DE10238533B4

DE10238533B4 - Schaltkreisunterbrecher

Info

Publication number: DE10238533B4
Application number: DE2002138533
Authority: DE
Inventors: Taizo Saito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2022-08-23
Also published as: DE10238533A1; JP2003151424A; JP4110769B2; CN1402289A; CN1238880C; FR2828955B1; FR2828955A1

Abstract

Ein Schaltkreisunterbrecher, umfassend:
Schaltkontakte (43, 44), die einen durch einen Lastpfad fließenden Strom ein- und ausschalten können;
einen Betätigungsgriff (45), der die Schaltkontakte betätigt; und
eine Unterspannungsauslösevorrichtung (1), die einen Betätigungsmechanismus besitzt, der mit einer Auslösestange (40) des Schaltkreisunterbrechers in Eingriff tritt, falls die Spannung in dem Lastpfad kleiner oder gleich einer vorgeschriebenen Spannung ist, und einen Auslösevorgang ausführt und die Schaltkontakte in einen Aus-Zustand versetzt, und der mit dem Betätigungsgriff in Eingriff tritt, wenn ein Rückstellvorgang des Betätigungsgriffes stattgefunden hat und wobei der Betätigungsmechanismus als ein Resultat des Rückstellvorgangs des Betätigungsgriffs zurückgestellt wird; und
wobei die Unterspannungsauslösevorrichtung umfasst:
einen Elektromagneten;
einen Kolben (225), der durch den Elektromagneten angezogen wird, falls die Spannung des Lastpfades mindestens der vorgeschriebenen Spannung entspricht;
eine Kolbenfeder (227), die den Kolben derart vorspannt, dass er sich in Richtung entgegengesetzt zur Anziehungsrichtung bewegt, falls die Spannung des Lastpfades kleiner...

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft einen Schaltkreisunterbrecher zum Ein- und Ausschalten eines entlang einem Lastpfad fließenden Stroms. Insbesondere betrifft sie einen Schaltkreisunterbrecher, der mit einer Unterspannungsauslösevorrichtung ausgestattet ist, die den Schaltkreisunterbrecher in einen Aus-Zustand schaltet, wenn eine an den Lastpfad angelegte Spannung unter eine vorgeschriebene Spannung fällt.

2. Beschreibung des Standes der Technik

17 ist eine Seitenquerschnittsansicht einer Unterspannungsauslösevorrichtung 20 für einen herkömmlichen Schaltkreisunterbrecher, wie er in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 10-255639 offenbart ist. 18 ist eine schematische Seitenansicht eines Schaltkreisunterbrechers 100, der mit der Unterspannungsauslösevorrichtung 20 der 17 ausgestattet ist, in einem Zustand, in dem der Schaltkreisunterbrecher eingeschaltet ist und mindestens eine vorgeschriebene Spannung an einer Spule eines Elektromagneten der Unterspannungsauslösevorrichtung 20 angelegt ist. 19 ist eine schematische Seitenansicht des Schaltkreisunterbrechers 100 der 18, wenn die auf die Spule des Elektromagneten angelegte Spannung unter die vorgeschriebene Spannung gefallen ist. 20 ist eine schematische Seitenansicht des Schaltkreisunterbrechers 100 der 18 in einem Aus-Zustand.

Wie in diesen Figuren gezeigt, umfasst die Unterspannungsauslösevorrichtung 200 einen Elektromagneten 21, der eine Spule 21a, einen Amboss 21b, ein Joch 21c, eine Kolbenführung 21d und einen Spulenträger 21e aufweist. Ein in der Mitte des Elektromagneten 21 untergebrachter und dem Amboss 21b gegenüberliegender Kolben 22 kann sich zur linken und rechten Seite in den Figuren bewegen. Der Kolben 22 ist zur linken Seite in 17 durch eine Kolbenfeder 23 gegen die Anziehungskraft, die von dem Elektromagneten 21 ausgeübt wird, vorgespannt. Die linke Seite der Kolbenfeder 23 wird gegen einen Federhalter 24 gedrückt, der an dem Kolben 22 angebracht und zusammen mit diesem unter der Vorspannkraft der Kolbenfeder 23 sich bewegt. Ein Aktuator 25 ist an dem Kolben 22 angebracht und weist eine Spitze auf, die gegen eine Auslösestange 40 (gezeigt in 18) des Schaltkreisunterbrechers 100 gedrückt werden kann.

Ein Rahmen 26 ist integral mit dem Joch 21c ausgebildet. Ein Rückstellhebel 27 umfasst einen Arm 27a, der mit dem Federhalter 24 in Eingriff treten kann, um den Kolben 22 zur rechten Seite in den Figuren in eine Rückstellposition zu bewegen, und ein Bein 27b, welches mit einer Stufe 42a einer Querstange 42 in Eingriff treten kann, die sich mit den Schaltkontakten 41 des Schaltkreisunterbrechers 100 zusammen bewegt. Der Rückstellhebel 27 ist drehbar auf einem Hebelstift 28 befestigt, der an dem Rahmen 26 angebracht ist.

Der Rückstellhebel 27 ist im Uhrzeigersinn in den Figuren über eine Hebelfeder 29 vorgespannt, die eine größere Vorspannkraft als die Kolbenfeder 23 besitzt. Die Hebelfeder 29 spannt den Rückstellhebel 27 vor, um den Kolben 22 in seine Rückstellposition hin zu drängen, in der der Kolben 22 den Amboss 21b kontaktiert. Die Schaltkontakte 41 umfassen einen beweglichen Kontakt 43 und einen stationären bzw. festen Kontakt 44, die das Herstellen und Unterbrechen des in einem nichtdargestellten Lastpfad strömenden Stroms als Antwort auf die Drehung der Querstange 42 ausführen.

Die in den 17 bis 20 gezeigte Unterspannungsauslösevorrichtung 20 des Schaltkreisunterbrechers 100 arbeitet auf die folgende Art und Weise. Befindet sich der Schaltkreisunterbrecher 100 in einem in 18 gezeigten Ein-Zustand, so kontaktiert der bewegliche Kontakt 43 den stationären Kontakt 44, so dass der nichtdargestellte Lastpfad durch den Schaltkreisunterbrecher 100 geschlossen wird, und die Spannung des Lastpfades (unten wird diese Spannung als die Messspannung bezeichnet) wird an die Spule 21a des Elektromagneten 21 angelegt. Als Folge des magnetischen Flusses in dem magnetischen Pfad, der durch das Joch 21c und die Kolbenführung 21d gebildet wird, wird der Kolben 22 durch die magnetische Kraft in Richtung des Pfeils R in 18 gezogen.

Überschreitet die Messspannung eine vorgeschriebene Spannung, so wird die Anziehungskraft, die den Kolben 22 hin zum Amboss 21b zieht, größer als die Vorspannkraft der Kolbenfeder 23, und der Kolben 22 wird zum Amboss 21b hin gezogen. Kontaktiert der Kolben 22 den Amboss 21b, so gibt es keinen Kontakt zwischen dem Aktuator 25, der an dem Kolben 22 angebracht ist, und der Auslösestange 40, und der Schaltkreisunterbrecher 100 wird nicht ausgelöst und wird in dem in 18 gezeigten Ein-Zustand gehalten.

Befindet sich der Schaltkreisunterbrecher in diesem Einzustand, so tritt die Stufe 42a der Querstange 42 mit dem Bein 27b des Rückstellhebels 27 in Eingriff. Dieser Eingriff hält den Rückstellhebel 27 in der in 18 gezeigten Position gegen die Drehvorspannkraft in Richtung des Pfeils S, die durch die Hebelfeder 29 ausgeübt wird.

In dem in 18 gezeigten Zustand wird der Abstand zwischen dem Arm 27a des Rückstellhebels 27 und des Federhalters 24 derart aufrechterhalten, so dass, wenn der Kolben 22 sich von dem Amboss 21 trennt und der Aktuator 25 sich in entgegengesetzter Richtung des Pfeils R bewegt, die Spitze des Aktuators 25 die Auslösestange 40 drehen kann, um einen nichtdargestellten Betriebsmechanismus des Schaltkreisunterbrechers 100 auszuführen, und um den Auslösevorgang des Schaltkreisunterbrechers 100 durchzuführen.

Bezugnehmend auf die 19 und 20 wird als nächstes der Auslösevorgang des Schaltkreisunterbrechers 100 für den Fall erklärt, bei dem sich der Schaltkreisunterbrecher 100 in einem Ein-Zustand befindet und die an der Spule 21a des Elektromagneten 21 der Unterspannungsauslösevorrichtung 20 angelegte Messspannung unter die vorgeschriebene Spannung fällt.

