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Schnappschaltwerk für elektrische Schalter Die Erfindung betrifft
ein Schnappschaltwerk, insbesondere für Schutzschalter mit thermischer und magnetischer
Auslösung, mit einem beweglichen, zwischen zwei Anschlägen um einen spitzen Winkel
schwenkbaren Schaltglied, das mittels einer Zugfeder betätigbar ist, die mit einem
Ende an diesem Schaltglied und mit dem anderen Ende mittels eines Bolzens in einer
schlitzförmigen Führungsbahn eines zwischen zwei Anschlägen schwenkbar gelagerten
Schloßteiles eingehängt ist, dessen Schwenkwinkel mit seiner öffnung in die entgegengesetzte
Richtung weist als der Schwenkwinkel des Schaltgliedes, wobei beim Ein-und Ausschaltvorgang
durch das Schwenken des Schloßteiles nach Überschreiten eines Totpunktes, an dem
die Zugfeder ihre größte Länge und damit höchste Spannung erreicht hat, der Bolzen
mit hoher Geschwindigkeit an das jeweilige Ende der Führungsbahn springt und dabei
über die Zugfeder das Schaltglied in Ein- bzw. Ausschaltstellung mitnimmt.
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Es ist bereits eine Kraftspeicher-Schaltvorrichtung mit Freiauslösung
für elektrische Schalter bekannt, bei der nach Aufladung des Kraftspeichers ein
drehbares Hebelsystem das Schaltglied immer mit der gleichen Kraft einschaltet.
Das Hebelsystem wird durch eine scherenartige Anordnung von zwei Hebeln gebildet,
die mit dem einen Ende des einen Scherenhebels um eine feste Drehachse gelagert
ist, während an dem entsprechenden Ende des anderen Scherenhebels die Feder angreift.
Die beiden anderen Enden der Scherenhebel umschließen den Kurbelzapfen und bewegen
diesen wechselweise im Sinn des Ein- und Ausschaltens. Der gleiche Kraftspeicher,
der die Einschaltung vollzieht, führt auch die Ausschaltung durch. Bei dieser bekannten
Anordnung wird jedoch kein Schnappschaltwerk verwendet, so daß ziemlich lange Ausschaltzeiten
mit ihren Nachteilen in Kauf genommen werden müssen.
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Weiterhin ist ein überstromausschalter mit Schnappschaltwerk bekannt,
der mit einem federvorgespannten Hebelsystem zum öffnen und Schließen der Kontakte
ausgestattet ist. Es sind zwei jeweils zwischen zwei Endstellungen bewegliche Schnapphebeleinrichtungen
vorgesehen, von denen die erste mit dem Schaltglied verbunden ist. Ferner weist
der Schalter eine die beiden Schnapphebeleinrichtungen verbindende Feder, ein Verriegelungsglied
zum Verriegeln der ersten Schnapphebeleinrichtung und zum Halten beider Schnapphebeleinrichtungen
in ihrer ersten Stellung entgegen der Kraft der gespannten Feder auf. Die Freigabe
des Verriegelungsgliedes durch die Auslöseeinrichtung gestattet dabei der Feder,
die erste und die zweite Schnapphebeleinrichtung nacheinander in ihre zweite Stellung
zu bewegen und dabei das Schaltglied zu öffnen. Eine Führung an der zweiten Schnapphebeleinrichtung
bewirkt, daß bei der Bewegung der zweiten Schnapphebeleinrichtung in ihre zweite
Endstellung das Verriegelungsglied die erste Schnapphebeleinrichtung verriegelt.
Eine von den beiden Schnapphebeleinrichtungen unabhängige Einrichtung führt die
zweite Schnapphebeleinrichtung in ihre erste Stellung zurück, bei der die Feder
die verriegelte erste Schnapphebeleinrichtung in ihre erste Stellung zurückführt,
um das Schaltglied zu schließen. Dieser bekannte Schalter ist kompliziert im Aufbau.
