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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Unterspannungsauslöseeinrichtung mit einem voreilenden
Hilfsschalter, die als externes Zusatzteil zu einem Leistungsschalter, etwa einem Selbstschalter oder
Sicherautomaten verwendet wird und mit dem Schaltergehäuse gekoppelt werden kann.
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Für Leistungsschalter sind verschiedene Zusatzteile als optionale Elemente erhältlich, von denen
eines eine Unterspannungsauslöseeinrichtung mit einem voreilenden Hilfsschalter ist. Diese
Unterspannungsauslöseeinrichtung wird dadurch eingesetzt, daß sie an dem Schaltergehäuse
montiert wird und den Leistungsschalter zu einem Auslösevorgang veranlaßt, wenn die Spannung im
Hauptschaltungskreis während des Leitungszustands ungewöhnlich abfällt. Es sind solche
Unterspannungsauslöseeinrichtungen bekannt, bei denen ein Auslösehebel, der mit einem
Elektromagneten gekoppelt ist, und ein voreilender Hilfsschalter, der im Speisestromkreis des Elektromagneten
liegt und mit einem am Schaltergehäuse angeordneten Handgriff zum Öffnen und Schließen
gekoppelt ist, in der Einrichtung eingebaut sind, wodurch beim Schließvorgang des
Leistungsschalters, der Hilfsschalter der Unterspannungsauslöseeinrichtung voreilend geschlossen wird, d. h. bevor
die Hauptkontakte des Leistungsschalters geschlossen werden.
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Bevor eine solche Unterspannungsauslöseeinrichtung mit voreilendem Hilfsschalter als Zusatzteil
näher erläutert wird, soll der Aufbau eines Selbstschalters unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6
beschrieben werden, bei dem die vorliegende Erfindung eingesetzt werden soll.
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In Fig. 5 ist der Leistungsschalter insgesamt mit 1 bezeichnet. 2 ist ein Strom-Unterbrecherabschnitt
mit einem Kontaktmechanismus 2a des Brückentyps für den Hauptstromkreis, einer
Kontaktdruckfeder 2c und Lichtbogenlöschkammern 2b; 3 ist ein Schaltschloß für den Unterbrecherabschnitt 2; 4 ist
eine Überstromauslöseeinrichtung, die eine thermische Auslöseeinrichtung 4a und eine
elektromagnetische Auslöseeinrichtung 4a kombiniert; 5 ist ein Handgriff zum Öffnen und Schließen (beim
dargestellten Beispiel handelt es sich bei dem Handgriff 5 um einen Kipphandgriff, es könnte sich
aber ebenso gut um einen Drehhandgriff handeln), der an der Oberseite eines Deckels des
Schaltergehäuses angeordnet und mit einem Kniehebelmechanismus des Schaltschlosses 3
gekoppelt ist; 6 ist eine Auslöseplatte (die dadurch, daß sie von einer Rückholfeder nach oben
vorgespannt wird, normalerweise in einer Warteposition verharrt), die als Verbindungsglied zwischen
einem Verriegelungsmechanismus für das Schaltschloß 3 und der elektromagnetischen
Auslöseeinrichtung 4b dient, um einen Auslösevorgang des Leistungsschalters bei Ansprechen der
elektromagnetischen Auslöseeinrichtung 4b auszuführen; und 7 sind Anschlußklemmen für den
Hauptstromkreis.
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In den Fig. 6(a) und 6(b) ist erkennbar, daß das Schaltschloß 3 eine Baugruppe mit einem äußeren
Rahmen 3a, einem Kniehebel 3b, der mit dem Handgriff 5 gekoppelt ist, einem Schalthebel 3c, der
den Öffnungs- und Schließvorgang des Kontaktmechanismus 2a des Unterbrecherabschnitts 2
ausführt, Federn 3d für den Schalthebel 3c, bei denen es sich um Torsionsschraubfedern handelt,
die auf Wellenstummeln bzw. einer Drehwelle 3c-1 des Schalthebels 3c montiert sind, einem
Verriegelungsglied 3e, das mit dem Kniehebel 3b gekoppelt ist, und einem Verriegelungsempfänger
3f umfaßt.
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Wenn bei dem Leistungsschalter mit dem obigen Aufbau der Handgriff 5 in die Stellung EIN
geschaltet wird, die in den Zeichnungen dargestellt ist, stößt der Kniehebel 3b des Schaltschlosses
3 das rückwärtige Ende des Schalthebels 3c nach unten, so daß dessen vorderes Ende von dem
Kontakthalter des Kontaktmechanismus 2a weg nach oben gebracht wird. Als Folge davon wird der
Kontaktmechanismus 2a aufgrund der Federkraft der Kontaktdruckfeder 2c geschlossen. Man
beachte, daß in diesem Zustand die Federn 3d gespannt sind. Wenn der Handgriff 5 von der
Position EIN in die Position AUS geschaltet wird, führt der Kniehebel 3b einen umgekehrten
Drehvorgang aus und gibt den Schalthebel 3c frei. Die Spannkraft der Federn 3d stößt den
Schalthebel 3c daraufhin gegen den Kontakthalter des Kontaktmechanismus 2a, der deshalb entgegen der
Kontaktdruckfeder 2c geöffnet wird. Wenn andererseits der Leistungsschalter im geschlossenen
Zustand ist und ein Überstrom durch den Hauptstromkreis fließt und die
Überstromauslöseeinrichtung 4 anspricht, wird der Eingriff zwischen dem Verriegelungsglied 3e und dem
Verriegelungsempfänger 3f im Schaltschloß 3 gelöst, woraufhin das Schaltschloß 3 einen Auslösevorgang ausführt,
um den Kontaktmechanismus zu öffnen und den Strom abzuschalten. Man beachte, daß während
des Auslösevorgangs des Leistungsschalters der Handgriff 5 in einer Zwischenstellung zwischen der
Position EIN und der Position AUS angehalten wird, um anzuzeigen, daß der Leistungsschalter
einen Auslösevorgang ausgeführt hat.