Fällt die Messspannung unter die vorgeschriebene Spannung, nimmt die durch den Elektromagneten 21 ausgeübte magnetische Kraft ab, und die Anziehungskraft, die den Kolben 22 hin zum Amboss 21 zieht, wird abgeschwächt. Ist die Anziehungskraft kleiner als die Vorspannkraft der Kolbenfeder 23, so trennt sich der Kolben 22 von dem Amboss 21, und der Aktuator 25 bewegt sich in Richtung des Pfeils O in 19 aufgrund der Vorspannkraft der Kolbenfeder 23. Der Aktuator 25 dreht die Auslösestange 40 in Richtung des Pfeils T von der Position, die durch die gepunkteten Linien angezeigt ist, in die Position, die durch die durchgezogenen Linien angezeigt ist, und der nichtdargestellte Betriebsmechanismus des Schaltkreisunterbrechers 100 wird durch die Auslösestange 40 durchgeführt, um den Auslösevorgang auszuführen.

Führt der Betriebsmechanismus des Schaltkreisunterbrechers 100 den Auslösevorgang durch, so wird die Querstange 42 von der Ein-Position in Richtung des Pfeils V1 in 19 gedreht, und im Zusammenhang damit trennt sich der bewegliche Kontakt 43 von dem festen Kontakt 44, und der Stromfluss in dem Lastpfad wird unterbrochen. Wenn sich die Querstange 42 in Richtung des Pfeils V1 dreht, wird der Eingriff zwischen einem Bein 27b des Rückstellhebels 27 und der Stufe 42a der Querstange 42 aufgehoben, und der Rückstellhebel 27 dreht sich in Richtung des Pfeils W1 in 20, während er durch den Hebelstift 28 unterstützt wird, und während der Eingriffsarm 27a gegen den Federhalter 24 drückt, bewegen sich der Kolben 22 und der Aktuator 25 in Richtung des Pfeils X in 20 in die Position, in der der Kolben 20 den Amboss 21 kontaktiert.

Um den in 20 gezeigten Schaltkreisunterbrecher 100 in einen Ein-Zustand zu versetzen, nachdem ein Rückstellvorgang eines nichtdargestellten Betätigungsgriffes zuvor durchgeführt worden ist, und falls der Vorgang von dem Aus-Zustand in den Ein-Zustand in dem Fall durchgeführt wird, bei dem die an die Spule 21a des Elektromagneten 21 angelegte Messspannung eine vorbestimmte Spannung überschreitet, wird ein Zustand aufrechterhalten, in dem der Kolben 22 gegen den Amboss 21b gezogen wird, und der Aktuator 25 nicht auf die Auslösestange 40 wirkt, so dass der Vorgang des in 18 gezeigten Ein-Zustandes ausgeführt werden kann.

Ist die Messspannung geringer als die vorgeschriebene Spannung, nachdem der Rückstellvorgang des Betätigungsgriffes ausgeführt worden ist, und wenn ein Aus-Zustand in einen Ein-Zustand verändert wird, so dreht sich die Querstange 42 in Richtung des Pfeils V2 in 20, und der Rückstellhebel 27 dreht sich in Richtung des Pfeils W2 um den Hebelstift 28.

Zu diesem Zeitpunkt ist die Messspannung geringer als die vorgeschriebene Spannung, und so nimmt die von dem Elektromagneten 21 ausgeübte Magnetkraft ab, und die Anziehungskraft, die den Kolben 22 gegen den Amboss 21b zieht, wird kleiner. Aufgrund der Vorspannkraft der Kolbenfeder 23 wird deshalb der Kolben 22 von dem Amboss 21b getrennt, und der Aktuator 25 dreht die Auslösestange 40 in Richtung des Pfeils T, und der nichtdargestellte Betätigungsmechanismus des Schaltkreisunterbrechers 100 führt den Auslösevorgang durch, so dass der Schaltkreisunterbrecher 100 in den in 20 gezeigten Aus-Zustand zurückkehrt.

Während dieses Vorgangs wird das Zurückstellen des Rückstellhebels 27 durch die Form der Eingriffsabschnitte der Stufe 42a der Querstange 42 und des Armes 27a des Rückstellhebels 27 gesteuert, und wenn der Spalt zwischen dem Arm 27a des Rückstellhebels 27 und des Federhalters 24 nicht mit Gewissheit zu dem in 19 gezeigten Spalt zurückkehrt, so dass die Spitze des Aktuators die Auslösestange 40 drehen kann, oder in Fällen, bei denen die Zeit bzw. Geschwindigkeit ("timing"), mit der der Rückstellhebel 27 zurückkehrt, langsam ist, oder wenn der Betrieb des nichtdargestellten Betätigungsmechanismus schneller ist als das Rückstellen des Rückstellhebels 27, so tritt ein Phänomen auf, bei dem die Unterspannungsauslösevorrichtung 20 instantan nach dem Kontakt zwischen dem beweglichen Kontakt 43 und dem festen Kontakt 44 zu arbeiten anfängt, und aufgrund dieses Kontaktes zwischen dem beweglichen Kontakt 43 und dem festen Kontakt 44 tritt ein Lichtbogen zwischen diesen auf, was zum Verschließ der Kontakte 43 und 44 führt.

US-Patent Nr. 5,093,643 beschreibt einen Unterspannungsauslöser mit Schaltkontakten, einem Handgriff und einer Unterspannungsauslösevorrichtung. Die Unterspannungsauslösevorrichtung betätigt einen Auslösemechanismus des Unterspannungsauslösers mittels einer Stange, wenn die Spannung zu weit abfällt. Der Auslösemechanismus wird durch eine Betätigung des Handgriffs zurückgestellt.