Der komplizierte Aufbau hat neben hohen Herstellungskosten auch zur Folge, daß dort
beim Schaltvorgang erhebliche Massen bewegt werden müssen, was sich ungünstig auf
die Ausschaltzeit auswirkt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schloßkonstruktion zu schaffen,
die einen sehr kurzen Ausschaltverzug ergibt, wobei gleichzeitig die Abnutzungserscheinungen,
insbesondere an den Verklinkungsstellen so gut wie ausgeschaltet sind.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung auf vorteilhafte Weise dadurch
gelöst, daß durch ein Betätigungsorgan, das über einen an ihm schwenkbar gelagerten
und an ihm durch einen Anschlag abgestützten Mitnahmehebel unter der Wirkung einer
zweiten Totpunktfeder steht, während seiner Einschaltbewegung über den Mitnahmehebel
mit seinem bügelförmigen Ende und über einen unter der Wirkung von Zugfedern stehenden
und zwischen dem bügelförmigen Ende des Mitnahmehebels und dem beweglichen Schloßteil
eingeklemmten Bolzen das bewegliche Schloßteil über den Totpunkt beider Zugfedern
schwenkbar ist und daß nach Beendigung der Einschaltbewegung des Betätigungsorgans
die Klemmung des Bolzens durch die rückläufige Bewegung des Betätigungsorgans lösbar
ist und daß in an sich bekannter
Weise ein Ansatz des beweglichen
Schloßteiles durch die Eipschaltbewegnng des Betätigungsorgans über ein Verklinkungsteil
hinwegführbar ist und durch die rückläufige Bewegung des Betätigungsorgans nach
dem dadurch bewirkten Aufsetzer. des Ansatzes auf das Verklinkungsteil die erste
Zugfeder zur Betätigung des Schaltgliedes in Einschaltrichtung frei ist.
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Der erfindungsgemäße Schalter hat den Vorteil, daß er beim Ausschaltvorgang
durch einen Auslöser betätigt werden kann. Beim eigentlichen Schaltvorgang brauchen
nur das Schaltglied, die Feder, der Bolzen und das Schloßteil bewegt zu werden,
wodurch die zu beschleunigenden Massen auf ein Minimünn beschränkt sind. Die dreiteilige
Ausführung des Schaltschlosses gewährleistet infolge der selbsttätigen Klemmung
des Bolzens einen reibungslosen Ablauf der Schaltvorgänge.
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Die Führungsbahn im Schloßteil ist in vorteilhafter Weise von einem
Langloch gebildet, in dem ein mit dem Federende verbundener Bolzen gleitet, an dem
ein am Ende bügelförmig ausgebildeter Mitnahmehebel angreift. Dieser Mitnahmehebel
ist als ein zweiarmiger Hebel am Betätigungsorgan schwenkbar zwischen zwei Anschlägen
gelagert und steht ebenfalls unter der Wirkung einer Totpunktfeder. Das Betätigungsorgan
kann von einem Schalthebel gebildet sein, der Anschläge für den Mitnahmehebel aufweist
sowie eine Verlängerung besitzt, die auf das Verklinkungsteil einwirkt und dieses
aus der Sperrstellung bewegt. Das mit dem Langloch versehene Schloßteil, der zweiarmige
Mitnahmehebel sowie der Schalthebel des Betätigungsorgans sind von U-förmigen Teilen
gebildet, deren Schenkel die parallel zueinander verlaufenden Hebelarme bilden.
Die wirksamen Teile des Schaltschlosses bewegen sich also gleichmäßig in zwei parallelen
Ebenen. Das bewegliche Schloßteil ist drehbeweglich in einem Punkt gelagert, der
gleichzeitig Drehpunkt für den Schalthebel ist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Schaltglied schneidenförmig
im Schaltersockel gelagert, wobei die zwischen Schaltglied und Schaltschloß vorgesehene
Totpunktfeder die Halterung des Schaltschlosses im Sockel bewirkt.
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Bei der Einschaltbewegung des Betätigungsorgans greift also der am
Betätigungsorgan gelagerte Mitnahmehebel am Bolzen der Totpunktfeder an. Das bügelförmige
Ende des Mitnahmehebels legt sich dabei so um den Bolzen, daß dieser während der
Einschaltbewegung zwischen der Führungsbahn des Langloches und dem Mitnahmehebel
festgeklemmt wird. Auf diese Weise wird auch das bewegliche Schloßteil mitbewegt.
