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Die
Erfindung betrifft ein System zur Kopplung einer Auslöseeinheit
an wenigstens einen Leitungsschutzschalter, wobei der Leitungsschutzschalter
einen zwischen einer Verklinkungs- und einer Entklinkungsstellung
drehbar gelagerten Auslösehebel umfasst, der in seiner
Drehachse eine Hohlwelle aufweist, wobei die Auslöseeinheit
einen zwischen einer Ruhe- und einer Auslöseposition drehbar
gelagerten Kuppelhebel umfasst, wobei ein mit dem Kuppelhebel gekoppelter
Auslösefinger in die Hohlwelle eingeführt ist,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin einen Auslösefinger zur Kopplung
einer Auslöseeinheit an wenigstens einen Leitungsschutzschalter,
wobei der Leitungsschutzschalter einen zwischen einer Verklinkungs-
und einer Entklinkungsstellung drehbar gelagerten Auslösehebel
umfasst, der in seiner Drehachse eine Hohlwelle aufweist, wobei
die Auslöseeinheit einen zwischen einer Ruhe- und einer
Auslöseposition drehbar gelagerten Kuppelhebel umfasst,
wobei der Auslösefinger in die Hohlwelle einführbar
ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 4.
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Außerdem
betrifft die Erfindung einen Auslösehebel für
einen Leitungsschutzschalter, der zwischen einer Verklinkungs- und
einer Entklinkungsstellung in dem Leitungsschutzschalter drehbar
lagerbar ist und der in seiner Drehachse eine Hohlwelle aufweist,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6, sowie einen
Verbund zwischen einer Auslöseeinheit und wenigstens einem
Leitungsschutzschalter gemäß Anspruch 8.
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Eine
Auslöseeinheit ist beispielsweise auch unter dem Begriff
Arbeitsstromauslöser bekannt. Ein Arbeitsstromauslöser
ist ein elektrisches Installationsschaltgerät, das als
Zusatzmodul an einen Leitungsschutzschalter angesteckt werden kann
und mit dessen Hilfe der Leitungsschutzschalter geschaltet werden
kann. Die Kopplung zwischen dem Arbeitsstromauslöser und
dem Leitungsschutzschalter ist so gestaltet, dass bei Auslösung
des Arbeitsstromauslösers dieser den Auslösehebel
des Leitungsschutzschalters in dessen Entklinkungsstellung bringt,
und den Auslösehebel des Leitungsschutzschalters ansonsten
freigibt.
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In
der
DE 10 2006
055 322 A1 ist ein Stromzählersystem beschrieben,
welches einen Selektiven Hauptleitungsschutzschalter umfasst, an
dem ein Arbeitsstromauslöser angekoppelt ist. Der Arbeitsstromauslöser
und der Leitungsschutzschalter sind mittels eines balkenförmigen
Auslösefingers gekoppelt. Wenn der Arbeitsstromauslöser
auslöst, wird dessen Auslösung über den
balkenförmigen Auslösefinger auf den Auslösehebel
des Schaltwerks des selektiven Hauptleitungsschutzschalters übertragen, so
dass dieser das Schaltwerk des selektiven Hauptleitungsschutzschalters
entklinkt. Der balkenförmige Auslösefinger ist
jedoch nicht eindeutig positionierbar, so dass es bei der Kopplung
zu Fehlstellungen kommen kann, in denen die Zwangsauslösung
nicht mehr funktioniert.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes
Koppelungssystem so weiterzubilden, dass der Auslösefinger
eindeutig positionierbar ist. Es ist weiterhin eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen dafür geeigneten Auslösefinger
sowie einen verbesserten Auslösehebel zu schaffen.
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Bezüglich
des Systems zur Kopplung einer Auslöseeinheit an einen
Leitungsschutzschalter wird die Aufgabe gelöst durch ein
gattungsgemäßes System mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1. Bezüglich des Auslösefingers
wird die Aufgabe gelöst durch Anspruch 4, und bezüglich
des Auslösehebels wird die Aufgabe gelöst durch
Anspruch 6.