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Wenn der Leistungsschalter nach einem Auslösevorgang wieder eingeschaltet werden soll, wird der
Handgriff 5 aus der die Auslösung anzeigenden Position in die Position AUS gebracht, wodurch der
Verriegelungsmechanismus des Schaltschlosses 3 zurückgesetzt wird (das Verriegelungsglied 3e
mit dem Verriegelungsempfänger 3f in Eingriff gebracht wird), woraufhin der Kontaktmechanismus
2a dadurch geschlossen wird, daß der Handgriff 5 in die Position EIN gebracht wird. Aufbau und
Arbeitsweise eines solchen Leistungsschalters sind im einzelnen in der JP-2001-23499 A
beschrieben.
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Als nächstes sollen Aufbau und Wirkungsweise einer herkömmlichen
Unterspannungsauslöseeinrichtung mit voreilendem Hilfsschalter unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 sowie 9 beschrieben
werden. Bei dieser Unterspannungsauslöseeinrichtung handelt es sich, wie schon erwähnt, um ein
Zusatzteil, das an dem zuvor beschriebenen Leistungsschalter angebracht werden kann. Die Fig. 7
und 8 beziehen sich auf einen Leistungsschalter mit Kipphebel als Handgriff, während Fig. 9 einen
Schalter mit einem Drehhandgriff zeigt.
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Die Fig. 7(a) und (b) zeigen den Aufbau einer Unterspannungsauslöseeinrichtung mit voreilendem
Hilfsschalter, wie er aus der JP-2001-307615 A bekannt ist. Ein Rücksetzhebel 9 und ein Hilfshebel
10, die seitlich von der oberen Stirnfläche des Gehäuses der Einrichtung abstehen, sind in der
Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 untergebracht. Die Unterspannungsauslöseeinrichtung ist an
einer Seitenfläche des Leistungsschalters angebracht, in welchem Zustand die Hebel 9 und 10 der
oberen Position der AUS-Seite und der EIN-Seite des Handgriffs 5 des Leistungsschalters
zugewandt sind.
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Die Fig. 8(a) und (b) zeigen den Innenaufbau der Unterspannungsauslöseeinrichtung 8. In den
Figuren ist 11 ein Baugruppengehäuse der Unterspannungsauslöseeinrichtung, 12 sind externe
Verbindungsanschlußklemmen, die an beiden Enden des Baugruppengehäuses 11 angeordnet sind,
13 ist ein Elektromagnet, 14 ist ein voreilender Hilfsschalter, der zwischen der Erregerspule des
Elektromagneten 13 und den externen Anschlußklemmen 12 liegt, 15 ist ein Auslösehebel, der
dadurch in Längsrichtung gleitend geführt und gelagert ist, daß sein unteres Ende mit dem Anker
13a des Elektromagneten 13 verbunden ist, und der einem Schulterabschnitt der Auslöseplatte 6
(siehe Fig. 5) auf Seiten des Leistungsschalters dadurch zugewandt ist, daß sein oberes Ende mit
einem seitlich herausgeführten Stift so verbunden ist, daß die Spitze dieses Stifts in das Gehäuse
des Leistungsschalters eindringt, 16 ist eine Feder, die den Auslösehebel 15 in Richtung des
Auslösevorgangs (nach unten) vorspannt, und 17 ist ein Drehhebel, welcher den (später
beschriebenen) Kontakthalter des Hilfsschalters 14 mit dem vorgenannten Hilfshebels 10 kuppelt. Der
Hilfsschalter 14 umfaßt zwei Sätze von Hilfskontakten, einen oberen und einen unteren, mit je zwei
festen Kontakten 14a, einem beweglichen Brückenkontakt 14b, einer Kontaktdruckfeder 14c für den
beweglichen Kontakt 14b und dem verschwenkbaren Kontakthalter 14d. Das untere Ende des
Kontakthalters 14d wird axial von dem Baugruppengehäuse 11 mittels eines Achsstifts 14e gehalten,
und die Kontakte werden von einer Rückholfeder (Torsionsschraubenfeder) 14f in Öffnungsrichtung
vorgespannt. Die Spitze eines Arms, die sich vom oberen Ende des Kontakthalters 14d nach oben
erstreckt, ist dem vorgenannten Drehhebel 17 zugewandt. Man beachte, daß der Stift, der mit dem
anderen Ende des Drehhebels 17 verbunden ist, in eine L-förmige Nut eingesetzt ist, die in einem
Hilfshebel 10 ausgebildet ist, und daß, wenn der Hilfshebel 10 niedergedrückt wird, der Drehhebel
17 im Uhrzeigersinn angetrieben wird.