EP-A-1 005 060, EP-A-0 813 219 und US-Patent Nr. 4,801,907 zeigen weitere Schaltkreisunterbrecher mit Unterspannungsauslösevorrichtungen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Schaltkreisunterbrecher bereitzustellen, bei dem ein Rückstellvorgang sanft durchgeführt werden kann. Insbesondere wird ein Schaltkreisunterbrecher bereitgestellt, bei dem, falls eine Messspannung geringer als eine vorgeschriebene Spannung ist, nachdem ein Rückstellvorgang durch einen Betätigungsgriff des Schaltkreisunterbrechers durchgeführt worden ist, und wenn der Vorgang in einen Ein-Zustand stattfindet, eine Unterspannungsauslösevorrichtung mit Gewissheit rückgestellt wird, und die Unterspannungsauslösevorrichtung vor Einschalten der Schaltkontakte betrieben wird, wodurch die Schaltkontakte nicht durch Lichtbögen verschlissen werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf optionale und bevorzugte Merkmale gerichtet. Ein Schaltkreisunterbrecher umfasst Schaltkontakte, die das Ein- und Ausschalten eines durch einen Lastpfad fließenden Stroms ausführen, einen Betätigungsgriff, der die Schaltkontakte und eine Unterspannungsauslösevorrichtung öffnet und schließt. Die Unterspannungsauslösevorrichtung weist einen Betätigungsmechanismus auf, der mit einer Auslösestange des Schaltkreisunterbrechers in Eingriff tritt, wenn die Spannung in dem Lastpfad geringer oder gleich ist einer vorgeschriebenen Spannung und einen Auslösevorgang durchführt und die Schaltkontakte in einen Aus-Zustand versetzt, und der mit dem Betätigungsgriff in Eingriff tritt, wenn der Rückstellvorgang des Betätigungsgriffes stattgefunden hat und den Betätigungsmechanismus zurückstellt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1a ist eine Draufsicht und 1b ist eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Unterspannungsauslösevorrichtung für einen Schaltkreisunterbrecher gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Draufsicht der Ausführungsform der 1, wobei eine Abdeckung der Unterspannungsauslösevorrichtung entfernt ist.
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 der 1a.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Betätigungsmechanismus der Unterspannungsauslösevorrichtung der 3.
5 ist eine Draufsicht eines Abschnittes eines Schaltkreisunterbrechers, der die Unterspannungsauslösevorrichtung der 3 verwendet, und die den Zustand zeigt, in dem der Schaltkreisunterbrecher eingeschaltet ist, und in dem eine Spannung, die eine vorgeschriebene Spannung überschreitet, an die Spule eines Elektromagneten des Betätigungsmechanismus angelegt ist.
6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 der 5.
7 ist eine Draufsicht ähnlich der 5, die aber den Zustand zeigt, in dem die Messspannung, die an die Spule des Elektromagneten des Schaltkreisunterbrechers angelegt ist, unterhalb der vorgeschriebenen Spannung gefallen ist.
8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8-8 der 7.
9 ist eine Draufsicht ähnlich der 5, die aber einen Aus-Zustand nach dem Auslösevorgang des Schaltkreisunterbrechers der 7 zeigt.
10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10-10 der 9.
11 ist eine Draufsicht ähnlich der 5, die aber einen Zustand zeigt, in dem der Schaltkreisunterbrecher der 9 zurückgestellt worden ist.
12 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 12-12 der 11.
13 ist eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform einer Unterspannungsauslösevorrichtung für einen Schaltkreisunterbrecher gemäß der vorliegenden Erfindung.
14 ist eine perspektivische Explosionsansicht des elektromagnetischen Abschnittes der Unterspannungsauslösevorrichtung der 13.
15 ist eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform einer Unterspannungsauslösevorrichtung für einen Schaltkreisunterbrecher gemäß der vorliegenden Erfindung.
16 ist eine perspektivische Explosionsansicht des elektromagnetischen Abschnittes der Ausführungsform der 15.
17 ist eine geschnittene Seitenansicht einer herkömmlichen Unterspannungsauslösevorrichtung für einen Schaltkreisunterbrecher.
18 ist eine schematische Seitenansicht von Abschnitten eines Schaltkreisunterbrechers, die die Unterspannungsauslösevorrichtung der 17 verwenden, und die den Zustand zeigt, in dem der Schaltkreisunterbrecher eingeschaltet ist, und in dem eine Messspannung, die eine vorgeschriebene Spannung überschreitet, an die Spule des Elektromagneten der Unterspannungsauslösevorrichtung angelegt ist.
19 ist eine geschnittene Seitenansicht ähnlich der 18, die den Zustand zeigt, in dem die Messspannung, die an die Spule des Elektromagneten der 18 angelegt ist, unter eine vorgeschriebene Spannung gefallen ist.
20 ist eine geschnittene Seitenansicht ähnlich der 19, die den Schaltkreisunterbrecher in einem Aus-Zustand zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Eine Anzahl von bevorzugten Ausführungsformen einer Unterspannungsauslösevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und eines Schaltkreisunterbrechers, der die Unterspannungsauslösevorrichtung verwendet, werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. 1 bis 12 stellen eine erste Ausführungsform dar. In diesen Figuren ist die 1a eine Draufsicht, und die 1b ist eine Seitenansicht einer Unterspannungsauslösevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine Draufsicht der Unterspannungsauslösevorrichtung der 1, wobei eine Abdeckung der Unterspannungsauslösevorrichtung entfernt worden ist, 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 der 1a, und 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Betätigungsmechanismus der Unterspannungsauslösevorrichtung der 1.
Wie in diesen Figuren gezeigt, umfasst eine Unterspannungsauslösevorrichtung 1 einen Betätigungsmechanismus 200, der mit einer Auslösestange 40 (gezeigt in 6) eines Schaltkreisunterbrechers 400 in Eingriff tritt und einen Auslösevorgang ausführt, um die Schaltkontakte in einem Aus-Zustand zu bewegen, wenn die Spannung (unten als Messspannung bezeichnet) in einem nicht dargestellten Lastweg, mit dem der Schaltkreisunterbrecher 400 verbunden ist, geringer oder gleich einer vorgeschriebenen Spannung ist. Die Unterspannungsauslösevorrichtung 1 umfasst ebenso eine Basis 2, die den Betätigungsmechanismus 200 und eine Abdeckung 3 unterbringen.
Der Betätigungsmechanismus 200 umfasst einen Rahmen 210, auf dem verschiedene, unten beschriebene Teile befestigt sind, einen elektromagnetischen Abschnitt 220, an den die Messspannung angelegt wird, und der an der Unterseite des Rahmens 210 angebracht ist. Ein Arretierhebelschaft 230 ist auf dem Rahmen 210 angebracht, und ein drehbarer Arretierhebel 240 ist drehbar auf dem Arretierhebelschaft 230 angebracht. Eine Arretierfeder 250, die z.B. eine Drehfeder aufweist, passt auf den Arretierhebelschaft 230 zusammen mit dem Arretierhebel 240 und spannt den Arretierhebel 240 vor, um ihn im Uhrzeigersinn in 4 zu drehen. Ein Aktuator 260, der zum Zeitpunkt des Auslösevorgangs nach links und nach rechts in den 1 bis 4 gleitet, kann mit einer Auslösestange 40 (gezeigt in 6) in Eingriff treten, um den Auslösevorgang des Schaltkreisunterbrechers 400 auszuführen. Der Aktuator 260 wird durch den Arretierhebel 240 zum Zeitpunkt des Rückstellvorgangs gehalten. Ein Arretierstift 270, der an dem Aktuator 260 angebracht ist, weist zwei Enden auf, von denen beide in einen Schlitz 211 in dem Rahmen 210 eingeführt werden, um ihn nach links und nach rechts in den 1 bis 4 gleiten lassen zu können. Eine Arretierrolle 280 ist drehbar auf dem Arretierstift 270 gelagert. Jede der beiden Auslösefedern 290 haben ein Ende im Eingriff mit einem Federeingriffsabschnitt 212 (gezeigt in 4) des Rahmens 210, und ein anderes Ende im Eingriff mit einem Federeingriffsabschnitt 262 des Aktuators 260, und spannen den Aktuator 260 nach rechts in den 1 bis 4 vor. Ein Rückstellhebel 300, der benachbart der Arretierrolle 280 angeordnet ist, ist drehbar auf dem Arretierstift 270 befestigt. Eine Rückstellplatte 310 befindet sich auf der oberen Oberfläche des Aktuators 260 und kann mit einem Betätigungsgriff 45 (gezeigt in 5) in Eingriff treten, und kann nach links und rechts in den 1 bis 4 gleiten. Jede der beiden Rückstellfedern 320 haben ein Ende mit einem Federeingriffsabschnitt 212 des Rahmens 210 im Eingriff, und ein anderes Ende mit einem oder zwei Federeingriffsabschnitten 312 der Rückstellplatte 310 im Eingriff, und spannen die Rückstellplatte 310 nach rechts in den 1 bis 4 vor.
Der Rahmen 210 weist einen U-förmigen seitlichen Querschnitt auf. Er ist ausgestattet mit zwei Schlitzen 211, in denen die Griffeingriffsabschnitte 313 der Rückstellplatte 310 gleiten können und die symmetrisch an der linken und rechten Seite, bei Betrachtung des U-förmigen Querschnittes von vorne oder von hinten, angeordnet sind, mit den beiden Federeingriffsabschnitten 212, die sich mit einem Ende einer jeden Auslösefeder 290 und einem Ende einer jeden Rückstellfeder 320 im Eingriff befinden, mit den beiden länglichen Schlitzen 213, in denen der Arretierstift 270 gleiten kann, und mit einer Kolbenführung 214, in der der äußere Umfang eines Kolbens 225 gleitbar gehalten wird, wie dies in 3 zu sehen ist.
