DE1028671B - Hebelschaltwerk fuer UEberstrom-Selbstschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Hebelschaltwerke für Überstrom-Selbstschalter mit einem zwischen Betätigungshebel und Schaltwelle angeordneten Kniehebel sowie in dessen Knie angelenktem und andernends stationär gelagertem, in eingeschaltetem Zustand nahezu durchgestrecktem zweitem Kniehebel und setzt sich die Erreichung hoher Auslöse- und Eichgenauigkeit durch derartige Ausgestaltung der Kinematik des Schaltwerkes zum Ziel, daß die Überstromauslösekraft am Drehkeil möglichst klein sowie unabhängig von allen auf die Schaltwelle selbst wirkenden Kräften — wie Kontaktdruck und Schaltkraft — ist.

Es sind bereits durch Überstrom auslösbare Selbstschalter mit Freiauslösung bekannt, die aus einem zwischen Schaltwelle und Antriebswelle angeordneten Gestänge von vier Gelenklaschen bestehen, bei denen der Gelenkzapfen der beiden mittleren Gelenklaschen des Gestänges zwecks Verminderung des Stützdruckes auf die Auslösewelle derart über einen Kniehebel an einen Festpunkt angelenkt ist, daß in der Einschaltstellung die von der Auslösewelle abgestützte Lasche mit der daran angelenkten Lasche einen spitzen Winkel einschließt.

Weiter ist ein kinematisch ähnliches Hebelschaltwerk für Überstrom-Selbstschalter bekannt, bei dem beide Schenkel eines Kniehebels je unter Wirkung des Spannschalters bzw. einer besonderen Speicherfeder stehen und dabei ein Schenkel über den Drehpunkt des Kniehebels hinaus als starrer Winkelhebel verlängert ist, dessen Ende in die Kulisse eines einarmigen Hebels eingreift, der auf dem durch das Auslöseorgan betätigten Drehkeil aufruht.

In beiden Fällen wird jedoch der ganze — z. B. durch Abnutzung der Kontakte — veränderliche Kontaktdruck bzw. das die Schaltwelle im Betriebe belastende Moment von der Auslöseklinke auf die sehr kleine Rastfläche des Drehkeiles direkt übertragen; diese Kraftübertragung ist zwar gegebenenfalls sehr stark untersetzt, erfolgt aber jedenfalls proportional zum veränderlichen Kontaktdruck, also mit verhältnismäßig großem Flächendruck, im ersten Falle auch ohne Zuhilfenahme einer Speicherfeder. Stützdruck und somit Auslösekraft am Drehkeil bleiben daher von der an sich veränderlichen Schaltkraft abhängig, wodurch aber wieder die Eichgenauigkeit als auch die Lebensdauer der stark beanspruchten Verklinkungsstelle verringert sowie der Verwendungsbereich derartiger Schaltgeräte in verschiedener Hinsicht begrenzt wird; so macht z. B. bei sogenannten Berührungsschutzschaltern mit Auslösung durch Fehlerspannung die Einstellung infolge der erforderlichen Empfindlichkeit erhebliche, zeitraubende Schwierigkeiten.

Diesem Stande der Technik gegenüber erfolgt nun Hebelschaltwerk
für Überstrom-Selbstschalter

Anmelder:

Dr. Eduard Schrack, Wien

Vertreter: Dr. phil. W. P. Radt, Patentanwalt,
ίο Bochum, Heinrich-König-Str. 12

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 24. November 1964

Dr. Eduard Schrack, Wien,
ist als Erfinder genannt worden

nach der Erfindung bei Hebelschaltwerken für Überstrom-Selbstschalter mit einem zwischen Betätigungshebel und Schaltwelle angeordneten Kniehebel sowie in dessen Knie angelenktem und am anderen Ende stationär gelagertem, in eingeschaltetem Zustande nahezu durchgestrecktem zweitem Kniehebel die Auslösung dadurch, daß sich in eingeschaltetem Zustande das Knie dieses zweiten Kniehebels auf einem — die Hauptverklinkung der Überstromauslösung bildenden — Vorsprung des Auslösehebels abstützt und daß dieser Auslösehebel mittels einer Speicherfeder am vom Auslöseorgan angetriebenen Drehkeil nur mit geringstem konstantem — also von den Kräften der Schaltwelle unabhängigem -— Stützdruck anliegt, wobei diese zweite Rast lediglich als Hilfsentklinkungsstelle zur indirekten Auslösung der Hauptverklinkung dient.