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Erfindungsgemäß also
ist der Auslösefinger eine Welle, deren Drehachse sich
mit der Drehachse des Auslösehebels deckt, und deren Außendurchmesser
an den Innendurchmesser der Hohlwelle angepasst ist, so dass die
Welle in der Hohlwelle drehbar gehalten ist, der Auslösehebel
hat eine in den freien Innenraum der Hohlwelle ragenden Führungszapfen
mit einer ersten und einer zweiten, in radiale Richtung verlaufenden
Führungskante, die Welle hat eine in axialer Richtung sich
erstreckende, segmentartige Ausnehmung, die durch in radialer Richtung verlaufende
erste und zweite Wellenanlegekanten begrenzt ist, der zwischen den
Projektionslinien der Wellenanlegekanten auf die Achse gebildete Öffnungswinkel α der
Ausnehmung ist größer ist als der Winkel β,
der im Bereich des Führungszapfens zwischen den Projektionslinien
der Führungskanten auf die Achse gebildet ist.
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Ein
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bei der Montage der Koppelvorrichtung
eine Verdrehsicherheit und eine eindeutige Montageposition gegeben
ist, denn der einzige Führungszapfen lässt sich
in genau einer Lage in die segmentartige Ausnehmung in der Welle,
die als Auslösefinger dient, einführen.
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Durch
die Ausgestaltung des Auslösefingers als runde Welle, deren
Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Hohlwelle des
Auslösehebels angepasst ist, ist zudem eine sehr gute Führung
des Auslösefingers in dem Auslösehebel gegeben.
Der Auslösefinger kann nicht verkanten.
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Dadurch,
dass die segmentartige Ausnehmung in der Welle sich axial erstreckt,
lässt sich eine lange Welle auch durch mehrere nebeneinander
angereihte Leitungsschutzschalter stecken, wobei jeder Führungszapfen
jedes der Auslösehebel eines jeden Leitungsschutzschalters
in die Ausnehmung eingreift.
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Wenn
der Auslösefinger durch den Kuppelhebel aus der Ruhe- in
die Auslöseposition gedreht wird, so beispielsweise im
Uhrzeigersinn, so kommt seine Wellenanlegekante in Eingriff mit
einer Führungskante an jedem der Führungszapfen
aller Auslösehebel, durch die die Welle hindurch gesteckt
worden ist, und bewegt somit alle Auslösehebel gleichzeitig
aus ihrer Verklinkungs- in ihre Entklinkungsstellung. Wenn also
beispielsweise ein Dreierblock von drei nebeneinander angereihten
Leitungsschutzschaltern, die keine gemeinsame Auslösung
haben, über eine erfindungsgemäße Koppelvorrichtung
mit einem Arbeitsstromauslöser gekoppelt werden, so werden
alle drei Leitungsschutzschalter gleichzeitig durch den Arbeitsstromauslöser
ausgelöst. Wenn der Arbeitsstromauslöser so gestaltet
ist, dass dessen Kuppelhebel nach der Auslösung in der
Auslöseposition gehalten ist, so lange bis ein Wiedereinschalten erlaubt
wird, dann werden über die erfindungsgemäße
Koppelvorrichtung auch die Auslöshebel aller drei angeschlossenen
Leitungsschutzschalter in ihrer jeweiligen Entklinkungsstellung
festgehalten.
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Wenn
der Kuppelhebel der Arbeitsstromauslösers sich in seiner
Ruheposition befindet, dann ist wegen des größeren Öffnungswinkels α der
Ausnehmung zwischen der in Drehrichtung liegenden Führungskante
des Führungszapfens und der Wellenanlegekante der Welle
ein Freiraum gebildet. Um diesen Freiraum oder Winkelbereich kann
sich ein einzelner Auslösehebel eines Leitungsschutzschalters frei
drehen, wenn ein einzelner Leitungsschutzschalter des Verbundes
beispielsweise aufgrund eines Kurzschlussstromes in dem von ihm überwachten Stromkreis
auslöst. Es ist durch die erfindungsgemäße
Gestaltung der Koppelvorrichtung also gewährleistet, dass
jeder einzelne Pol eines Verbundes für sich alleine auslösen
kann, ohne die benachbarten Pole oder die Auslöseeinheit
zu beeinflussen.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie
weitere Vorteile sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine achsseitige
Begrenzungsfläche der Ausnehmung durch ein Segment einer
Zylindermantelfläche gebildet.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Führungszapfen
eine trapezförmige Querschnittskontur auf.