Der elektromagnetische Abschnitt 220 umfasst einen Elektromagneten 220a, der eine Spule 222, an die die Messspannung angelegt wird, einen Spulenträger 222, um die die Spule 221 gewickelt ist, und einen Amboss 123 und ein Joch 224, die den von der Spule 221 erzeugten magnetischen Fluss führen, aufweist. Der elektromagnetische Abschnitt 220 umfasst ferner den Kolben 225, der dem Amboss 223 gegenübersteht, und der in die Kolbenführung 214 eingeführt ist und zum Amboss 223 gezogen wird, wenn die Spule 221 leitet, ein Einstellelement 226, das ein männliches Gewinde 226a auf ihrem äußeren Umfang aufweist, das in ein weibliches Gewinde 223a in der Mitte des Ambosses 223 eingeschraubt wird, und eine Kolbenfeder 227, die über das Einstellelement 226 passt und den Kolben 225 in die Richtung vorspannt, um so von der Anziehung des Ambosses 223 (nach oben in 3) freigegeben zu werden, und die bestimmt, ob die Spannung in dem Lastpfad gleich einer vorgeschriebenen Spannung ist.
Der Arretierhebel 240 weist ein Schaftaufnahmeloch 241 auf, welches um den Arretierhebelschaft 230 passt, einen Lagerabschnitt 242, der die obere Oberfläche 225a des Kolbens 225 berührt, und einen Rolleneingriffsabschnitt 243, der mit dem äußeren Umfangsabschnitt 281 der Arretierrolle 280 in Eingriff tritt.
Die äußere Umfangsoberfläche des Arretierhebels 240 oder des Lagerabschnittes 242 kann mit einem Schmiermaterial, wie z.B. Molybdändisulfid, beschichtet sein, um die Gleiteigenschaften zu verbessern und ihren Verschleißwiderstand aufgrund des Gleitens zu erhöhen, wenn ein Kontakt mit der oberen Oberfläche 225a des Kolbens 225 besteht.
Der Aktuator 260 kann auf erwünschte Weise ausgebildet sein. Zum Beispiel kann es zweckdienlich sein, ihn als ein Gussteil aus Kunstharz herzustellen. Er ist mit einem Endabschnitt 261, der auf eine Auslösestange 40 (gezeigt in 6) während des Auslösevorgangs drückt, mit einem spitz zulaufenden Abschnitt 261a, der an dem unteren Abschnitt des Endabschnittes 261 gebildet ist, mit zwei Federeingriffsabschnitten 262, von denen jeder mit einem Ende der Auslösefedern 290 im Eingriff ist, und mit einem Arretierstifthalteabschnitt 263, der den Arretierstift 270 hält, ausgestattet.
Die zylindrisch ausgebildete Arretierrolle 280 ist drehbar auf dem Arretierstift 270 befestigt. Ihre äußere Umfangsoberfläche 281 ist glatt, um so auf einfache Weise mit dem Rolleneingriffsabschnitt 243 des Arretierhebels 240 in Eingriff zu treten.
Der Rückstellhebel 300 ist mit einem Kontaktabschnitt 301, den der Kolben 225 gleitbar kontaktieren kann, und einem Kontaktabschnitt 302, der einen Druckabschnitt 311 der Rückstellplatte 310 zum Zeitpunkt des Betätigens des Betätigungsgriffes 45 kontaktiert, ausgestattet. Die äußere Umfangsoberfläche des Rückstellhebels 300 oder des Kontaktabschnittes 301 kann mit einem Schmiermaterial, wie z.B. Molybdändisulfid, beschichtet sein, um die Gleiteigenschaften zu verbessern und um den Verschleißwiderstand aufgrund des Gleitens beim Kontaktieren der oberen Oberfläche 225a des Kolbens 225 zu verbessern.
Die Rückstellplatte 310 umfasst ungefähr in ihrem mittleren Bereich den Druckabschnitt 311, die beiden Federeingriffsabschnitte 312, von denen jeder mit einem Ende der Rückstellfedern 320 im Eingriff ist, und zwei Eingriffsabschnitte 313, von denen einer mit einem Eingriffsvorspung 45a (gezeigt in 5) des Betätigungsgriffes 45 während des Zurückstellens im Eingriff ist.
Die Griffeingriffsabschnitte 313 sind symmetrisch nach links und rechts, betrachtet von einem der Enden der Rückstellplatte 310, der Rückstellplatte 310 angeordnet, so dass die Unterspannungsauslösevorrichtung 1 auf beiden Seiten des Betätigungsgriffes 45 angebracht werden kann, und die Unterspannungsauslösevorrichtung kann auf verschiedene Arten von Schaltkreisunterbrechern angewendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform kann der Arretierhebel 240 und der Rückstellhebel 300 mit einem Schmiermaterial beschichtet sein, aber andere Abschnitte können ebenso mit einem Schmiermaterial beschichtet sein, wie z.B. die Eingriffsabschnitte oder der gesamte Rahmen 210, in dem die Schlitze 213 vorgesehen sind zum Gleiten des Arretierstiftes 270 und der Arretierrolle 280, die drehbar auf dem Arretierstift 270 angebracht ist.
Die Auslösefedern 290 und die Rückstellfedern 320 sind parallel zueinander in Gleitrichtung des Aktuators 260 und der Rückstellplatte 310 angeordnet. Durch das parallele Anordnen dieser kann das Kippen unterdrückt werden, wenn der Aktuator 260 und die Rückstellplatte 310 gleiten, und der Gleitvorgang ist so reibungsarm.
Die 5 und 6 stellen schematisch Abschnitte einer Ausführungsform eines Schaltkreisunterbrechers 400 gemäß der vorliegenden Erfindung dar, der die Unterspannungsauslösevorrichtng 1 der 1 bis 4 verwendet. 5 ist eine schematische Draufsicht des Schaltkreisunterbrechers 400, die den Zustand zeigt, in dem der Schaltkreisunterbrecher 400 eingeschaltet ist, und in dem eine Spannung, die eine vorgeschriebene Spannung überschreitet, an die Spule 221 des elektromagnetischen Abschnittes 220 der Unterspannungsauslösevorrichtung 1 angelegt wird, und 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6-6 der 5.
Wie in diesen Figuren gezeigt, umfasst der Schaltkreisunterbrecher 400 ein Gehäuse 401, das die Unterspannungsauslösevorrichtung 1 unterbringt. Eine Auslösestange 40, die einen nicht dargestellten Schaltmechanismus betätigt, ist auf einem Auslösestangenschaft 40a befestigt, der die Auslösestange 40 zur Drehung um die Achse des Auslösestangenschaftes 40a trägt. Ein Paar von Schaltkontakten 41 umfassen einen beweglichen Kontakt 43 und einen festen Kontakt 44. Der bewegliche Kontakt 43 ist gegenüberliegend dem festen Kontakt 44 angeordnet und kann derart bewegt werden, dass er in und aus dem Kontakt mit dem festen Kontakt 44 tritt.
Der bewegliche Kontakt 43 ist auf einer Querstange 42 angebracht, die sich drehen kann, um den beweglichen Kontakt 43 in und aus dem Kontakt mit dem festen Kontakt 44 zu bringen. Die Querstange 42 kann manuell durch den Betätigungsgriff 45 über den nichtdargestellten Schaltmechanismus gedreht werden. Der Betätigungsgriff 45 weist einen Eingriffsvorsprung 45a auf, der mit einem Ende der Eingriffsabschnitte 313 der Rückstellplatte 310 während des Rückstellvorgangs in Eingriff treten kann.
Als nächstes wird der Betrieb der Unterspannungsauslösevorrichtung 1 mit Bezug auf die 2 bis 6 für den Zustand beschrieben, in dem der Schaltkreisunterbrecher 400 eingeschaltet ist, und eine Messspannung von mindestens einer vorgeschriebenen Spannung an die Spule 221 des elektromagnetischen Abschnittes 220 angelegt ist.
Wenn sich der Schaltkreisunterbrecher 400 in einem Ein-Zustand befindet, d.h. wenn der bewegliche Kontakt 343 des Schaltkreisunterbrechers 400 in Kontakt mit dem festen Kontakt 44 ist, und falls eine eine vorgeschriebene Spannung überschreitende Messspannung an die Spule 221 des elektromagnetischen Abschnittes 220 angelegt ist, wird der Kolben 225 in Richtung des Pfeils F zur Mitte der 6 durch die Magnetkraft gezogen, die durch den magnetischen Fluss in dem magnetischen Pfad erzeugt wird, der durch das Joch 224, den Amboss 223, den Kolben 225 und die Kolbenführung 214 gebildet wird.
Falls die Messspannung zumindest gleich der vorgeschriebenen Spannung ist, kann eine Einstellung durchgeführt werden, indem das Einstellelement 226 in Richtung des Pfeils F (gezeigt in dem unteren Abschnitt der 4) gedreht wird, so dass die Anziehungskraft, die den Kolben 225 zum Amboss 223 hin zieht, größer als die Kraft ist, die die Kolbenfeder 227 in eine Richtung entgegengesetzt zum Pfeil F vorspannt.
Der Arretierhebel 240 ist in Richtung des Pfeils H in 6 durch die Vorspannkraft der Arretierfeder 250 vorgespannt, die auf dem Arretierhebel 230 befestigt ist. Der Rolleneingriffsabschnitt 243 des Arretierhebels 240 (siehe 4) tritt mit dem äußeren Umfangsabschnitt 281 der Arretierrolle 280 in Eingriff, die drehbar durch den Arretierstift 270 gehalten wird, der von dem Aktuator 260 gehalten wird. Und der Aktuator 260 ist in einem Zustand arretiert, in dem er in Richtung des Pfeils I in 6 gegen die Vorspannkraft der Auslösefedern 290 gezogen wird. In diesem Zustand befindet sich der Aktuator 260 in einer Position, in der er nicht in Kontakt mit der Auslösestange 40 ist, so dass der Schaltkreisunterbrecher 400 in einem Ein-Zustand gehalten wird, in dem der Auslösevorgang nicht stattfindet.
Als nächstes wird mit Bezug auf die 7 bis 9 der Betrieb für den Fall erklärt, in dem der Schaltkreisunterbrecher 400 sich in einem Ein-Zustand befindet, und die Messspannung, die an die Spule 221 des elektromagnetischen Abschnitts 220 angelegt ist, auf oder unter die vorgeschriebene Spannung fällt.