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Wenn die Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 diesen Aufbaus gemäß Darstellung in den
Zeichnungen vom Leistungsschalter getrennt ist, ist der Kontakthalter 14d des Hilfsschalters 14 von der
Federkraft der Rückholfeder 14f in die AUS-Position zurückgezogen, wodurch die Hilfskontakte
geöffnet sind. Außerdem werden der Auslösehebel 15 und der Anker 13a des Elektromagneten 13
von der Federkraft der Feder 16 nach unten gedrückt.
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Wenn die Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 an einem Leistungsschalter montiert und mit der
Speiseseite des Hauptstromkreises verbunden ist, und wenn der Leistungsschalter ausgeschaltet ist,
sind die Hilfskontakte des Hilfsschalters 14 ausgeschaltet und der Elektromagnet 13 stromlos. Wenn
nun der Hilfshebel 10 niedergedrückt wird, so daß der Handgriff 5 in die Position EIN geschaltet
wird, um den Leistungsschalter einzuschalten, dreht sich der Drehhebel 17, damit gekoppelt, im
Gegenuhrzeigersinn, so daß der Kontakthalter 14d des Hilfsschalters 14 in Einschaltrichtung
gestoßen wird. Dadurch schließen die Hilfskontakte vor dem Schließen des Kontaktmechanismus 2a
des Leistungsschalter, und der Elektromagnet 13 wird von der Hauptstromkreisspannung erregt.
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Wenn dabei die Hauptstromkreisspannung normal ist (Nennspannung), wird der Anker 13a durch die
Magnetkraft infolge dieser Spannung entgegen der Feder 16 angezogen, wodurch der Auslösehebel
15 nach oben gestoßen wird und sich von der Auslöseplatte des Leistungsschalters trennt. Wenn
der Hilfshebel 10 bis zu seiner weitesten Stelle zum Einschalten des Handgriffs 5 des
Leistungsschalters in die Position EIN gedrückt ist, schließen die Kontakte des Kontaktmechanismus 2a des
Hauptschalters. Der Hilfshebel 10 wird dann in der niedergedrückten Position gehalten.
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Wenn andererseits die Hauptstromkreisspannung den vorgeschriebenen Bereich unterschreitet und
während des Leitzustand ungewöhnlich abfällt, nimmt auch die Spannung am Elektromagneten 13
ab, so daß dessen magnetische Anziehungskraft vermindert wird und die Federkraft der Feder 16
größer wird als die Anzugskraft des Elektromagneten 13, was den Auslösehebel 15 nach unten
bringt. Dadurch drückt die Spitze des Auslösehebels 15 die Auslöseplatte 6 (siehe Fig. 5) des
Leistungsschalters zur Auslösung des Verriegelungsglieds des Schaltschlosses 3 mit der Folge,
daß, wie in Verbindung mit Fig. 5 erläutert, der Leistungsschalter den Kontaktmechanismus 2a
infolge eines Auslösevorgangs öffnet.
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Wenn der Leistungsschalter nach einem Auslösevorgang wieder eingeschaltet werden soll, wird der
Rücksetzhebel der Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 niedergedrückt, um den Handgriff 5 des
Leistungsschalters von der den Auslösevorgang anzeigenden Position in die Position AUS zu
schalten. Dabei wird der Hilfshebel 10 gegen den Handgriff 5 gedrückt um die Beschränkung des
Drehhebels 17 aufzuheben, und der Kontakthalter 14d des Hilfsschalters 14 wird von der
Rückholfeder 14f in die Ausschaltstellung gekippt, wodurch die Hilfskontakte geöffnet werden. Danach wird,
ähnlich dem zuvor beschriebenen Einschaltvorgang, der Hilfshebel 10 so niedergedrückt, daß der
Handgriff 5 in die Position EIN geschaltet wird, wodurch die Hilfskontakte des Hilfsschalters 14 der
Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 vor den Hauptkontakten des Kontaktmechanismus 2a des
Leistungsschalters eingeschaltet werden. Man beachte, daß falls die Hauptstromkreisspannung beim
Wiedereinschalten des Leistungsschalters nicht zum Normalwert zurückgekehrt ist, der Auslösehebel 15 von der Feder 16 infolge der schwachen magnetischen Anziehung durch den
Elektromagneten 13 nach unten gedrückt wird, so daß der Leistungsschalter erneut einen Auslösevorgang
ausführt.
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Der Aufbau einer herkömmlichen Unterspannungsauslöseeinrichtung mit voreilendem Hilfsschalter,
angewendet bei einem Leistungsschalter mit einem Drehhandgriff, ist in den Fig. 9(a) und (b)
dargestellt. Diese Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 ist in der Druckschrift DE 197 54 072 C1
offenbart.