Bei dem erfindungsgemäßen Hebelschaltwerk wird also eine sogenannte Hauptverklinkung indirekt ausgelöst mittels einer Hilfsentklinkungsstelle unter Zuhilfenahme einer Speicherfeder; die Schaltkraft wird also nur mehr auf diese Hauptverklinkungsstelle — Knie des zweiten Kniehebels — proportional übertragen, wogegen die Rast des Auslösehebels am Drehkeil lediglich als Hilfsentklinkungsstelle dient, deren Stützdruck daher von den auf die Schaltwelle wirkenden veränderlichen Kräften überhaupt unbeeinflußt bleibt und nunmehr ausschließlich von der Speicherfeder abhängt, somit also konstant bleibt; Haupt- und Hilfsentklinkung gehen daher in überaus eleganter Weise völlig unmerklich ineinander über.

Diese völlige Unabhängigkeit der Auslösekraft am Drehkeil von der auf das Hebelschaltwerk wirkenden

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Schaltkraft gewährleistet aber die Erfüllung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabenstellung, nämlich eine erhebliche Erhöhung der Auslöse- und Eichgenauigkeit des Überstrom-Selbstschalters.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Auslösehebel mit einer gekröpften Kulisse versehen, an deren Kröpfung sich der zweite Kniehebel mittels einer Rolle abstützt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung

irische, um den Drehpunkt des Auslösehebels 5 angeordnete Torsionsfeder 21 vorgesehen, die nach erfolgter Auslösung die Rückführung des Kulissenhebels 5 in die Ausgangslage der Fig. 3 bewirkt.

Die Wirkungsweise dieses Hebelwerkes ist nun die, daß der Aufstützpunkt der Rolle 19 des Kniehebels 16-17 als Hauptverklinkung der Überstromauslösung wirkt und die Rast des Kulissenhebels 5 am Drehkeil 4 lediglich als Hilfsentklinkungsstelle zur 'in

ning versehen ist.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels eines Hebelschaltwerkes beschrieben, das in

Fig. 1 in eingeschaltetem Zustande, in

Fig. 2 in einer Übergangsstellung nach erfolgter Überstromauslösung bei in Einschaltstellung festgehaltenem Betätigungshebel und schließlich in

Fig. 3 in der Endlage nach erfolgter Abschaltung

ist der Auslösehebel zweckmäßig zweiarmig und die io direkten Auslösung dieser Hauptverklinkung dient. Speicherfeder als zwischen dessen zweitem Arm und Diese an sich mechanisch empfindliche Rast des einem Arm eines auf der Schaltwelle aufgesetzten Kulissenhebels 5 am Drehkeil 4 ist aber nunmehr vor Winkelhebels angeordnete Zugfeder ausgebildet, die allem wesentlich geringer — d. h. nur mit einem vorzugsweise an einem Ende mit einer Langlochfüh- Bruchteil der bisherigen Kraft — und außerdem durch

15 die stets gleich gespannte Speicherfeder 20 derart gleichmäßig angedrückt, daß auch die erforderliche Auslösekraft unverändert bleibt und daher einwandfrei einstellbar ist. Daß die eigentliche Hauptentklinkung des Hebelschaltwerkes nun nicht mehr durch 20 plötzliche Freigabe des Kulissenhebels 5 vom Drehkeil 4, sondern durch Abrollen der Rolle 19 auf der Kurvenbahn der Kulisse 15 erfolgt, ist jedoch ohne Belang, da dieses Abrollen nicht durch einen langsam vordringenden — z. B. thermischen — Auslöser, sdn-

und losgelassenem Betätigungshebel bzw. nach nor- 25 dem durch die gespannte Speicherfeder 20 tatsächmaler Ausschaltung von Hand aus dargestellt ist. lieh in MikroSekunden erzwungen wird.