7 ist eine Draufsicht ähnlich der 5, die aber den Zustand zeigt, in dem die Messspannung, die an die Spule des Elektromagneten des Schaltkreisunterbrechers angelegt wird, unter die vorgeschriebene Spannung gefallen ist, und 8 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8-8 der 7, 9 ist eine Draufsicht ähnlich der 5, die aber einen Aus-Zustand nach dem Auslösevorgang des Schaltkreisunterbrechers der 7 zeigt, und 10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10-10 der 9.
Falls die Messspannung auf oder unter die vorgeschriebene Spannung fällt, nimmt die von dem elektromagnetischen Abschnitt 220 ausgeübte Magnetkraft ab, und die Anziehungskraft, die den Kolben 225 zum Amboss 223 zieht, wird geringer, und diese Anziehungskraft wird kleiner als die Vorspannkraft der Kolbenfeder 227, so dass der Kolben 225 von dem Amboss 223 getrennt wird.
Folglich drückt die obere Oberfläche 225a des Kolbens 225 gegen den Lagerabschnitt 242 des Arretierhebels 240, und der Arretierhebel 240, der drehbar von dem Arretierhebelschaft 230 gehalten wird, dreht sich in Richtung des Pfeils J in 8, und der Eingriff zwischen dem Arretierhebel 240 und der Arretierrolle 280 wird gelöst. Folglich gleitet der Aktuator 260 in Richtung des Pfeils K in den 7 und 8 unter der Ziehkraft der Auslösefedern 290. Zu diesem Zeitpunkt löst sich der Rolleneingriffsabschnitt 243 des Arretierhebels 240 reibungsarm von dem Umfangsabschnitt 281 der Arretierrolle 280 aufgrund der Drehung der Arretierrolle 280. Zusätzlich gleitet der Arretierstift 270, während er im Eingriff mit den Schlitzen 213 in dem Rahmen 210 ist, so dass der Gleitvorgang reibungsarm ist.
Aufgrund der Gleitbewegung des Aktuators 260 in Richtung des Pfeils K drückt sodann der Endabschnitt 261 des Aktuators 260 auf die Auslösestange 40. Dieser Kontakt zwingt die Auslösestange 40, sich in Richtung des Pfeils L um die Achse der Auslösestange 40 zu drehen. Folglich führt der nichtdargestellte Schaltmechanismus den Auslösevorgang aus, und die Querstange 42 dreht sich von dem in 8 gezeigten Ein-Zustand in die Richtung des Pfeils M1 in 10, um den beweglichen Kontakt 43 von dem festen Kontakt 44 zu trennen, so dass die Schaltkontakte 41 in den in 10 gezeigten Aus-Zustand übergehen.
Als nächstes wird der Rückstellvorgang in Bezug auf die 11 und 12 beschrieben. 11 ist eine Draufsicht ähnlich der 5, die aber einen Zustand zeigt, in dem der Schaltkreisunterbrecher der 9 zurückgestellt worden ist, und 12 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 12-12 der 11.
Der Rückstellvorgang ist ein vorübergehender Vorgang, bevor die Schaltkontakte 41, die ausgelöst worden sind, geschlossen werden, um den Schaltkreisunterbrecher 400 zurück in einen Ein-Zustand zu versetzen.
In dem Schaltkreisunterbrecher 400 gibt es zwei Arten von Rückstellvorgängen. Eine Art wird ausgeführt, wenn die an die Unterspannungsauslösevorrichtung 1 angelegte Messspannung unter eine vorgeschriebene Spannung gefallen ist, und die Unterspannungsauslösevorrichtung 1 den Auslösevorgang ausgeführt hat. Die andere Art wird durchgeführt, wenn ein übermäßiger Laststrom in den Schaltkreisunterbrecher 400 geflossen ist und eine nichtdargestellte Überstrommessvorrichtung den Auslösevorgang durchgeführt hat. Hier wird der Rückstellvorgang der Unterspannungsauslösevorrichtung 1 beschrieben.
Um den Rückstellvorgang des Schaltkreisunterbrechers 400 von dem in den 9 und 10 gezeigten ausgelösten Zustand auszuführen, wird zuerst der Betätigungsgriff 45 von der ausgelösten Position in Richtung des Pfeils N in den 9 und 10 bewegt.
Wird der Betätigungsgriff 45 auf diese Weise bewegt, kontaktiert der Eingriffsvorsprung 45a des Betätigungsgriffes 45 einen der Eingriffsabschnitte 313 der Rückstellplatte 310, und die Rückstellplatte 310 wird in Richtung des Pfeils N bewegt.
Falls der Betätigungsgriff 45 weiter in Richtung des Pfeils N bewegt wird, so kontaktiert der Druckabschnitt 311 der Rückstellplatte 310 den Kontaktabschnitt 302 des Rückstellhebels 300.
Eine weitere Bewegung des Betätigungsgriffes 45 in Richtung des Pfeils N, während der Druckabschnitt 311 der Rückstellplatte 310 auf den Kontaktabschnitt 302 des Rückstellhebels 300 drückt, bewirkt, dass sich der Rückstellhebel 300 auf dem Arretierstift 270 dreht.
Falls der Betätigungsgriff 45 weiter in Richtung des Pfeils N bewegt wird, bewegt sich der Aktuator 260 ebenfalls in Richtung des Pfeils N, da der Rückstellhebel 300 drehbar auf dem Arretierstift 270 befestigt ist, der durch den Aktuator 260 gehalten wird.
Der Aktuator 260 ist in Richtung des Pfeils K in den 7 und 8 über die Auslösefedern 290 vorgespannt, und der Aktuator 260 bewegt sich gegen die Vorspannkraft bei der Bewegung in Richtung des Pfeils N, aber der Arretierstift 270 gleitet, während er in den an beiden Seiten des Rahmens 210 ausgebildeten Schlitzen im Eingriff ist, so dass der Vorgang reibungsarm ausgeführt wird.
Der Rückstellhebel 300 dreht sich auf dem Arretierstift 270 in Richtung des Pfeils 0 in der Mitte der 12. Diese Drehung bewirkt, dass der Kontaktabschnitt 301 des Rückstellhebels 300 gegen die obere Oberfläche 225a des Kolbens 225 drückt, und der Kolben 225 gegen den Amboss 223 gegen die Vorspannkraft der Kolbenfeder 227 gedrückt wird.
Zu diesem Zeitpunkt dreht sich der Rückstellhebel 300 auf dem Arretierstift 270, so dass die obere Oberfläche 225a des Kolbens 225 gedrückt wird, während der Kontaktabschnitt 301 reibungsarm gleitet, bis der Kolben 225 den Amboss 223 berührt.
Ungefähr zum gleichen Zeitpunkt wie in dem vorangehenden Schritt wird der Aktuator 260 durch die Wiederherstellkraft, die durch die Auslösefedern 290 in Richtung des Pfeils K ausgeübt wird, gezogen, der Rolleneingriffsabschnitt 243 des Rückstellhebels 240 gleitet auf dem äußeren Umfangsabschnitt 281 der Arretierrolle 280, und die Arretierrolle 280 dreht sich selber, wobei ein reibungsarmer und mit gewisser Bestimmtheit auftretender Eingriff zwischen dem Rolleneingriffsabschnitt 243 des Arretierhebels 240 und der Arretierrolle 280 stattfindet. Folglich wird der Aktuator 260 in einem Zustand gehalten, in dem er gegen die Wiederherstellkraft der Auslösefedern 290 gezogen wird. In dieser zurückgestellten Position des Betätigungsgriffes 45 wird das Rückstellen der Unterspannungsauslösevorrichtung 1 abgeschlossen, wenn der Betätigungsgriff 45 sich in der in den 11 und 12 gezeigten Rückstellposition befindet.
Der Betätigungsmechanismus 200 der Unterspannungsauslösevorrichtung 1 wird auf die obige Weise während des Rückstellvorgangs des Betätigungsgriffes 45 zurückgestellt, indem die Position des Betätigungsgriffes 45 zur Rückstellposition bewegt wird, und so kann die Unterspannungsauslösevorrichtung 1 mit Gewissheit zurückgestellt werden.
Wird die Betätigung des Betätigungsgriffes 45 in Richtung des Pfeiles N angehalten, so wird der Betätigungsgriff 45 zu der in 12 gezeigten Aus-Position durch die nichtdargestellte Rückholfeder zurückgekehrt.
Als nächstes wird der Fall erklärt, in dem der Schaltkreisunterbrecher 400 in einem Ein-Zustand betrieben wird.
Zuerst wird der Betätigungsgriff 45 von der in 12 gezeigten Aus-Position in Richtung des Pfeiles P in 12 zu der in 6 gezeigten Position bewegt.
Bewegt sich der Betätigungsgriff 45 in Richtung des Pfeiles P, so folgt die Rückstellplatte 310, die gegen den Eingriffsvorsprung 45a des Betätigungsgriffes 45 gedrückt wird, dem Betätigungsgriff 45 aufgrund der Wiederherstellkraft der Rückstellfedern 320 und bewegt sich ebenso in Richtung des Pfeiles P. Als Folge der Bewegung der Rückstellplatte 310 nimmt der Druckabschnitt 311 der Rückstellplatte 310 eine Position ein, in der sie nicht auf den Kontaktabschitt 302 des Rückstellhebels 300 drückt.
Aufgrund der zwischen der Rückstellplatte 310 und dem Rahmen 210 installierten Rückstellfedern 320 folgt die Rückstellplatte 310 gleitend dem Betätigungsgriff 45, so dass die Unterspannungsauslösevorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der Position des Betätigungsgriffes 45 betrieben wird.
In dem Fall, in dem die an die Spule 221 des elektromagnetischen Abschnittes 220 angelegte Messspannung die vorgeschriebene Spannung überschreitet, wird der Kolben 225 in einem Zustand gehalten, in dem er gegen den Amboss 223 gezogen wird, und der Rolleneingriffsabschnitt 243 des Arretierhebels 240 befindet sich in einem Zustand, in dem er im Eingriff mit dem äußeren Umfangsabschnitt 281 der Arretierrolle 280 ist, die durch den Aktuator 260 gehalten wird, so dass der Aktuator 260 nicht auf die Auslösestange 40 drückt.
Wird der Betätigungsgriff 45 weiter in Richtung des Pfeiles P in 12 bewegt, so dreht sich die Querstange 42 in Richtung des Pfeiles M2 in 10, und nachdem der bewegliche Kontakt 43 den festen Kontakt 44 an dem in 12 gezeigten Kontakt-Ein-Punkt des Betätigungsgriffes 45 kontaktiert, kehrt der Schaltkreisunterbrecher 400 zu dem in 6 gezeigten Ein-Zustand zurück.