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Die Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 in diesen Figuren ist grundsätzlich die gleiche wie die in
Fig. 8 gezeigte. Allerdings ist ein Betätigungshebel 14d-1, der an dem oberen Ende des
Kontakthalters 14d des Hilfsschalters 14 montiert ist, seitlich aus dem Baugruppengehäuse 11 so
herausgeführt, daß er in das Innere des Leistungsschalters 1 ragt. In dieser Position ist die Spitze des Hebels
mit einem Antriebshebel 18 des Leistungsschalters gekoppelt, der sich in Kopplung mit dem
Drehhandgriff 5 bewegt. Genauer gesagt ist der Drehhandgriff 5 des Leistungsschalters mit dem
Antriebshebel 18 über einen Rücksetznocken 5a verbunden. Während des Einschaltvorgangs des
Handgriffs 5 wird dadurch der Kontakthalter 14d des Hilfsschalters 14 in der
Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 über den Rücksetznocken 5a und den Antriebshebel 18 in Schließrichtung
angetrieben. Der Drehhandgriff 5 ist mit dem Kniehebelmechanismus des Schaltschlosses (siehe Fig. 5 und
6) des Leistungsschalters über einen Zahnradmechanismus gekoppelt.
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Wenn der Handgriff 5 im Gegenuhrzeigersinn aus der Position AUS in Richtung auf die Position EIN
gedreht wird, um den Leistungsschalter 1 einzuschalten, drückt der Rücksetznocken 5a, der sich
zusammen mit dem Handgriff 5 dreht, den Antriebshebel 18 im Verlauf des Einschaltvorgangs und
bewirkt, daß sich der Antriebshebel 18 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Dadurch drückt der
Antriebshebel 18 den Betätigungshebel 14d-1 zum Antrieb des Kontakthalters 14d des Hilfsschalters
14 aus der Ausschaltposition in die Einschaltposition. Wenn der Handgriff 5 während des
Rücksetzvorgangs nach einem Auslösevorgang des Leistungsschalters in die Position AUS gedreht wird,
kehrt der Antriebshebel 18 aufgrund der Rückholfeder zur Ausschaltstellung zurück, und der
Kontakthalter 14d der Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 wird von der Rückholfeder 14f in die
Ausschaltstellung geschwenkt, wodurch die Hilfskontakte geöffnet werden und der Stromkreis für
den Elektromagneten 13 unterbrochen wird.
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Beim Aufbau und der Handhabung dieser herkömmlichen Unterspannungsauslöseeinrichtung mit
voreilendem Hilfsschalter existieren die nachfolgenden Probleme.
- 1. Die Kopplung, durch die der Kontakthalter 14d des Hilfsschalters 14 mit dem Handgriff 5 des
Leistungsschalters gekoppelt ist, um Einschalt- und Ausschaltvorgänge auszuführen, unterscheidet
sich erheblich zwischen der Unterspannungsauslöseeinrichtung für einen Leistungsschalter mit
einem kipphebelartigen Handgriff (siehe Fig. 7 und 8) und der Unterspannungsauslöseeinrichtung für
einen Leistungsschalter mit einem Drehhandgriff (siehe Fig. 9). Die Hersteller müssen daher zwei
Arten von Unterspannungsauslöseeinrichtungen entsprechend dem Kipphebel-Handgriff und dem
Drehhandgriff als Leistungsschalterzusatzteile auf Lager halten, was die Herstellungskosten erhöht.
- 2. Bei einem Leistungsschalter mit Drehhandgriff muß der Antriebshebel 18 getrennt vom
Handgriffsmechanismus installiert werden, damit der Leistungsschalter 1 der
Unterspannungsauslöseeinrichtung entspricht. Als Folge davon nimmt die Teilezahl zu und der Aufbau wird kompliziert, was die
Kosten des Leistungsschalters in die Höhe treibt.
- 3. Es gibt auch ein Problem der Handhabung, wenn die Unterspannungsauslöseeinrichtung am
Leistungsschalter montiert werden soll. Im ausgeschalteten Zustand vor der Verbindung mit dem
Hauptschaltungskreis ist der Elektromagnet 13 der Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 stromlos,
und der Auslösehebel 15 (siehe Fig. 8 und 9) wird von einer Federvorspannung in die
Auslöseposition gedrückt, wodurch der Hebelstift, der das Gehäuse vom oberen Ende des Auslösehebels her
durchdringt, um herausgeführt zu werden, seitlich abfällt. Im Leistungsschalter 1 wird die
Auslöseplatte 6 (siehe Fig. 5), die innerhalb des Schaltergehäuses installiert ist, von der Rückholfeder in
eine zurückgezogene Position nach oben gedrückt. Wenn daher versucht wird, die
Unterspannungsauslöseeinrichtung 8, so wie sie ist, an der Seitenfläche des Leistungsschalters 1 zu montieren,
stößt die Spitze des Hebelstifts des Auslösehebels 15 gegen die Seitenfläche der Auslöseplatte 6auf Seiten des Leistungsschalters und kann nicht in die vorgeschriebene Position eingeführt werden.
