerbaugruppe,
welchen einen Steuerschieber umfasst, in dessen Freigabestellung,
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2:
eine vergrößerte Darstellung
des Drückers
mit dem Wirkhebel und dem Steuerschieber in der Steuerbaugruppe
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, sowie
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5:
eine schematische Darstellung der Steuerbaugruppe der Ausführungsform
nach 2.
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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 Installationsschaltgerät 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 Zustand 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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Wie
in der 1 und insbesondere in der Figur in vergrößerter Darstellung
zu sehen ist, umfasst das Installationsschaltgerät 101 eine separate
Steuerbaugruppe 1040, welche zwischen dem Wirkhebel 17 und
dem Drücker 12 in
das Gerät
eingesetzt ist. Die Steuerbaugruppe 1040 umfasst einen
Rahmen 54, der als Trägerelement
für einen
in dem Rahmen längsverschieblich
gelagerten Steuerschieber 1030 dient. Die Verschieberichtung
des Steuerschiebers 1030 läuft in etwa parallel zu der
Kontaktbrücke
und in etwa senkrecht auf den Drücker 12 hin.
Der Steuerschieber ist mit einer Druckfeder 42 mit dem
Rahmen 54 verbunden, so dass die Druckfeder 42 den Schieberkörper 1030 in
Richtung auf den Drücker 12 hin
drückt.
An seinem der Druckfeder 42 abgewandten freien Ende trägt der Schieberkörper 1030 eine Schiebernase 1032,
welche durch eine seitliche Öffnung
den Rahmen 54 in Richtung auf den Drücker 12 hin durchgreift.
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Der
Steuerschieber 1030 trägt
auf seiner dem Wirkhebel 17 zugewandten Seite eine Führungsrampe 50.
Diese bildet eine in Richtung auf die Schiebernase 1032 zu
abfallende schiefe Ebene. Der zweite Hebelarm 172 des Wirkhebels 17 trägt an seiner
dem Steuerschieber 1030 zugewandten Seite eine Ausbuchtung 52,
welche man auch als Nocke oder Steuerfortsatz bezeichnen kann. Die
Ausbuchtung 52 ist so angebracht, dass sie bei Verschwenken
des Wirkhebels 17 im Uhrzeigersinn in eine bewegliche Kopplung
mit der Führungsrampe 50 des Steuerschiebers 1030 treten
kann.
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Der
Drückerkörper 12 weist
an der der Kontaktdruckfeder 11 gegenüberliegenden Schmalseite einen
ersten Absatz 24, auch als erste Schulter bezeichnet, sowie
darüber
einen zweiten Absatz 48, auch als zweite Schulter bezeichnet,
auf. An den zweiten Absatz 48 schließt sich der Schlagstift 20 an.
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In
der in der 2 gezeigten Einschaltstellung
befindet sich der Wirkhebel 17 in seiner Ruheposition,
wobei er in dieser Position leicht gegenüber der Verschieberichtung
des Steuerschiebers 1030 nach oben geneigt ist. 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 2 in seiner Freigabestellung.
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Im
Kurzschlussfall wird die Kontaktbrücke in Öffnungsrichtung, in der Darstellung
der 2 bis 4 nach unten, bewegt und der
Drücker 12 wird
in seine Auslösestellung,
ebenfalls nach unten, bewegt. Die Bewegung der Kontaktbrücke kann
dabei entweder aufgrund elektrodynamischer Abstoßung der festen und beweglichen
Kontaktstellen oder aufgrund der Einwirkung des Schlagankers des
elektromagnetischen Auslösers
auf den Schlagstift 12 erfolgen. 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 3 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 gelangt
die Ausbuchtung 52 an dem zweiten Hebelarm 172 des
Wirkhebels 17 in Kontakt mit der Führungsrampe 50 des
Steuerschiebers 1030, es entsteht gewissermaßen eine
bewegliche Kopplung zwischen dem Steuerschieber 1030 und der
Ausbuchtung oder dem Steuerfortsatz 52. Durch die Neigung
der Führungsrampe 50 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 13 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 2 wieder
erreicht ist.