Fällt jedoch die an die Spule 221 des elektromagnetischen Abschnittes 220 angelegte Messspannung unter die vorgeschriebene Spannung, so wird die Vorspannkraft der Kolbenfeder 227 größer als die Anziehungskraft, die den Kolben 225 zum Amboss 223 zieht, und die obere Oberfläche 225a des Kolbens 225 drückt auf den Lagerabschnitt 242 des Arretierhebels 240. Als Folge dreht sich der Arretierhebel 240 in Richtung des Pfeiles J in 8 auf dem Arretierhebelschaft 230, und der Eingriff zwischen dem Arretierhebel 240 und der Arretierrolle 280 wird gelöst.
Der Aktuator 260 gleitet in Richtung des Pfeiles K in 8 unter dem Einfluss der Ziehkraft der Auslösefedern 290, und der Endabschnitt 261 des Aktuators 260 drückt auf die Auslösestange 40. Als Folge wird der nicht dargestellte Umschaltmechanismus des Schaltkreisunterbrechers 400 betrieben, und der bewegliche Kontakt 43 trennt sich von dem festen Kontakt 44, um die Schaltkontakte 41 in einen Ein-Zustand zu versetzen.
Wie oben beschrieben, wird der Betätigungsgriff 45 von der Rückstellposition zur Ein-Position bewegt und die obere Oberfläche 225a des Kolbens 225 wird durch den Kontaktabschnitt 301 des Rückstellhebels 300 zwischen der Rückstellposition des Betätigungsgriffes 45 (durch die durchgezogenen Linien in 12 angedeutet) und der Auslöseposition des Betätigungsgriffes 45 (durch die gestrichelten Linien angezeigt) gedrückt. Die Rückstellposition tritt früher (zur Aus-Position hin) als der Kontakt-Ein-Punkt (ebenfalls durch gestrichelte Linien in 12 gezeigt), an dem der bewegliche Kontakt 43 den festen Kontakt 44 kontaktiert, auf. Ist die an die Unterspannungsauslösevorrichtung 1 angelegte Messspannung kleiner oder gleich der vorgeschriebenen Spannung, nachdem der Rückstellvorgang des Betätigungsgriffes 45 des Schaltkreisunterbrechers 400 stattgefunden hat, und wenn der Vorgang zur Ein-Position stattfindet, wird deshalb die Unterspannungsauslösevorrichtung 1, vor dem Kontakt-Ein-Punkt, an dem der bewegliche Kontakt 43 und der feste Kontakt 44 miteinander in Kontakt kommen, betrieben, so dass der bewegliche Kontakt 43 und der feste Kontakt 44 sich nicht berühren, und das Verschleißproblem aufgrund des Lichtbogens zwischen dem beweglichen Kontakt 43 und dem festen Kontakt 44 tritt nicht auf.
Die Vorspannkraft der Kolbenfeder 227, die den Kolben 225 vorspannt, kann eingestellt werden, indem das Einstellelement 226, welches in den mittleren Abschnitt des Ambosses 223 geschraubt ist, in Richtung des Pfeiles G in 4 gedreht wird. Indem diese Einstellung durchgeführt wird ist es möglich, das Gleichgewicht zwischen der Anziehungskraft, die auf den Kolben 225 wirkt, aufgrund der an die Spule 221 angelegten Messspannung und der Freigabekraft, die durch die Kolbenfeder 227 zum Freigeben des Eingriffes zwischen dem Arretierhebel 240 und der Arretierrolle 280 ausgeübt wird, einzustellen. Deshalb kann der Einstellwert (die vorgeschriebene Spannung) der Unterspannung der Unterspannungsauslösevorrichtung 1 genauestens eingestellt werden.
Befindet sich der Schaltkreisunterbrecher 400 in dem in den 9 und 10 gezeigten Aus-Zustand, so kann die Unterspannungsauslösevorrichtung 1 in dem Schaltkreisunterbrecher 400 dadurch installiert werden, indem sie durch die obere Oberfläche (von der oberen Seite in den Figuren) des Schaltkreisunterbrechers 400 eingeführt wird.
Kontaktiert der spitz zulaufende Abschnitt 261a des Endabschnittes 261 des Aktuators 260 die Auslösestange 40, so dreht sich die Auslösestange 40 in Richtung des Pfeiles Q in 10, während sie entlang dem spitz zulaufenden Abschnitt 261a gleitet. Auf diese Weise kann die Unterspannungsauslösevorrichtung 1 auf einfache Weise in eine vorgeschriebene Position in dem Schaltkreisunterbrecher 400 installiert werden.
Als nächstes wird der Aufbau einer zweiten Ausführungsform einer Unterspannungsauslösevorrichtung 1000 für einen Schaltkreisunterbrecher mit Bezug auf die 13 und 14 beschrieben. 13 ist eine Querschnittsansicht der Unterspannungsauslösevorrichtung 1000, und 14 ist eine perspektivische Explosionsansicht des elektromagnetischen Abschnittes der Unterspannungsauslösevorrichtung der 13.
Wie in diesen Figuren gezeigt, umfasst die Unterspannungsauslösevorrichtung 1000 eine Basis 2 mit einem Einstellfenster 2a zum Betätigen eines Einstellelements 1226 und eine Abdeckung 3. Die Unterspannungsauslösevorrichtung 1000 umfasst ebenso einen Betätigungsmechanismus einschließlich eines elektromagnetischen Abschnittes 1220. Außer dem Aufbau des elektromagnetischen Abschnittes 1220 ist der Aufbau der Unterspannungsauslösevorrichtung 1000 der gleiche wie der der Unterspannungsauslösevorrichtung 100 der 1 bis 4, so dass lediglich der elektromagnetische Abschnitt 1220 beschrieben werden wird.
Der elektromagnetische Abschnitt 1220 umfasst einen Elektromagneten 1220a, der eine Spule 1221, an die eine Messspannung angelegt wird, einen Spulenträger 1222, auf den die Spule 1221 gewickelt ist, einen Amboss 1223, der eine männliche Schraube 1223a aufweist, die auf ihrer äußeren Umfangsoberfläche gebildet ist und die den in der Spule 1221 erzeugten magnetischen Fluss führt, und ein Joch 1224, an das der Amboss 1223 angebracht ist und das den in der Spule 1221 erzeugten magnetischen Fluss führt. Der elektromagnetische Abschnitt 1220 umfasst ferner einen Kolben 1225, der gegenüber dem Amboss 1223 angeordnet ist und gleitbar innerhalb einer Kolbenführung 214 eines Rahmens 210 passt. Leitet die Spule 1221, so wird der Kolben 1225 zum Amboss 1223 hin durch die Magnetkraft gezogen. Der Kolben 1225 umfasst einen Flansch 1225a, der an ein Ende einer Kolbenfeder 1227 anstößt. Ein Einstellelement 1226 weist ein weibliches Gewinde 1226a, das in ihrer Mitte gebildet ist und mit dem männlichen Gewinde 1223a des Ambosses 1223 in Eingriff tritt, eine Mehrzahl von Unregelmäßigkeiten 1226b, wie z.B. Zähne, die an ihrem äußeren Umfang gebildet sind, und einen Kontaktabschnitt 1226c, der das andere Ende der Kolbenfeder 1227 kontaktiert, auf. Die Unregelmäßigkeiten 1226b erleichtern das Greifen des Einstellelements 1226 beim Drehen desselben. Die Kolbenfeder 1227, die eine Schraubenfeder oder dergleichen aufweist, spannt den Kolben 1225 vom Amboss 1223 weg (nach oben in den 13 und 14) vor und bestimmt, ob die Spannung des Lastpfades gleich der vorgeschriebenen Spannung ist.
Der grundlegende Betrieb der Unterspannungsauslösevorrichtung 1000 der 13 und 14 entspricht im Wesentlichen dem der vorhergehenden Ausführungsform, so dass lediglich ein Verfahren zum Einstellen des elektromagnetischen Abschnittes 1220, der sich bezüglich dem Aufbau von dem elektromagnetischen Abschnitt 1220 der 1 bis 4 unterscheidet, beschrieben werden wird.
Die Vorspannkraft der Kolbenfeder 1227, die den Kolben 1225 vorspannt, kann dadurch eingestellt werden, indem das Einstellelement 1226 in Richtung Z1 in 14 gedreht wird, um das Einstellelement 1226 nach oben und nach unten aufgrund des Eingriffes zwischen dem weiblichen Gewinde 1226a des Einstellelements 1226 und dem männlichen Gewinde 1223a des Ambosses 1223 zu bewegen. Indem diese Einstellung vorgenommen wird, kann das Gleichgewicht zwischen der Anziehungskraft, die auf den Kolben 1225 aufgrund der an die Spule 1221 angelegten Messspannung wirkt, und der Vorspannkraft, die von der Kolbenfeder 1227 zum Freigeben des Eingriffes zwischen dem Arretierhebel 240 und der Arretierrolle 280 ausgeübt wird, eingestellt werden, und die vorgeschriebene Spannung, d.h. die Unterspannung, bei der die Unterspannungsauslösevorrichtung 1000 auslöst, kann genauestens eingestellt werden.
15 ist eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform einer Unterspannungsauslösevorrichtung 2000 für einen Schaltkreisunterbrecher gemäß der vorliegenden Erfindung, und 16 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines elektromagnetischen Abschnittes 2220 der Ausführungsform der 15.
Wie in diesen Figuren gezeigt, umfasst die Unterspannungsauslösevorrichtung 2000 eine Basis 2, eine Abdeckung 3 und einen Betätigungsmechanismus einschließlich eines in der Basis 2 angeordneten, elektromagnetischen Abschnittes 2220. Mit Ausnahme des Aufbaus des elektromagnetischen Abschnittes 2220 weist die Unterspannungsauslösevorrichtung 2000 den gleichen Aufbau auf als die vorhergehende Ausführungsform, so dass lediglich der Aufbau des elektromagnetischen Abschnittes 2220 beschrieben werden wird.
Der elektromagnetische Abschnitt 2220 umfasst einen Elektromagneten 2220a, der eine Spule 2221, an die eine Messspannung angelegt wird, einen Spulenträger 2222, um den die Spule 2221 gewickelt ist, einen Amboss 2223 mit einem männlichen Gewinde 2223a, eine Anschlagsnut 2223b und eine Einstellnut 2223c, und ein Joch 2224, das drehbar den Amboss 2223 unterstützt. Der Amboss 2223 und das Joch 2224 führen den von der Spule 2221 erzeugten magnetischen Fluss. Ein Kolben 2225 ist gegenüber dem Amboss 2223 angeordnet und passt gleitbar in eine Kolbenführung 214 in einem Rahmen 210. Leitet die Spule 2221, wird der Kolben 2225 zum Amboss 2223 hin durch die von dem Elektromagneten 2220a ausgeübte Magnetkraft gezogen. Der Kolben 2225 umfasst einen Flansch 2225a, der ein Ende einer Kolbenfeder 2227 berührt. Ein Einstellelement 2226 weist ein weibliches Gewinde 2226a in ihrer Mitte auf, das mit dem männlichen Gewinde 2223a des Ambosses 2223 in Eingriff tritt, ein Paar von Teilnuten 2226b, die sich in ihrer Längsrichtung erstrecken, und einen Kontaktabschnitt 2226c an ihrem oberen Ende, der das andere Ende der Kolbenfeder 2227 kontaktiert. Die Kolbenfeder 2227, die z.B. eine Schraubenfeder aufweist, spannt den Kolben 2225 von dem Amboss 2223 weg (nach oben in den 15 und 16) vor und bestimmt, ob die Spannung in dem Lastpfad gleich einer vorgeschriebenen Spannung ist.