Techniker haben daher bislang ein Werkzeug, etwa einen Schraubendreher, benutzt, um die
Auslöseplatte 6 im Inneren des Gehäuses des Leistungsschalter nach unten zu drücken, und haben, unter
Aufrechterhaltung dieses Zustands, die Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 so montiert, daß der
Stift des Auslösehebels 15 in den oberen Abschnitt des Schulterabschnitts der Auslöseplatte 6
eingeführt werden kann. Diese Prozedur ist jedoch mühsam und aufwendig.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Unterspannungsauslöseeinrichtung mit einem
voreilenden Hilfsschalter zu schaffen, die entweder an einem Leistungsschalter mit einem
kipphebelartigen Handgriff oder einem Leistungsschalter mit einem Drehhandgriff montiert werden kann,
und die einen verbesserten Aufbau aufweist, derart daß sie leichter am Leistungsschalter montiert
werden kann, als dies beim Stand der Technik der Fall ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Unterspannungsauslöseeinrichtung gemäß
Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
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Der Schalthebel 3c, der sich zusammen mit dem Handgriff bewegt, wie unter Bezugnahme auf Fig. 6
erläutert wurde, ist im Schaltschloß des Leistungsschalters unabhängig von der Art des Handgriffs
installiert, und die Drehwelle 3c-1 des Schalthebels 3c dreht sich in Einschalt- und Ausschaltrichtung
in Verbindung mit Einschalt- und Ausschaltbetätigungen des Handgriffs und dem Auslösevorgang
des Leistungsschalters 1.
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Die Drehwelle dieses Schalthebels ist mit dem Hilfsschalter der in oben beschriebener Weise
aufgebauten Unterspannungsauslöseeinrichtung verbunden und mit den Einschalt/Ausschalt- und
Auslösevorgängen des Leistungsschalters ausgerichtet, um den Hilfsschalter zu öffnen bzw. zu
schließen. Durch Ausnutzung der Drehwelle des Schalthebels in dieser Weise kann eine
Unterspannungsauslöseeinrichtung mit identischem Aufbau sowohl für einen Leistungsschalter mit
kipphebelartigem Handgriff als auch einen Leistungsschalter mit Drehhandgriff verwendet werden. Wie ferner
bei dem obigen Aufbau beschrieben, wird die Drehwelle des Antriebshebels, die mit dem
Kontakthalter des Hilfsschalters verbunden ist, seitlich aus dem Gehäuse herausgeführt, um direkt mit
einem Ende der Welle des Schalthebels auf Seiten des Leistungsschalters verbunden zu werden,
wodurch die Teilezahl der Einrichtung verringert wird und sowohl ihr Aufbau als auch ihre Montage
vereinfacht werden.
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Durch die Weiterbildungen der Ansprüche 2 und 3 ruht in einem Zustand vor Anbringen der
Unterspannungsauslöseeinrichtung an dem Leistungsschalter (wenn also der Kontakthalter des
Hilfsschalters in der Ausschaltstellung ist und der mit ihm verbundene Antriebshebel ebenfalls in
seiner Ausschaltstellung ist) der Arm, der an dem Auslösehebel vorgesehen ist, auf dem Anschlag
des Antriebshebels derart, daß der Auslösehebel an dieser Höhe gehalten wird. Wenn folglich die
Unterspannungsauslöseeinrichtung am Leistungsschalter angebracht wird, kann die Montage leicht
ohne Schwierigkeiten und unter Vermeidung unnötiger gegenseitiger Störungen zwischen dem
vorderen Endstift des Auslösehebels, der von der Unterspannungsauslöseeinrichtung absteht, und
der Auslöseplatte auf Seiten des Leistungsschalters durchgeführt werden.
