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Schaltschloß für elektrische Schutzschalter Die Erfindung betrifft
ein Schaltschloß für elektrische Schutzschalter, bei dem ein in der Ruhestellung
verklinkter Auslösehebel nach Ansprechen einer messenden oder nicht messenden Auslöseeinrichtung
nach einem Freiweg auf eine Klinke einwirkt und dadurch die Kontakttrennung herbeiführt.
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Bekanntlich ist bei elektrischen Schaltgeräten mit beispielsweise
elektromagnetischer oder thermischer Auslösung das Problem zu lösen, die häufig
nur kleine zur Verfügung stehende Auslöseenergie zur Entklinkung mechanischer Auslöseelemente
heranzuziehen. Es ist versucht worden, diese Aufgabe durch mechanisch überempfindliche
und daher störanfällige Ausleseeinrichtungen oder durchVerwendung von elektromagnetisch
oder elektronisch wirkenden Verstärkungsgliedern zu lösen. So ist es bekannt, bei
einem Fehlerstromschutzschalter, bei dem die Federkraft unmittelbar in voller Stärke
auf die Verklinkungsstelle einwirkt, dem Auslösemagnet ein hochempfindliches Relais
zuzuordnen. Dieses spricht auf den Fehlerstrom an und legt die Spule des Auslösemagnets
an eine andere Spannungsquelle, damit die im Auslösemagnet zur Verfügung stehenden
Auslösekräfte die Reibungskräfte an der Verklinkungsstelle überwinden können. Weiterhin
ist auch bekannt, zur Herabsetzung der Eigenzeit eines Installationsselbstschalters
einen Kniehebelmechanismus zu verwenden, bei dem in der Einschaltstellung des Schalters
eine geringe Übertotpunktlage des Kniegelenkes sich einstellt, um den Klinkendruck
kleinzuhalten. Bei Überstromschaltern ist aber im Auslösefalle die zur Verfügung
stehende Energie so groß, daß keine Verstärkungseinrichtungen notwendig sind. Somit
kommt bei diesen Schaltgeräten die Verringerung der Reibungskräfte nur der Eigenzeit
zugute.
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Wenn bei Schaltgeräten mit elektromagnetischer oder thermischerAuslöseeinrichtung
auf Verstärkungseinrichtungen verzichtet werden kann, so ist beispielsweise bei
den sogenannten Fehlerstromschutzschaltern die Benutzung von Verstärkungsgliedern
meist nicht zu umgehen. Bei den letztgenannten Schaltgeräten besteht die Forderung,
daß eine Auslösung bereits bei äußerst geringen Auslöseströmen erfolgen muß, um
Menschenleben nicht zu gefährden. Sowohl die überempfindliche Einstellung der Auslöseeinrichtung
als auch die Verwendung von Verstärkungsgliedern haben jedoch Nachteile, die entweder
zu im Betrieb nicht brauchbaren Schaltgeräten führen oder diese erheblich verteuern.
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Mit der Erfindung wird ein Weg gewiesen, der zeigt, daß durch geeignete
Ausführung des Schaltschlosses selbst kleine zur Verfügung stehende Auslöseenergien
zu in der Praxis brauchbaren Schalt-geräten führen, bei denen die vorgenannten
Nachteile vermieden werden können. Es wird daher ein Schaltschloß für insbesondere
auf Fehlerspannungen und Fehlerströme ansprechende elektrische Schutzschalter, bei
dem ein in der Ruhestellung verklinkter, starrer und annähernd mittig gelagerter
Auslösehebel nach Ansprechen einer messenden oder nicht - messenden Auslöseeinrichtung
nach einem Freiweg auf eine einen Einschaltstößel verrastende Klinke einwirkt und
dadurch die Kontakttrennung herbeiführt, vorgeschlagen, bei dem erfindungsgemäß
eine solche Anordnung vom Lagerpunkt des Auslösehebels und von Lager- und Angriffspunkt
eines auf diesen einwirkenden federnden Gliedes getroffen ist, daß diese Punkte
annähernd auf einer Geraden liegen, so daß der an der Verklinkungsstelle zwischen
einem Auslöseorgan und dem Auslösehebel auftretende Klinkendruck klein ist, die
zur Auslösung des Schutzschalters zur Verfügung stehende Energie jedoch mit zunehmendem
Drehwinkel des Auslösehebels stark anwächst. Hierbei wird ein starrer gerader Auslösehebel
verwendet, dessen Lagerpunkt mit den beiden Befestigungspunkten des Federkraftspeichers
annähernd auf einer Geraden liegt. Die Ausbildung des federnden Gliedes geschieht
nach der weiteren Erfindung als Drehfeder. Auch soll gemäß weiterer Verbesserung
der Einschaltstößel des Schutzschalters mit einer Nase und einem Rückholarm ausgerüstet
sein. Außerdem ist es vorteilhaft, zur Begrenzung der Bewegungen des Ankers, des
Auslösehebels und des Einschaltstößels feste Anschläge vorzusehen.