In der Platine 1 sind die die nicht eingezeichneten Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, daß

Schaltkontakte tragende Schaltwelle 2 sowie der mit nicht nur die Auflage des Kulissenhebels 5 am Drehdem Griff 3' versehene scheibenförmige Betätigungs- keil 4, sondern auch diejenige der Rolle 19 auf der hebel 3, ferner der mit irgendeinem nicht darge- 30 Kröpfung 15' weitgehend entlastet ist, da die in stellten —■ wie z. B. elektromagnetischen oder ther- Längsrichtung des nahezu gestreckten zweiten Kniemischen —· Auslöseorgan gekoppelte halbzylindrische hebeis 16-17 wirkenden Kräfte größtenteils von dessen Drehkeil 4 und schließlich der mit diesem zusammen- stationärem Lager 18 aufgenommen werden und der wirkende Kulissenhebel 5 gelagert. Das Übertra- Auflagedruck der Rolle 19 nur von einer sehr gegungsgestänge zwischen Betätigungshebel und Schalt- 35 ringen Komponente gebildet wird, welle besteht aus dem einerseits an der Scheibe 3 des Danach ergibt sich folgende Wirkungsweise dies

Betätigungshebels im Drehpunkt 6 und andererseits erfindungsgemäßeni Hebelschaltwerkes: an einem Arm eines auf die Schaltwelle 2 aufge- Bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung ist dter

setzten Winkelhebels 7 im Drehpunkt 8 angelenkten Schalter geschlossen, die Abreißfeder 12 gespannt, Kniehebels 9-10, dessen Knie 11 mit dem Gestänge 40 der Kulissenhebei 5 wird durch die gleichfalls gedes Auslösemechanismus in Verbindung ist. spannte Speicherfeder 20 an den. Drehkeil 4 angelegt,

',Soweit ist die Anordnung bekannt. Hierbei steht und der erste Kniehebel 9-10 wird düirch die Gegemder. erste Kniehebel 9-lQ unter der doppelten Einwir- kraft des mit seiner Rolle 19 in nahezu gestreckter. kung von Federkräften, 'und zwar wirkt einerseits auf Lage an der Kröpfung 15' des Kulissenhebels 5 abgeden Drehpunkt 8 die um-die Schaltwelle 2 gelegte Ab- 45 stützten zweiten Kniehebais am seitlichen Einknicken reißfeder 12 mittels des Hebelarmes7', andererseits gebindert; dadurch, können sich also weder die At wirkt auf den Drehpunkt 6 eine nicht dargestellte reißfeder 12 noch: die· nicht eingezeichnete Torsions-Feder, welche den Betätigungshebel 3 im Uhrzeiger- feder des Betätigungshebels 3 entspannen, sinne zu drehen bestrebt ist. Der Winkelhebel 7 ist Wird aber nun bei Überschreiten einer kritischen

ferner mit einem radialen. Ansatz 13 versehen, der 50 Stromstärke der Drehkeil 4 von dem betreffenden — durch Anlage an einen Anschlag 14 die Entspannung nicht eingezeichneten — Auslöseorgan gedreht, so beder Abreißfeder 12 begrenzt. Diesen Federkräften wirkt dies eine Entriegelung des Kulissenhebels 5., entgegen wird der Kniehebel 9-10 von einer in dessen oberer Arm unter Wirkung der Zugfeder 20 seinem Knie 11 angreifenden und in der Kulisse 15 nach links schnellt und dadurch die Hauptverklinkung des Kulissenhebels 5 geführten Stange 16 gespannt 55 der Rolle 19 auf der Kröpfung 15' löst, so daß die gehalten. Rolle entlang der Kurvenbahn der Kulisse einlaufen

Im Knie 11 dieses ersten Kniehebels 9-10 ist ein kann und durch Nachgeben des zweiten Kniehebels zweiter, am anderen Ende bei 18 in der Platine 1 ge- 16-17 auch der erste — beiderseits unter Federspanlagerter Kniehebel 16-17 angelenkt, der sich mit einer nung stehende — Kniehebel 9-10 nach links einknickt, an seinem Knie angebrachten Rolle 19 an der Kröp- 60 wodurch der mit der Schaltwelle 2 verbundene Schaltfung 15' der gekröpften Kulisse 15 des Kulissen- hebel 7' bis zum Anliegen des Ansatzes 13 am Anhebeis 5 abstützt. Der Kulissenhebel 5 ist zweckmäßig schlag 14 angehoben und somit der Schalter geöffnet zweiarmig ausgebildet und sein zweiter freier Arm 5' wird. Diese in Fig. 2 dargestellte Lage ist jedoch unmittels der als Zugfeder ausgebildeten Speicherfeder stabil und besteht nur für eine außerordentlich kurze 20 mit dem zweiten Arm 7" des auf der Schaltwelle 2 65 Zeit, denn auch die Torsionsfeder des Betätigungsaufgesetzten Winkelhebels 7 verbunden, wobei das hebeis 3 kommt nun zur Wirkung, wodurch im ersten eine Ende dieser Speicherfeder als in Längsrichtung Moment der obere Endpunkt des Kulissenhebels 5 noch offene Schlaufe 20' ausgebildet ist, um bei Auslösung etwas nach links geschoben, im weiteren Verlauf der des Schalters eine unerwünschte Stößelwirkung der Drehung der Scheibe 3 aber wieder nach rechts zuFeder zu verhindern. Schließlich ist eine konzen- 70 rückgezogen wird. Fig. 2 zeigt also eine Übergangs-