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Wenn der Leistungsschalter mit angesetzter Unterspannungsauslöseeinrichtung eingeschaltet wird,
schwenkt der Antriebshebel der Unterspannungsauslöseeinrichtung zusammen mit dem Schalthebel
des Schaltschlosses in Einschaltrichtung, wobei er sich von dem vorgenannten Arm löst und
dadurch die Blockierung des Auslösehebels aufhebt. Somit kann die Funktion der
Unterspannungsauslösung ohne Fehler ausgeführt werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Erläuterung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Es
zeigen:
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Fig. 1 den Innenaufbau einer Unterspannungsauslöseeinrichtung gemäß Ausführungsform 1 der
vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine Ansicht des Betriebszustands der
Unterspannungsauslöseeinrichtung entsprechend dem Ausschaltzustand des Leistungsschalters ist,
und (b) eine perspektivische Ansicht ist, die die Verbindung zwischen dem
Leistungsschalter und der Unterspannungsauslöseeinrichtung darstellt,
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Fig. 2 den Betriebszustand der Unterspannungsauslöseeinrichtung von Fig. 1 während des
Schaltens des Leistungsschalters vom Ausschaltzustand in den Einschaltzustand,
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Fig. 3 den Betriebszustand der Unterspannungsauslöseeinrichtung von Fig. 1 in einem dem
Einschaltzustand des Leistungsschalters entsprechenden Zustand,
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Fig. 4 den Betriebszustand der Unterspannungsauslöseeinrichtung, wenn die
Hauptstromkreisspannung bei eingeschaltetem Leistungsschalter abfällt,
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Fig. 5 den Aufbau eines Selbstschalters als eines Beispiels eines Leistungsschalters,
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Fig. 6 den Aufbau des Schaltschlosses in Fig. 5, wobei (a) eine perspektivische Ansicht des
gesamten Schaltschlosses mit einem kipphebelartigen Handgriff ist und (b) eine
perspektivische Ansicht des Schalthebels in Fig. 6(a) ist,
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Fig. 7 eine Außenansicht im Zustand, bei dem eine herkömmliche
Unterspannungsauslöseeinrichtung mit voreilendem Hilfsschalter an einem Leistungsschalter mit kipphebelartigem
Handgriff montiert ist, wobei (a) und (b) eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht sind,
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Fig. 8 eine Ansicht des internen Aufbaus der Unterspannungsauslöseeinrichtung von Fig. 7,
wobei (a) und (b) eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht sind, und
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Fig. 9 eine Ansicht des internen Aufbaus einer herkömmlichen
Unterspannungsauslöseeinrichtung mit voreilendem Hilfsschalter, angesetzt an einen Leistungsschalter mit
Drehhandgriff, wobei (a) und (b) eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4
beschrieben. Darin sind Elemente, die solchen in den Fig. 6 und 8 entsprechen, mit denselben
Bezugszahlen versehen und werden nicht noch einmal beschrieben.
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Der Aufbau der Hauptelemente der Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 mit voreilendem
Hilfsschalter gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist grundsätzlich der gleiche wie der der
herkömmlichen Einrichtung mit Ausnahme der Tatsache, daß der Rücksetzhebel 9, der Hilfshebel 10
und der Drehhebel 17, die in Fig. 8 gezeigt sind nicht vorgesehen sind und daß als alternatives
Element dafür ein Antriebshebel 19 mit der oberen Endseite des Kontakthalters 14d des voreilenden
Hilfsschalters 14 verbunden und an dessen Seite montiert ist.
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Wie in Fig. 1 (b) gezeigt ist die Spitze einer Drehwelle 19a, die mit dem unteren Ende des
Antriebshebels 19 verbunden ist, seitlich vom Baugruppengehäuse 11 der
Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 herausgeführt, das heißt auf der dem Leistungsschalter 1 zugewandten Seite. An der
vorderen Spitze der Drehwelle 19a ist in einer Richtung senkrecht dazu ein Vorsprung ausgebildet,
der eine Oldham-Kupplung bildet, die mit der Drehwelle 3c-1 des Schalthebels 3c (siehe Fig. 6) des
Schaltschlosses 3 im Leistungsschalter 1 verbindbar ist bzw. verbunden wird. Die obere Endseite
dieses Hebels ist L-förmig als ein Anschlag 19b für den Auslösehebel 15 ausgebildet. Der
Antriebshebel 19 besitzt ferner einen Antriebsstift 19c, der zur Rückseite des Kontakthalters 14d hin absteht.
In der Ausschaltposition, die in Fig. 1 dargestellt ist, steht der Antriebshebel 19 aufrecht, so daß sein
Anschlag 19b an einem Arm 15a anstößt, der seitlich vom Auslösehebel 15 absteht, womit
sichergestellt ist, daß der Auslösehebel 15 nicht aus der Auslöseposition H nach unten fällt, sondern in
dieser Position blockiert wird.
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Wenn bei dem obigen Aufbau die Unterspannungsauslöseeinrichtung an der Seitenfläche des
Leistungsschalters 1 montiert werden soll, wird die Drehwelle 19a des Antriebshebels 19, die seitlich
vom Baugruppengehäuse 11 der Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 absteht, mit der Drehwelle
3c-1 des Schalthebels 3c, der Bestandteil des Schaltschlosses 3 des Leistungsschalters ist, durch
Formschluß verbunden. Ein abstehender Auslösestift 15b, der vom oberen Ende des Auslösehebels
15 aus (welcher vom Anschlag 19b des Antriebshebels 19 in oberer Position gehalten wird) das
Baugruppengehäuse 11 durchsetzt, ist dem oberen Abschnitt des Schulterabschnitts der
Auslöseplatte 6 zugewandt, die im Leistungsschalter 1 montiert ist, ohne an die Auslöseplatte 6 anzustoßen.
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Fig. 1 zeigt den Leistungsschalter 1 in einem Ausschaltzustand, in welchem der Antriebshebel 19,
der mit der Schalthebel-Drehwelle 3c-1 des Schaftschlosses 3 verbunden ist, in der in der Zeichnung
dargestellten Position festgehalten wird, und der Kontakthalter 14d des Hilfsschalters 14 von der
Rückholfeder 14f in die Ausschaltstellung gespannt ist. Demzufolge ist der Elektromagnet 13 in
diesem Zustand stromlos, und es besteht keine magnetische Anziehungskraft. Wie jedoch oben
erwähnt, wird der Arm 15a des Auslösehebels 15 vom Anschlag 19b des Antriebshebels 19 in der
Auslöseposition H gehalten, so daß die Auslöseplatte 6 des Leistungsschalters 1 nicht nach unten
gestoßen wird und damit der in Fig. 6(a) gezeigte Verriegelungsmechanismus im Eingriffszustand
gehalten wird.