Nach Erreichung der Endstellung des Betätigungsorgans und bei geringer rückläufiger
Bewegung desselben legt sich die Klinke des beweglichen Schloßteiles auf das Verklinkungsteil
auf. Dadurch wird die Verklemmung des Bolzens aufgehoben, der jetzt unter dem Einfluß
der Totpunktfeder in die andere Endstellung des Langloches springt. Die Drehpunkte
für den Schalthebel und für das bewegliche Schloßteil befinden sich an zwei ortsfesten
parallel angeordneten Platinen, die durch die Totpunktfeder im Sockel gehalten werden.
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Die Einschaltung dieses Schaltschlosses weicht von der herkömmlichen
Einschaltweise insofern ab, als ein Schließen der Kontakte erst dann erfolgt, wenn.
wie bereits bemerkt, der Einschaltdruck am Betätigungsorgan nachläßt, so daß die
Verklinkungsteile zusammentreffen können. Wird diese Einschaltart nicht gewünscht,
sondern soll die Einschaltung allein durch Betätigen des Einschalthebels in einer
Richtung erfolgen, so kann dies nach der weiteren Erfindung ebenfalls in einfacher
Weise erreicht werden. Zu diesem Zweck braucht am Schalthebel nur ein weiterer Hebel
angreifen, der an einer Schaltwelle exzentrisch zu einem zweiten Hebel drehbar gelagert
ist, wobei der zweite Hebel mit der Schaltwelle in drehfester Verbindung steht und
über eine Feder auf ersteren Hebel einwirkt. Diese beiden zusätzlichen Hebel liegen
zweckmäßig in einer Ebene senkrecht zu der der Schloßteile und parallel zum Gerätesockel.
Der exzentrisch auf der Schaltwelle sitzende Hebel wirkt mit einem Anschlag am Gehäuse
zusammen. Die Anordnung hat die Wirkung, daß dieser exzentrisch gelagerte, mit dem
Schalthebel zusammenwirkende Hebel gegen Ende der Einschaltbewegung der Schaltwelle
eine rückläufige Bewegung ausführt, so daß dann die Einschaltbewegung des Schaltgliedes
zustande kommt.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, die auf ein Ausführungsbeispiel Bezug nimmt. In der Zeichnung zeigen
F i g. 1 bis 4 verschiedene Stellungen der Schloß-und Schaltteile in einer Seitenansicht
des Schaltschlosses; F i g. 5 zeigt eine Vorderansicht des Schaltschlosses mit Schaltgliedern
und Gerätesockel; F i g. 6 und 7 zeigen in zwei Ansichten die zusätzliche Schalteinrichtung.
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Der Aufbau des Schlosses ist folgendermaßen: An der Platine
1 ist im Punkt 2 der Schalthebel 3 gelagert, der aus dem Hebelarm
4 und dem Hebelarm 5 besteht. Das obere Ende 6 des Hebelarmes 4 ist als Handhabe
ausgebildet. Die Platine 1 ist am schraffiert gezeichneten Gerätesockel 7
auf eine Art gehalten, die später noch erläutert wird. Das feste Schaltstück ist
mit 8 bezeichnet. Das bewegliche Schaltstück 9 befindet sich am Schaltglied
10, das in seiner Ausschaltstellung an einem Anschlag 11 anliegt.
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Am Hebelarm 4 des Schalthebels 3 ist im Punkt 12
der doppelarmige
Mitnahmehebel 13 gelagert, dessen einer Hebelarm 14 eine Abbiegung 15 aufweist,
deren Zweck nachher erläutert wird. Der Hebelarm 16 des Mitnahmehebels 13
wirkt mit einem Anschlag 17 am H_ ebelarm 4 des Schalthebels 3 zusammen.
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Ferner wirkt der Hebelarm 16 des Mitnahmehebels 13 mit einem Anschlag
18 zusammen, der sich an dem beweglichen Schloßteil 19 befindet, das ebenso wie
der Schalthebel 3 im Punkt 2 drehbar gelagert ist. Das bewegliche Schloßteil 19
weist eine langlochförmige Ausnehmung 20 auf, die eine Führungsbahn 21 für
einen Bolzen 22 bildet, mit dem die Totpunktfeder 23 verbunden ist. Das andere Ende
der Totpunktfeder 23 greift am Schaltglied 10 an. Die Feder ist in den Figuren mit
einer strichpunktierten Linie angedeutet. Das Schaltglied 10 ist in einer
nicht näher gezeichneten Weise im Gerätesockel 7 schneidenförmig gelagert. Am beweglichen
Schloßteil 19 befindet sich ferner ein Ansatz 24, der mit der Platine 1 zusammenwirkt.