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Ein
erfindungsgemäßer Auslösefinger zur Kopplung
einer Auslöseeinheit an wenigstens einen Leitungsschutzschalter
ist eine Welle, die eine in axialer Richtung sich erstreckende,
segmentartige Ausnehmung hat, die durch in radialer Richtung verlaufende
erste und zweite Wellenanlegekanten begrenzt ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bezüglich
des Auslösefingers ist eine achsseitige Begrenzungsfläche
der Ausnehmung durch ein Segment einer Zylindermantelfläche
gebildet.
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Ein
erfindungsgemäßer Auslösehebel für
einen Leitungsschutzschalter, der zwischen einer Verklinkungs- und
einer Entklinkungsstellung in dem Leitungsschutzschalter drehbar
lagerbar ist und der in seiner Drehachse eine Hohlwelle aufweist,
hat eine in den freien Innenraum der Hohlwelle ragenden Führungszapfen
mit einer ersten und einer zweiten, in radiale Richtung verlaufenden
Führungskante.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bezüglich
des Auslösehebels weist der Führungszapfen eine
trapezförmige Querschnittskontur auf.
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Anhand
der Zeichnungen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt ist, soll die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und
Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und
beschrieben werden.
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Es
zeigt
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1 die
Einsicht in eine Auslöseeinheit mit einer erfindungsgemäßen
Koppel vorrichtung,
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2 eine
vergrößerte Darstellung des erfindungsgemäßen
Auslösefingers, verbunden mit dem Kuppelhebel der Auslöseeinheit
und gekoppelt mit den Auslösehebeln dreier Leitungsschutzschalter,
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3 eine
Ansicht der Lage des Auslösefingers am Auslösehebel
in der Ruhelage, sowie
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4 eine
Ansicht der Lage des Auslösefingers am Auslösehebel
bei ausgelöstem Leitungsschutzschalter.
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Es
werde zunächst die
1 betrachtet.
Die Auslöseeinheit
1 hat ein Isolierstoffgehäuse
14,
welches als Schalengehäuse aus zwei Halbschalen zusammengesetzt
ist und in seiner Umfangskontur und seinen Abmessungen dem Isolierstoffgehäuse
eines selektiven Hauptleitungsschutzschalters entspricht, wie er
beispielsweise in der
DE
10 2008 117 472 A1 beschrieben ist. In der
1 ist
die obere Halbschale abgenommen, so dass das Innere der Auslöseeinheit
1 sichtbar
wird.
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Die
Auslöseeinheit 1 ist an einen selektiven Hauptleitungsschutzschalter
entweder rechts oder links anbaubar, vorzugsweise wird sie rechts
angebaut.
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Das
Isolierstoffgehäuse 14 hat eine Frontseite, Schmalseiten,
Breitseiten und eine Befestigungsseite. Bezüglich der Gestaltung
der Befestigungsseite und der dort vorgesehenen Baugruppen zur Befestigung
der Auslöseeinheit 1 auf Stromschienen in einem
Zählerkasten einer Installationsverteilung entspricht es
ebenfalls dem Gehäuse eines selektiven Hauptleitungsschutzschalters.
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Zwischen
einer Eingangsklemme 15 an einer Schmalseite und einer
Ausgangsklemme, von der in der 1 nur der
Klemmenbetätigungshebel 16 zu sehen ist, verläuft
ein dem Hauptstrompfad eines selektiven Hauptleitungsschutzschalters
nachempfundener Signalstrompfad, in dem ein Magnetsystem, auch Schlagankersystem 17 sich
befindet. Dieses umfasst einen Magnetkreis mit einer Spule, einem Kern,
einem beweglichen Anker und einem Stößel, letztgenannte
Komponenten sind in der 1 nicht dargestellt.
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Anstelle
des Kontakthebels eines selektiven Hauptleitungsschutzschalters
befindet sich in dem Gehäuse, längsverschieblich
um eine gehäusefesten Achse gelagert, eine Übertragungsbaugruppe 18.
Mit der Übertragungsbaugruppe 18 gekoppelt, be findet sich
in der Nähe der Frontseite ein drehbar gelagerter Kuppelhebel 3.
Dieser ist so angeordnet, dass er die Breitseite des Gehäuses
in etwa senkrecht durchdringt.
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Bei
einem Stromimpuls im Signalstrompfad trifft der Stössel
des Schlagankersystems 17 von unten auf die Übertragungsbaugruppe 18.