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Wenn der Handgriff 5 des Leistungsschalters 1 zur Position EIN geschaltet wird, dreht sich der
Schalthebel 3c des Schaltschlosses 3 zusammen mit einer Betätigung des Handgriffs im
Uhrzeigersinn, und diese Bewegung wird über die Drehwelle 3c-1 und die Drehwelle 19a auf den
Antriebshebel 19 der Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 übertragen derart, daß sich der Antriebshebel 19 im
Uhrzeigersinn um die Drehwelle 19a als Schwenkpunkt verschwenkt, wie in Fig. 2 gezeigt. Als
Ergebnis wird der Kontakthalter 14d des Hilfsschalters 14 über den Antriebsstift 19c in die
Einschaltposition getrieben, so daß der Hilfsschalter 14 eingeschaltet wird, bevor der
Kontaktmechanismus 2a (siehe Fig. 5) des Leistungsschalters 1 geschlossen wird. Dadurch wird der Stromkreis
zum Elektromagneten 13 geschlossen und die Hauptstromkreisspannung an die Spule des
Elektromagneten angelegt. Man beachte, daß der Anschlag 19b des Antriebshebels 19 den Auslösehebel
15 in der Auslöseposition H verriegelt, bis der Hilfsschalter 14 eingeschaltet ist.
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Nachfolgend wird gemäß Darstellung in Fig. 3, wenn sich der Kontaktmechanismus 2a des
Leistungsschalters schließt und den Leistungsschalter in den geschlossenen Zustand bringt, der
Anschlag 19b des Antriebshebels 19 der Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 vom Arm 15a des
Auslösehebels 15 gelöst. In diesem Moment ist jedoch der Elektromagnet 13 erregt, so daß
magnetische Anziehungskraft auf den Anker 13a einwirkt und, sofern die Hauptstromkreisspannung
im normalen Bereich liegt, der Auslösehebel 15 von der Magnetkraft des Elektromagneten 13 und
entgegen der Feder 16 nach oben in die Auslösefreigabeposition gestoßen wird, womit als Folge der
Leistungsschalter 1 im Einschaltzustand verbleibt.
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Wenn andererseits ein Einschaltvorgang des Leistungsschalters 1 ausgeführt wird, während die
Hauptstromkreisspannung anomal niedrig ist, sind die Vorgänge die gleichen wie oben von Fig. 1 zu
Fig. 2 beschrieben, wobei jedoch dann, wenn die Spannung sinkt, die magnetische Anziehungskraft
des Elektromagneten 13 kleiner wird. Folglich ist der Auslösehebel 15 der Federkraft der Feder 16
ausgesetzt und fällt aufgrund dieser Federkraft nach unten, wenn der Eingriff zwischen dem
Auslösehebel 15 und dem Antriebshebel 19 beendet wird, wie in Fig. 4 gezeigt. Dadurch stößt der
Auslösestift 15b (siehe Fig. 1 (b)) am Auslösehebel 15 die Auslöseplatte 6 auf Seiten des
Leistungsschalters nach unten und veranlaßt, daß der Leistungsschalter einen Auslösevorgang ausführt.
Anders ausgedrückt, wenn die Spannung des Hauptstromkreises ungewöhnlich abgefallen ist, kann
die Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 den Leistungsschalter 1 nicht aktivieren, das heißt nicht
einschalten.
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Wenn die Spannung des Hauptstromkreises ungewöhnlich abfällt, während der Leistungsschalter
eingeschaltet ist und leitet, arbeitet die Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 in ähnlicher Weise wie
oben beschrieben um zu veranlassen, daß der Leistungsschalter 1 einen Auslösevorgang ausführt.
Wenn der Leistungsschalter 1 einen Auslösevorgang ausführt, dreht sich die Drehwelle 3c-1 des
Schalthebels 3c des Schaltschlosses 3 im Gegenuhrzeigersinn, so daß auch der Antriebshebel 19
der Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 sich zusammen damit im Gegenuhrzeigersinn dreht. Als
Folge kehrt der Kontakthalter 14d des Hilfsschalters 14 in die Ausschaltstellung zurück und
unterbricht den Strom zum Elektromagneten 13. Als Teil der Rücksetz- und Einschaltvorgänge des
Leistungsschalters 1 bewegt der Anschlag 19b des Antriebshebels 19 sich unter die Unterseite des
Arms 15a des Auslösehebels 15, um den Auslösehebel 15 nach oben in die Auslösefreigabeposition
zu stoßen.
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Zur Reaktivierung des Leistungsschalters 1 nach einem Auslösevorgang wird der Handgriff 5 von
der die Auslösung anzeigenden Position in die Position AUS bewegt, um den
Verriegelungsmechanismus des Schaltschlosses 3 zurückzusetzen. Wenn dann der Handgriff 5 erneut in die Position
EIN geschaltet wird, schaltet die Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 von dem in Fig. 1 gezeigten
Ausschaltzustand zu dem in Fig. 3 gezeigten Einschaltzustand.