Eine Verlängerung 25 des beweglichen Schloßteiles ist als Klinke ausgebildet und
kann sich an dem schwenkbar angeordneten Verklinkungsteil 26 abstützen. Dieses Verklinkungsteil
26 wird sowohl von den thermischen als auch den magnetischen Auslösern beeinflußt.
Mit einem nockenförmigen An-
Satz 27 des Verklinkungsteiles 26 wirkt
ein am Schalthebel 3 vorgesehener Verlängerungshebel 28 zum Zweck der Handauslösung
zusammen. Der Mitnahmehebel 13 steht ebenfalls unter der Wirkung einer Totpunktfeder
29, deren unteres Ende im Sockel verankert ist und so damit dazu beiträgt, daß das
Schaltschloß im Sockel gehalten wird. Diese Halterung des Schaltschlosses im Sockel
besorgt ferner auch die Schaltfeder 24.
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In F i g. 1 ist die Ausgangs-, d. h. die Ausschaltstellung gezeigt.
Beim Einschalten wird der Schalthebel 3 im Gegenuhrzeigersinn bewegt. Bei dieser
Bewegung greift der Schalthebel 13 mit seiner Abbiegung 15 am Bolzen 22 an.
Die Kraftkomponente des Bügels 13 auf den Bolzen 22 ist derart, daß dieser sich
im Langloch 20 nicht bewegt, sondern in diesem festgeklemmt wird, so daß über den
Bolzen 22 das bewegliche Schloßteil 19 ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn bewegt wird.
Die Schloßteile kommen so in die Stellung nach F i g. 2, in welcher sich das Betätigungsorgan
3 mit einem Ansatz 45 an der Platine 1 anlegt. Die Klinke 25 am beweglichen Schloßteil
19 ist in eine Stellung oberhalb des Verklinkungsteiles 26 gelangt. Das bewegliche
Schaltglied 10 befindet sich noch in seiner Ausschaltstellung. Wird nun der Druck
auf den Schalthebel 3 nachgelassen, so kann sich die Klinke 25 auf das Verklinkungsteil
26 aufsetzen. Dieses Aufsetzen erfolgt jedoch langsam, so daß auch nach vielen Einschaltungen
die Klinkennase nicht beschädigt wird. Stützt sich also das bewegliche Schloßteil
19 durch die Klinke 25 ab, so läßt damit der Druck auf den Bolzen 22 nach, der daher
in diesem Moment freigegeben wird und nun durch die Schräge der Führungsbahn 21
und durch die Totpunktfeder 23 schlagartig nach dem anderen Ende des Langloches
20 gelangt. Dabei erfolgt die plötzliche Kontaktschließung. Diese Einschaltstellung
zeigt F i g. 3. Der Mitnahmehebel 13 ist bei der Einschaltbewegung über den Anschlag
17 am Schalthebel 3 bewegt worden, wie aus F i g. 2 ersichtlich. Nach Wirksamwerden
der Verklinkung und Bewegen des Bolzen 22 nach links, nämlich in die in F i g. 3
gezeigte Stellung, wird der Mitnahmehebel 13 unter der Wirkung seiner Totpunktfeder
29 in die in F i g. 3 gezeigte Stellung gebracht, in welcher seine als Federaufhängung
dienende Abbiegung 46 am Anschlag 47 des Betätigungshebels 3 anliegt.