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Der wesentliche Vorteil der Auslöseeinrichtung nach der Erfindung
liegt darin, daß ein das Schaltgerät zwangläufig verteuerndes Verstärkungsglied
nicht erforderlich ist und im Ruhezustand des Schalters die Kraftausübung der Ausschaltfeder
am kleinsten ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß gleichzeitig mit der Ausschaltung
des Gerätes der Auslösemechanismus
in die Bereitschaftsstellung
zurückgeführt wird, so daß nach Wiedereinschaltung bei noch bestehendem Fehler in
der Anlage eine neue Auslösung unverzögert stattfinden kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In Fig. 1 ist das Schaltschloß in seinen wesentlichen Teilen wiedergegeben; Fig.2
zeigt in Verbindung mit einem Teil des Schaltschlosses die Abhängigkeit des Drehmomentes
vom Drehwinkel in Form eines Diagramms.
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Mit 1 ist ein Elektromagnet bezeichnet, dessen Anker 2 drehbar an
einem Schenkel 3 gelagert ist. Mit dem Anker 2 arbeitet ein Auslösehebel 4 zusammen,
der an ihm im normalen Betrieb bei 5 verklinkt ist. Der Hebel 4 ist im Lager 6 drehbar
gehalten und steht unter dem Einfluß einer Drehfeder 7, deren einer Schenkel 8 in
einem ortsfesten Lagerbock 9 befestigt ist und deren freier Schenkel 10 am Hebel
4 bei 11 angreift.
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Der Einschaltstößel 12 ist in den Wandungen 13 und 14 verschiebbar
gelagert. Das eine Ende des Stößels trägt den Einschaltdruckknopf 15, während das
andere Ende zwischen der Kontaktdruckfeder 16 und der Ausschaltfeder 17 die Kontaktbrücke
18 aufnimmt. Die beweglichen Kontakte arbeiten mit den festen Kontaktstücken 19
zusammen. Der Stößel ist ferner mit einer Nase 20 versehen, die in eingeschaltetem
Zustand an einer Klinke 21, die unter dem Einfluß der Feder 22 steht, verrastet.
Der Stößel 12 weist ferner einen Rückholarm 23 auf. Zur Begrenzung der Wege des
Ankers 2, des Auslösehebels 4 und des Einschaltstößels 12 sind ortsfeste Anschläge
24 bis 26 vorgesehen.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Wird der Elektromagnet 1 erregt, so
zieht der Kern den Anker 2 an, wodurch der Auslösehebel 4 frei wird. Das Drehmoment,
das die Feder 7 auf den Auslösehebel ausübt, ist bei Beginn der Auslösebewegung
sehr klein, da die Lagerpunkte 6-9-11 annähernd auf einer Geraden liegen. Mit zunehmendem
Drehwinkel des Auslösehebels ist eine ständige Zunahme des Drehmoments verbunden,
da die Verbindungslinie der Punkte 6 und 11 sich stetig von dem ortsfesten Lager
9 entfernt. Die Feder 7 ist so weit vorgespannt, daß die ihr zugeordnete geringe
Wegänderung nur eine unmerkliche Schwächung der Federkraft hervorruft, d. h., das
Drehmoment steigt steil an bei abnehmender Federkraft. Wenn der Hebel 4 am Ende
seines Weges auf die Klinke 21 auftrifft, ist seine Energie so groß, daß mit Sicherheit
die Verklinkung 20, 21 gelöst wird. Dadurch wird die Nase 20 des Einschaltstößels
12 frei, der daraufhin durch die Feder 17 in die Ausschaltstellung gebracht wird.
Gleichzeitig bewegt sich der Rückholarm 23 des Einschaltstößels über das ortsfeste
Lager 6 hinweg und dreht den Auslösehebel 4 so weit zurück, daß er mit dem Anker
2 wieder verklinken kann. Ebenfalls wird die Feder 7 für eine neue Auslösung gespannt.
Wird jetzt der Stößel 12 wieder in die Einschaltstellung gebracht, so wird er durch
die Nase 20 und die Klinke 21 arretiert, wobei die Verklinkung zwischen dem Anker
2 und dem Auslösehebel 4 bestehenbleibt. Durch Erregen des Elektromagnets 1 kann
eine erneute Auslösung eingeleitet werden.
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Fig. 2 zeigt noch einmal in vergrößerter Darstellung die Anordnung
der Lagerpunkte 6, 9 und 11 auf dem Auslösehebel 4 und läßt erkennen, wie nach der
Ent klinkung von Anker 2 und Auslösehebel 4 mit zunehmendem Drehwinkel das Drehmoment
stark anwächst.
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Die Auslöseeinrichtung nach der Erfindung kann in allen Schaltgeräten
Verwendung finden, bei denen die geringe zur Verfügung stehende Auslöseenergie bisher
den Einbau eines Verstärkungsgliedes erforderte. Es sei noch erwähnt, daß die Auslösung
nicht nur durch elektromagnetische Auslöser, sondern durch jede andere Auslöseeinrichtung
vorgenommen werden kann.
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Ebenfalls kann an Stelle der am Auslösehebel eingreifenden Drehfeder
auch beispielsweise eine Blattfeder vorgesehen werden. Insbesondere und mit großem
Vorteil ist diese Einrichtung für Fehlerstrom-und Fehlerspannungs-Schutzschalter
geeignet.