Eine Montageplatte 2228, die an dem Joch 2224 angebracht ist, weist zwei Teilelemente 2228a auf, die in Eingriff mit den Keilnuten 2226b des Einstellelements 2226 treten, um eine Gleitbewegung des Einstellelements 2226 nach oben und nach unten zu ermöglichen, während eine Drehung des Einstellelements 2226 verhindert wird. Eine Plattenfeder 2229, die den Amboss 2223 hält, weist eine U-förmige Nut 2229a auf, die die Anschlagsnut 2223b des Ambosses 2223 aufnimmt.
Der grundlegende Betrieb der Unterspannungsauslösevorrichtung 2000 der 15 und 16 entspricht im wesentlichen dem der ersten Ausführungsform, so dass lediglich ein Verfahren zum Einstellen des elektromagnetischen Abschnittes 2220, der sich bezüglich des Aufbaus von dem elektromagnetischen Abschnitt 220 der 1 bis 4 unterscheidet, beschrieben werden wird.
Eine Vorspannkraft der Kolbenfeder 2227 auf den Kolben 2225 kann durch Drehen des Ambosses 2223 in Richtung Z2 in 15 eingestellt werden. Diese Drehung kann vereinfacht werden, indem ein Schraubenzieher oder ein anderer Gegenstand in die Einstellnut 2223c des Ambosses 2223 eingeführt wird. Aufgrund des Eingriffes zwischen dem männlichen Gewinde 2223a des Ambosses 2223 und des weiblichen Gewindes 2226a des Einstellelementes 2226 bewirkt die Drehung des Ambosses 2223, dass das Einstellelement 2226 nach oben und nach unten in der Montageplatte 2228 gleitet, während die Keilelemente 2228a der Montageplatte 2228 die Keilnuten 2226b des Einstellelementes 2226 führen. Indem diese Einstellung durchgeführt wird, kann das Gleichgewicht zwischen der Anziehungskraft, die auf den Kolben 2225 aufgrund der an die Spule 2221 angelegten Messspannung wirkt, und der Auslösekraft, die von der Kolbenfeder 2227 ausgeübt wird, zum Freigeben des Eingriffes zwischen dem Arretierhebel 240 und der Arretierrolle 280 eingestellt werden, und die vorgeschriebene Spannung, d.h. die Unterspannung, bei der die Unterspannungsauslösevorrichtung 2000 auslöst, kann auf genaue Weise eingestellt werden.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sehen die folgenden Vorteile vor.
Beim Rückstellvorgang des Betätigungsgriffes tritt der Betätigungsmechanismus der Unterspannungsauslösevorrichtung mit dem Betätigungsgriff in Eingriff, und der Betätigungsmechanismus wird zurückgestellt. Deshalb kann die Unterspannungsauslösevorrichtung mit bestimmter Gewissheit zurückgestellt werden, indem die Position des Betätigungsgriffes in die Rückstellposition bewegt wird.
Entspricht die Messspannung höchstens der vorgeschriebenen Spannung und hat der Betätigungsgriff einen Vorgang nach dem Rückstellvorgang durchgeführt, so wird zusätzlich der Auslösevorgang auf der Rückstellpositionsseite des Kontakt-Ein-Punktes durchgeführt, an dem die Schaltkontakte eingeschaltet sind, so dass, wenn die Messspannung höchstens der Messspannung entspricht, und wenn ein Vorgang durchgeführt wird, nachdem der Rückstellvorgang des Betätigungsgriffes durchgeführt ist, so fängt die Unterspannungsauslösevorrichtung an zu arbeiten, bevor die Schaltkontakte miteinander in Kontakt kommen, so dass es keinen Verschleiß aufgrund des Lichtbogens zwischen dem beweglichen Kontakt und dem festen Kontakt gibt, wenn der bewegliche Kontakt und der feste Kontakt miteinander in Kontakt kommen.
Ferner sind die Kolbenfeder, die eine Vorspannkraft erzeugt, welche auf den Arretierhebel drückt und den Aktuator freigibt, falls die Messspannung höchstens der vorgeschriebenen Spannung entspricht, und die Auslösefedern, die eine Vorspannkraft erzeugen, welche den Aktuator in Richtung des Auslösevorgangs vorspannen, als separate Federn gebildet, so dass die Vorspannkraft der Kolbenfeder auf einen extrem kleinen Wert, verglichen mit der Vorspannkraft der Auslösefedern zum Drücken der Auslösestange, eingestellt werden kann, und die Anziehungskraft, welche den Kolben zieht, kann sehr klein sein, so dass die Spule, das Joch und andere Abschnitte, die den Elektromagnet bilden, klein ausgebildet sein können.
Ebenso ist der an dem Aktuator angebrachte Arretierstift gleitbar in den in dem Rahmen vorgesehenen Schlitzen gehalten, so dass der Aktuator reibungsarm gleiten kann.
Zusätzlich tritt der Arretierhebel in Eingriff mit dem äußeren Umfangsabschnitt der Arretierrolle und hält den Aktuator, so dass die Arretierrolle mit dem Arretierhebel beim Drehen in Eingriff tritt und sich von diesem löst, und das Ineingriffbringen und das Freigeben reibungsarm abläuft.
Ferner ist der Rückstellhebel drehbar auf dem Arretierstift befestigt, so dass ein Kontaktabschnitt des Rückstellhebels auf die obere Oberfläche des Kolbens drückt, während er reibungsarm zusammen mit dem Kolben gleitet und sehr genau den Amboss kontaktiert.
Zusätzlich ist der Arretierhebel durch die Arretierfeder vorgespannt und wird gedreht, so dass der Rolleneingriffsabschnitt des Arretierhebels mit dem äußeren Umfangsabschnitt der Arretierrolle reibungsarm und mit bestimmter Gewissheit in Eingriff tritt.
Ferner sind ein Paar von Auslösefedern, die den Aktuator in Auslösevorgangsrichtung vorspannen, parallel zueinander vorgesehen, so dass, wenn der Aktuator gleitet, ein Kippen unterdrückt ist und der Aktuator reibungsarm gleitet.
Zusätzlich sind Rückstellfedern vorgesehen, die die Rückstellplatte in entgegengesetzter Richtung zur Richtung des Rückstellvorganges des Betätigungsgriffes vorspannen, so dass die Rückstellplatte der Bewegung des Betätigungsgriffes folgt und so der Betrieb der Unterspannungsauslösevorrichtung der Position des Betätigungsgriffes entspricht.
Ferner sind ein Paar von Rückstellfedern parallel zueinander vorgesehen, so dass ein Kippen unterdrückt wird, wenn die Rückstellplatte gleitet und die Rückstellplatte auf diese Weise reibungsarm gleiten kann.
Zusätzlich sind die Griffeingriffsabschnitte der Rückstellplatte, die mit dem Betätigungsgriff im Eingriff sind, symmetrisch nach rechts und links zur Betätigungsrichtung des Betätigungsgriffes angeordnet, so dass der Betätigungsgriff an beiden Seiten der Unterspannungsauslösevorrichtung befestigt sein kann und er auf einfache Weise und auf unterschiedliche Arten von Schaltkreisunterbrechern angewendet werden kann.
Zusätzlich ist ein spitz zulaufender Abschnitt an der Spitze des Aktuators vorgesehen, der auf die Auslösestange drückt, so dass, falls die Unterspannungsauslösevorrichtung auf einem Schaltkreisunterbrecher befestigt ist und falls sie von der oberen Oberfläche des Schaltkreisunterbrechers, wenn der Schaltkreisunterbrecher sich in einem Aus-Zustand befindet, nach dem spitz zulaufenden Abschnitt, der an der Spitze des Aktuators vorgesehen ist, und dem Auslösestangenkontakt eingeführt ist, sich die Auslösestange drehen kann und sich aus dem Weg bewegen kann, während sie entlang dem spitz zulaufenden Abschnitt gleitet, um so zu ermöglichen, dass die Unterspannungsauslösevorrichtung auf einfache Weise an einer vorgeschriebenen Position in dem Schaltkreisunterbrecher befestigt werden kann.
Zusätzlich weist der Elektromagnet einen Amboss auf, der auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens vorgesehen ist und den Kolben anzieht, und eine Kolbenfeder, die eine Schraubenfeder aufweist, passt um den Kolben und den Amboss derart, dass der Kolben innerhalb der Kolbenfeder sich bewegen kann, und der Kolben auf stabile Weise gezogen werden kann, ohne dabei zum Amboss hin gekippt zu werden, und der Wickeldurchmesser der Kolbenfeder ist erhöht, so dass die Spannung, die auf die Feder wirkt, verringert ist und die Zuverlässigkeit der Kolbenfeder erhöht sein kann.
Ferner ist ein Einstellelement, das die Vorspannkraft der Kolbenfeder einstellt, vorgesehen, so dass, indem die Position des Einstellelements eingestellt wird, das Gleichgewicht zwischen der Anziehungskraft auf den Kolben aufgrund der an die Spule angelegten Messspannung und der Freigabekraft, die den Eingriff zwischen dem Arretierhebel und der Arretierrolle löst, eingestellt werden kann, und dass der Einstellwert (die vorgeschriebene Spannung) der Unterspannung der Unterspannungsauslösevorrichtung auf genaue Weise eingestellt werden kann.
Zusätzlich kann zumindest der Arretierhebel oder der Rückstellhebel mit einem Schmiermaterial beschichtet sein, so dass die Gleiteigenschaften und der Verschleißwiderstand aufgrund des Gleitens, wenn Kontakt mit der oberen Oberfläche des Kolbens besteht, verbessert sind.