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Die Ausschaltung erfolgt, sobald das Klinkenteil 26 aus seiner Sperrstellung
bewegt wird. Dies kann durch die nicht gezeichneten thermischen und magnetischen
Auslöser erfolgen. Bei Ausschaltung von Hand wird der Schalthebel 3 im Uhrzeigersinn
bewegt, wodurch die Verlängerung 28 auf den Nocken 27 einwirkt, so daß das Verklinkungsteil
26 ebenfalls aus seiner Sperrstellung gebracht wird. Ist die Verklinkung des Schloßteiles
19 aufgehoben, so führt dieses unter der Wirkung der Totpunktfeder 23 eine
Drehung im Uhrzeigersinn aus, wodurch die Totpunktfeder nun im Öffnungssinn auf
das Schaltglied 10 einwirkt. Diese Offenstellung ist in F i g. 4 dargestellt,
wobei jedoch der Schalthebel 3 selbst noch in seiner Einschaltstellung gehalten
gedacht ist. Die F i g. 4 zeigt also das Schaltschloß in Freiauslösung. Der Bolzen
22
würde zunächst von dem Hebelarm 5 des Schalthebels 3 aufgehalten werden,
d. h. aber, der Schalthebel 3 wird von dem Bolzen 22 sofort in seine Ausschaltstellung
mitgenommen, die wieder in F i g. 1 gegeben ist. Der Mitnahmehebel 13 gelangt durch
seine Totpunktfeder 29 wieder in die Bereitschaftsstellung, wobei diese Bewegung
noch dadurch unterstützt werden kann, daß ein Ansatz am Hebelarm 16 am beweglichen
Schloßtei119 derart gleitet, daß dadurch bereits eine Drehbewegung des Hebels 13
in seine Bereitschaftsstellung erfolgt.
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F i g. 5 zeigt eine Vorderansicht. Das Schloß ist so aufgebaut, daß
sämtliche Schloßteile in Form eines U
ausgebildet sind, wobei ihre in den
F i g. 1 bis 4 ersichtlichen Hebelarme in zwei parallelen Ebenen wirken. F i g.
5 läßt dies erkennen. Der Federbolzen 22 ist also in den Langlöchern der beiden
parallel verlaufenden Schenkel des beweglichen Schloßteiles 19 gelagert. Mit dem
Bolzen 22 sind die Federn 23 der Schaltglieder für alle drei Phasen verbunden.
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Damit die Einschaltung des Schaltgliedes auch bereits bei einem Endanschlag
des Betätigungsorgans erfolgt, ist eine Zusatzeinrichtung (F i g. 2, 6 und 7) vorgesehen,
die aus einem Hebel 30 besteht, der an einer Schaltwelle 31 exzentrisch gelagert
ist. Drehfest mit der Schaltwelle 31 ist ein Hebel 32 verbunden. Die Schaltwelle
31 kann im Gehäuse gelagert sein. Der mit der Schaltwelle 31 drehfest verbundene
Hebel 32 wirkt über eine Feder 33 auf den Hebel 30 ein. Zu diesem Zweck sind Ansätze
38, 39 an den Hebeln 30, 31 vorgesehen. Der Hebel 30 umgreift mit zwei Abbiegungen
34 die Handhabe 6 des Schalthebels 3. Die Hebel 30 und 32 stützen sich bei 35 aneinander
ab. Eine Verlängerung 36 des Hebels 30 kann mit einem Anschlag 37 am Gehäuse
zusammenwirken.
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Die Einschaltbewegung erfolgt durch Drehen der Schaltwelle
31 im Uhrzeigersinn. Über den Hebel 32, Feder 33 und Hebel 30 wird der Schalthebel
6 bis zu seinem Anschlag an die Platine 1 in die in F i g. 7 gezeichnete
Stellung mitgenommen. In dieser Stellung befindet sich der Schalthebel 3 in der
in F i g. 2 dargestellten Lage. Bei der Weiterdrehung der Schaltwelle 31 im Uhrzeigersinn
wird die Feder 33 zusammengedrückt. Durch die exzentrische Lagerung des Hebels 30
gelangt dessen Verlängerung 36 zur Anlage an den Anschlag 37. Da sich der Hebel
30 nun bei 37 abstützt, führt dieser bei Weiterdrehung der Welle 31 eine rückläufige
Bewegung an seinem linken Ende aus, so daß der Schalthebel 3 durch seine Federn
ebenfalls sich rückläufig bewegt. Die Klinke 35 kann sich daher auf das Verklinkungsteil
26 aufsetzen, wonach dann die schlagartige Einschaltbewegung des Schaltgliedes 10
erfolgt. Die Ausschaltbewegung der Welle 31 wird vom Hebel 32 über die Abstützung
35 auf den Hebel 30 übertragen, der wiederum den Schalthebel 3 so weit bewegt,
daß dessen Verlängerung 28 die Entklinkung herbeiführt.