Die – hier nicht näher beschriebene – mechanische
Kopplung der Übertragungsbaugruppe mit dem Kuppelhebel bewirkt,
dass damit der Kuppelhebel 3 im Uhrzeigersinn gedreht wird
und einen oder mehrere angebauten Leitungsschutzschalter auslösen
kann, indem der Kuppelhebel 3 durch die Gehäusebreitseiten
hindurch über einen Auslösefinger 4 mit
dem oder den Auslösehebeln des oder der Leitungsschutzschalters gekoppelt
ist.
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Der
Kuppelhebel 3 ist ausgestaltet wie ein Auslösehebel
eines ankoppelbaren Leitungsschutzschalters. In der Darstellung
der 1 ist der Auslösefinger 4 in
Gestalt einer Welle in die zur Gehäusebreitseite weisende Öffnung
des Kuppelhebels 3 eingesteckt. Auf dem Auslösefinger
sind drei Auslösehebel 2, 2', 2'' aufgeschoben,
stellvertretend für einen Dreierblock von drei Leitungsschutzschaltern, der
mit der Auslöseeinheit 1 gekoppelt ist. 2 zeigt
eine vergrößerte Ansicht des Auslösefingers, der
in dem Kuppelhebel 3 steckt, mit den aufgeschobenen Auslösehebeln 2, 2', 2''.
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3 zeigt
im Querschnitt eine vergrößerte Ansicht eines
Auslösehebels 2 mit in seiner Hohlwelle eingeführtem
Auslösefinger 4. Der Auslösehebel 2 ist
ein Doppelarmhebel, der in seiner Einbaulage im Leitungsschutzschalter
mit einem ersten Arm mit einem Auslöseorgan in Verbindung
steht, und mit seinem zweiten Arm mit einem Schaltschloss zu dessen Entklinkung
zusammenwirkt. Beide Arme sind an einem Mittelteil angeformt, das
die Form eines Hohlzylinders aufweist. Der Innenraum 6 des
Hohlzylinders wird hier auch als Hohlwelle bezeichnet. An der Innenseite
des Innenraums 6 ist ein nach innen weisender Führungszapfen 7 angeformt.
Dieser hat eine Querschnittskontur etwa in der Form eines Trapezes mit
einer Höhe, welche kleiner ist als die Hälfte
des Innenradius des Hohlraums 6. Er ist von zwei radial ausgerichteten
Führungskanten 8 und 9 begrenzt. Wenn
man sich die Führungskanten 8 und 9 zum
Mittelpunkt 5 des Hohlzylinders verlängert denkt,
dann bilden diese beiden so gewonnenen Projektionen der Führungskanten
miteinander einen spritzen Winkel β, hier etwa 30°.
Andere Winkelbereiche sind selbstverständlich genauso möglich
und von der Erfindung mit umfasst.
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Der
Auslösefinger 4 hat die Gestalt einer Welle. Deren
Drehachse 5 ist deckungsgleich mit der Zentralachse des
Innenraumes 6 der Hohlwelle. Deren Außendurch messer
ist nur wenig kleiner wie der Innendurchmesser des Innenraums 6 des
Auslösehebels 2. Die Welle 4 trägt
eine segmentartige Ausnehmung 10, die sich im Beispiel
der 2 über einen Winkelbereich α von
etwa 90° erstreckt. Andere Winkelbereiche sind selbstverständlich
genauso möglich und von der Erfindung mit umfasst. Die
segmentartige Ausnehmung 10 ist radial von einer ersten und
zweiten Wellenanlegekante 11, 12 begrenzt, und nach
unten, zur Drehachse 5 der Welle hin, durch eine gebogene
Fläche, die einem Zylindermantelteilstück entspricht.
Insgesamt hat die Querschnittskontur der Ausnehmung 10 damit
die Erscheinungsform des Buchstaben W.
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In
der in der 3 gezeigten Lage liegt die Führungskante 8 des
Führungszapfens 7 an der Wellenanlegekante 11 in
der Ausnehmung 10 der Welle 4 an. Da der Winkel β kleiner
ist als der Winkel α, entsteht zwischen der anderen, im
Uhrzeigersinn gegenüberliegenden, Führungskante 9 und
der anderen Wellenanlegekante 12 ein Freiraum, dessen Winkel
der Differenz der Winkel α und β entspricht.