Claims

Ein Schaltkreisunterbrecher, umfassend: Schaltkontakte (43, 44), die einen durch einen Lastpfad fließenden Strom ein- und ausschalten können; einen Betätigungsgriff (45), der die Schaltkontakte betätigt; und eine Unterspannungsauslösevorrichtung (1), die einen Betätigungsmechanismus besitzt, der mit einer Auslösestange (40) des Schaltkreisunterbrechers in Eingriff tritt, falls die Spannung in dem Lastpfad kleiner oder gleich einer vorgeschriebenen Spannung ist, und einen Auslösevorgang ausführt und die Schaltkontakte in einen Aus-Zustand versetzt, und der mit dem Betätigungsgriff in Eingriff tritt, wenn ein Rückstellvorgang des Betätigungsgriffes stattgefunden hat und wobei der Betätigungsmechanismus als ein Resultat des Rückstellvorgangs des Betätigungsgriffs zurückgestellt wird; und wobei die Unterspannungsauslösevorrichtung umfasst: einen Elektromagneten; einen Kolben (225), der durch den Elektromagneten angezogen wird, falls die Spannung des Lastpfades mindestens der vorgeschriebenen Spannung entspricht; eine Kolbenfeder (227), die den Kolben derart vorspannt, dass er sich in Richtung entgegengesetzt zur Anziehungsrichtung bewegt, falls die Spannung des Lastpfades kleiner oder gleich der vorgeschriebenen Spannung ist; einen Arretierhebel (240), der mit dem Vorgang des Kolbens verbunden ist; einen Aktuator (260), der durch den Arretierhebel gehalten wird, falls die Spannung in dem Lastpfad mindestens der vorgeschriebenen Spannung entspricht, und der von dem Arretierhebel freigegeben wird und mit der Auslösestange des Schaltkreisunterbrechers in Eingriff tritt, falls die Spannung in dem Lastpfad kleiner oder gleich der vorgeschriebenen Spannung ist; eine Auslösefeder (290), die den Aktuator in Richtung des Auslösevorgangs vorspannt; eine Rückstellplatte (310), die mit dem Betätigungsgriff in Eingriff tritt und den Betätigungsgriff zum Zeitpunkt des Rückstellvorgangs durch den Betätigungsgriff betätigt, wobei die Rückstellplatte zwei Griffeingriffsabschnitte umfasst, die mit dem Betätigungsgriff im Eingriff sind und die symmetrisch an der linken und rechten Seite der Rückstellplatte in Betätigungsrichtung des Betätigungsgriffes angeordnet sind; und einen Rückstellhebel (300), der mit der Rückstellplatte in Eingriff tritt, den Kolben in eine Rückstellposition bewegt, mit dem Aktuator in Eingriff tritt und den Aktuator in die Rückstellposition bewegt.
Ein Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 1, wobei die Unterspannungsauslösevorrichtung angepasst ist einen Auslösevorgang an der Rückstellpositionsseite des Kontakt-Ein-Punktes auszuführen, an dem die Schaltkontakte eingeschaltet sind, falls, bei der Nutzung, die Spannung in dem Lastpfad kleiner oder gleich der vorgeschriebenen Spannung ist, und der Betätigungsgriff einen Ein-Vorgang nach dem Rückstellvorgang durchgeführt hat.
Ein Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 1, umfassend einen Schlitz, der einen an dem Aktuator (260) angebrachten Arretierstift (270) aufnimmt, und der den Aktuator gleitbar hält.
Ein Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 3, umfassend eine auf dem Arretierstift drehbar befestigte Arretierrolle (280), wobei der Arretierhebel im Eingriff mit dem äußeren Umfangsabschnitt der Arretierrolle ist und den Aktuator hält.
Ein Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 3, wobei der Rückstellhebel (300) drehbar durch den Arretierstift unterstützt wird.
Ein Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 1, umfassend eine Arretierfeder (250), die auf einen Arretierhebelschaft passt, der drehbar den Arretierhebel derart unterstützt, dass eine Drehvorspannkraft auf den Arretierhebel angewendet wird.
Ein Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 1, umfassend ein Paar von Auslösefedern, die den Aktuator in Richtung des Auslösevorgangs vorspannen und parallel zueinander angeordnet sind.
Ein Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 1, umfassend eine Rückstellfeder (320), die die Rückstellplatte in entgegengesetzter Richtung zur Richtung des Rückstellvorganges des Betätigungsgriffes vorspannt.
Ein Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 8, umfassend ein Paar von Rückstellfedern, die parallel zueinander angeordnet sind.
Ein Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 1, wobei der Aktuator eine Spitze umfasst, die einen spitz zulaufenden Abschnitt zum Drücken der Auslösestange (240) aufweist.
Ein Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 1, wobei der Elektromagnet einen Amboss, der gegenüberliegend dem Kolben angeordnet ist und den Kolben anzieht, und eine Kolbenschraubenfeder umfasst, die um einen äußeren Umfang des Kolbens und des Ambosses passt.
Ein Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 1, umfassend ein Einstellelement zum Einstellen der Vorspannkraft der Kolbenfeder.
Ein Schaltkreisunterbrecher nach Anspruch 1, wobei mindestens der Arretierhebel und/oder der Rückstellhebel mit einem Schmiermaterial beschichtet ist.