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Die
in den 2 bis 4 gezeigte Ausführungsform
mit dem in der Ruheposition gegenüber der Verschieberichtung
des Steuerschiebers 1030 geneigten Wirkhebel 17 ist
nicht die allein mögliche. Alle
dazu funktionsgleichen Ausgestaltungsformen, bei denen der zweite
Hebelarm des Wirkhebels auch parallel zu der Kontaktbrücke oder
in einem anderen Winkel verlaufen kann, sollen im Rahmen der Äquivalenz
in die Erfindung eingeschlossen sein. Auf Einzelheiten der konkreten
Gestaltung des Wirkhebels ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung
nicht eingegangen. Alle konkreten Ausgestaltungsvariationen, die
eine erfindungsgemäße bewegliche
Kopplung zwischen dem Wirkhebel und dem Steuerschieber bewirken,
sollen daher im Rahmen der Äquivalenz
in die Erfindung eingeschlossen sein.
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Die 5 zeigt
eine mögliche
Ausgestaltung einer Steuerbaugruppe 1040. Man erkennt den
etwa rechteckförmigen
Rahmen 54, in dem drei parallel zueinander verlau fende
Ausnehmungen 1042, 1043, 1044 eingebracht
sind. Jede der Ausnehmungen 1042, 1043, 1044 dient
zur verschieblichen Aufnahme eines Steuerschiebers, wobei in 14 nur in der Ausnehmung 1042 ein
Steuerschieber 1030 und in der Ausnehmung 1044 ein
Steuerschieber 1031 dargestellt sind.
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Die
drei Steuerschieber sind entsprechend je einem Polstrompfad in dem
Installationsschaltgerät zugeordnet.
An dieser Stelle soll darauf hingewiesen werden, dass alles, was
in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung anhand einer Kontaktstelle
in einem Polstrompfad beschrieben wurde, selbstverständlich auch
für Installationsgeräte zutrifft
und Gültigkeit
hat, in denen mehrere Polstrompfade parallel zueinander angeordnet
sind. Die beschriebenen Anordnungen und funktionalen Beziehungen
aus Kontaktbrücke,
Drücker,
Wirkhebel, Steuerschieber etc. sind dann entsprechend der Anzahl
an Polstrompfaden mehrfach vorhanden. Der Wirkhebel 17 kann
dabei als einzelner Wirkhebel ausgestaltet sein, der einen gemeinsamen
ersten Hebelarm 171 und eine der Anzahl an Polstrompfaden
entsprechende Anzahl von zweiten Hebelarmen 172 trägt.
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Der
Steuerschieber 1030 ist in seitlichen Führungsnuten 1046 in
der Ausnehmung 1042 verschieblich gehalten. Die Druckfeder
ist nicht dargestellt, sie ist in den freien Raum zwischen der Rückwand 1048 und
dem Steuerschieber 1030 in die Ausnehmung 1042 einzusetzen.
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An
einer stirnseitigen Öffnung 1050 durchgreift
der Steuerschieber 1030 mit seiner Schiebernase 1032 den
Rahmen 54. Die Schiebernase 1032 trägt eine
halbkreisförmige
Ausnehmung 1033, so dass sie in etwa eine gabelförmige Gestalt
aufweist. Die halbkreisförmige
Ausnehmung 1033 ist an den Durchmesser des Schlagstiftes 20 des
Drückers 12 angepasst,
so dass dieser in der Verriegelungsstellung gemäß 12 besser
gehalten werden kann.
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Die Öffnung der
Kontaktbrücke
im Kurzschlussfall kann, wie bereits erwähnt, 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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- 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
- 1030
- Steuerschieber
- 42
- Druckfeder
- 48
- Zweite
Schulter
- 50
- Führungsrampe
- 52
- Ausbuchtung,
Nocke
- 54
- Rahmen
- 113
- Thermischer
Auslöser
- 114
- Wirklinie
- 171
- Erster
Hebelarm
- 172
- Zweiter
Hebelarm
- 173
- Drehachse
- 1032
- Schiebernase
- 1040
- Steuerbaugruppe
- 1042,
1043, 1044
- Ausnehmung
- 1033
- Ausnehmung
- 1046
- Führungsnut
- 1048
- Rückwand
- 1050
- Stirnseitige Öffnung
- O
- Öffnungsrichtung
- S
- Schließrichtung