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Die
Position, wie sie in der 3 dargestellt ist, entspricht
der Ruheposition des Auslösehebels 2. Wenn die
Welle 4 im Uhrzeigersinn gedreht wird, etwa durch den Kuppelhebel
der Auslöseeinheit 1, dann nimmt sie an der Berührungsfläche
der Wellenanlegekante 11 mit der Führungskante 8 den
Auslösehebel ebenfalls im Uhrzeigersinn mit. Der Auslösehebel 2 wird
damit zwangsweise in seine Auslöseposition im Uhrzeigersinn
gedreht. Die Bewegung des Auslösehebels stoppt an der anderen
Wellenanlegekante 12. Der Winkelbereich α–β muss
ausreichen, damit der Auslösehebel in dem Leitungsschutzschalter,
in dem er eingebaut ist, eine Entklinkung des Schaltschlosses herbeiführen
kann. Durch Wahl der entsprechenden Winkelverhältnisse
und damit Wegstrecken lässt sich die erfindungsgemäße
Koppelvorrichtung leicht an unterschiedliche Auslösemechanismen
anpassen.
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Alle
mit der Welle 4 gekoppelten Auslösehebel, also
alle Auslösehebel, durch deren Innenraum die Welle 4 durchgesteckt
ist, werden gemeinsam ausgelöst.
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Beim
Durchstecken der Welle 4 durch den Auslösehebel
kann es nicht zu einer Verdrehung oder Fehlmontage kommen, denn
der eine Führungszapfen 7 läßt
sich in nur einer Position über die nur eine Ausnehmung 10 schieben.
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Wenn
die Welle 4 feststeht, kann sich dennoch der Auslösehebel 2 um
die Welle 4 drehen, wegen des Freiraums zwischen der Führungskante 9 und
der Wellenanlegekante 12. Dies ist deshalb wichtig, da
die Auslösung eines einzelnen Leitungsschutzschalters auch
möglich sein muss, wenn die Welle 4 sich in ihrer
Ruheposition befin det. 4 zeigt diesen Zustand. Die
Welle 4 hat noch dieselbe Lage wie die in 3,
aber der Auslösehebel 2 ist im Uhrzeigersinn verschwenkt
worden. Dies geschah etwa dadurch, dass in dem Leitungsschutzschalter, in
den der Auslösehebel 2 eingebaut ist, ein Kurzschlussstrom
erkannt wurde und daraufhin der Auslösemechanismus des
Leitungsschutzschalters den Auslösehebel 2 in
seine Auslöseposition verschwenkt. 2 zeigt
den Zustand, in dem die Auslösehebel 2' und 2'' in
ihrer Ruheposition sich befinden, und nur der Auslösehebel 2 in
seine Auslöseposition verschwenkt wurde.
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Zur
Kopplung der Welle 4 mit dem Kuppelelement 3 wird
die Welle 4 einfach in den Innenraum des Kuppelelements 3 eingesteckt.
Das Kuppelelement 3 ist ansonsten genauso gestaltet wie
ein Auslösehebel. Allerdings ist der Führungszapfen
des Kuppelelements 3 so bemessen, dass kein Freiraum zwischen
diesem und den Wellenanlegekanten der Welle 4 entsteht,
so dass die Welle 4 gewissermaßen fest in dem
Kuppelelement 3 sitzt. Es ist ein weiterer Vorteil der
Erfindung, dass für die Kopplung der Welle 4 an
das Kuppelelement 3 keine weiteren Vorkehrungen an der
Welle 4 selbst getroffen werden müssen, diese
kann als einfaches Spritzteil mit einer einheitlichen axial orientierten
Ausnehmung 10 an ihrer Umfangsseite hergestellt werden.
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- 1
- Auslöseeinheit
- 2
- Auslösehebel
- 2'
- Auslösehebel
- 2''
- Auslösehebel
- 3
- Kuppelhebel
- 4
- Auslösefinger
- 5
- Drehachse
- 6
- Innenraum
- 7
- Führungszapfen
- 8
- Führungskante
- 9
- Führungskante
- 10
- Ausnehmung
- 11
- Wellenanlegekante
- 12
- Wellenanlegekante
- 13
- Segment
- 14
- Gehäuse
- 15
- Eingangsklemme
- 16
- Klemmenbetätigungshebel
- 17
- Schlagankersystem
- 18
- Übertragungsbaugruppe
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006055322
A1 [0005]
- - DE 102008117472 A1 [0027]