stellung, bei der die Unterbrechung des Stromes schon stattgefunden hat, das Überstromauslöseorgan aber noch nicht in seine Ruhelage zurückgegangen ist.

Unmittelbar anschließend schnappt — wie in Fig. 3 dargestellt — die Scheibe 3 des Betätigungshebels mit dem Handgriff 3' in die Ausschaltstellung nach rechts, und der Drehkeil 4 kehrt unter dem Einfluß des infolge der Stromunterbrechung auch wieder abgefallenen oder entspannten Auslöseorgans in die ursprüngliche — mit Fig. 1 übereinstimmende — Lage zurück, beide Rasten der Überstrotnauslösung sind wieder verklinkt, d. h. der Kulissenhebel 5 durch den Drehkeil verriegelt und die Rolle 19 auf die Kröpfung 15' aufgelegt. Nur Abreißfeder 12 und Speicherfeder 20 sind entspannt und ebenso auch die beiden Kniehebel 9-10 und 16-17. Durch Umlegen des Handgriffes 3' entgegen dem Uhrzeigersinne wird wieder die Einschaltstellung gemäß Fig. 1 hergestellt.

Claims (4)

PaTENTANSPKÜCHE:

1. Hebelschaltwerk für Überstrom-Selbstschalter mit einem zwischen Betätigungshebel und Schaltwelle angeordneten Kniehebel sowie in dessen Knie angelenktem und am anderen Ende stationär gelagertem, in eingeschaltetem Zustande nahezu durchgestrecktem zweitem Kniehebel, dadurch gekennzeichnet, daß sich in eingeschaltetem Zustande das Knie (19) dieses zweiten Kniehebels (16-17) auf einem — die Hauptverklinkung der Über-Stromauslösung bildenden — Vorsprung (15') des Auslösehebels (5) abstützt und daß dieser Auslösehebel mittels einer Speicherfeder (20) am vom Auslöseorgan angetriebenen Drehkeil (4) nur mit geringstem konstantem — also von den Kräften der Schaltwelle (2) unabhängigem — Stützdruck anliegt, wobei diese zweite Rast lediglich als Hilfsentklinkungsstelle zur indirekten Auslösung der Hauptverklinkung (15' bis 19) dient.

2. Hebelschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösehebel (5) mit einer gekröpften Kulisse (15) versehen ist, an deren Kröpfung (15') sich der zweite Kniehebel (16-17) mittels einer Rolle (19) abstützt.

3. Hebelschaltwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösehebel (5) zweckmäßig zweiarmig (5-5') und die Speicherfeder (20) als zwischen dessen zweitem Arm (5') und einem Arm (7") eines auf der Schaltwelle (2) aufgesetzten Winkelhebels (7) angeordnete Zugfeder ausgebildet, die vorzugsweise an einem Ende mit einer vorzugsweise als Drahtschlaufe (20') ausgebildeten Langlochführung versehen ist.

4. Hebelschaltwerk nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückholfeder zur Rückführung des Auslösehebels (5) in die Ausgangslage vorgesehen und vorzugsweise als konzentrisch um den Drehpunkt des Auslösehebels angeordnete Torsionsfeder (21) ausgebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 729 802, 598 452;
österreichische Patentschrift Nr. 162 845;
SSW-Betriebsvorschrift B 910, SGO-Nr. 4253/
SW 1240 fw.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 507/301 4.58