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Es ist anzumerken, daß, wenn ein Überstrom durch den Leistungsschalter 1 fließt und einen
Auslösevorgang auslöst, der Antriebshebel 19 der Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 sich in oben
beschriebener Weise von der Einschaltposition in die Ausschaltposition bewegt, und zwar
zusammen mit der Betätigung des Schaltschlosses 3, wodurch der Hilfsschalter 14 ausgeschaltet wird. In
ähnlicher Weise schaltet der Hilfsschalter 14 der Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 in Verbindung
mit einem Ausschaltvorgang das Schaltschloß 3 aus, wenn der Leistungsschalter durch
Handgriffbetätigung von EIN nach AUS geschaltet wird.
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Bei dem in der Figur (Fig. 1) gezeigten Ausführungsbeispiel ist die
Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 bei einem Leistungsschalter mit einem kipphebelartigen Handgriff eingesetzt. Die Art des
Handgriffs spielt jedoch keine Rolle, weshalb die Unterspannungsauslöseeinrichtung 8 direkt auch
bei einem Leistungsschalter mit einem Drehhandgriff eingesetzt werden kann. Außerdem ist bei der
Unterspannungsauslöseeinrichtung der vorliegenden Erfindung der Hilfsschalter 14 mit der
Drehwelle 3c-1 des Schalthebels 3c des Schaltschlosses 3 des Leistungsschalters über den Antriebshebel 19 verbunden, so daß keine Notwendigkeit besteht, den Antriebshebelmechanismus 18
vorzusehen, der bei dem in Fig. 9 gezeigten Leistungsschalter 1 mit dem Drehhandgriff 5 verbunden
ist.
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Mit der beschriebenen Erfindung lassen sich die folgenden Vorteile und Wirkungen erzielen.
- 1. Dadurch, daß ein Antriebshebel für den Ein-Aus-Betrieb vorgesehen ist, der mit einem
Kontakthalter eines Hilfsschalters in einer Unterspannungsauslöseeinrichtung verbunden ist und das ein
Ende der Drehwelle dieses Hebels seitlich aus dem Gehäuse herausgeführt ist, wird die Drehwelle
des Antriebshebels, wenn die Unterspannungsauslöseeinrichtung an den Leistungsschalter montiert
wird, mit einem Wellenende eines Schalthebels im Schaltschloß des Leistungsschalters verbunden,
wodurch der Hilfsschalter gekoppelt mit der Bewegung des Schalthebels beim Einschalten des
Leistungsschalters eingeschaltet wird.
Aus gleichem Grund kann eine identische Unterspannungsauslöseeinrichtung unabhängig davon
eingesetzt werden, ob der Handgriff des Leistungsschalters ein kipphebelartiger Handgriff oder ein
Drehhandgriff ist. Somit besteht keine Notwendigkeit für die Hersteller, unterschiedliche
Unterspannungsauslöseeinrichtungen für diese beide Arten von Leistungsschalterhandgriffen vorzusehen, wie
dies in der Vergangenheit der Fall war. Wenn die Unterspannungsauslöseeinrichtung an einem
Leistungsschalter befestigt wird, wird die Drehwelle des Antriebshebels, der mit dem Hilfsschalter
verbunden ist, direkt mit der Schalthebelwelle des Leistungsschalters verbunden, so daß die
Einrichtung mit einer geringen Teilezahl aufgebaut werden kann und daher die Produktionskosten
entsprechend gering sind.
- 2. Bei der Ausbildung gemäß Anspruch 2, bei der ein Auslösehebel, der sich nach oben und unten
bewegt und mit einem Elektromagneten gekoppelt ist, in der Auslösefreigabeposition in der Mitte
zwischen der Ausschaltstellung und der Einschaltstellung des Leistungsschalters festgehalten wird,
wobei der zuvor genannte Antriebshebel als Anschlag dient, besteht keine Gefahr, daß ein Stift des
Auslösehebels, der von der Unterspannungsauslöseeinrichtung absteht, den Leistungsschalter bzw.
dessen Arbeitsweise dadurch beeinträchtigt, daß er an die Endfläche der Auslöseplatte des
Leistungsschalters anstößt, wenn die Unterspannungsauslöseeinrichtung am Leistungsschalter
montiert wird. Mühsame Abläufe, die sich als Folge davon ergeben, wie etwa das Herunterdrücken
der Auslöseplatte des Leistungsschalters ein zweites Mal, werden unnötig, was heißt, daß die
Montagearbeit der Unterspannungsauslöseeinrichtung leicht ausgeführt werden kann. Mit der
Ausnahme der Zeit bei einem Auslösevorgang, wenn die Spannung des Hauptstromkreises abfällt,
können unnötige Auslösevorgänge des Verriegelungsmechanismus, der im Schaltschloß des
Leistungsschalters vorgesehen ist, vermieden werden, da der Auslösehebel in einer wirkungslosen
Position blockiert wird.