DE1513366C3 - Elektrischer Schalter für Drehstromkreise - Google Patents

Description

wahl möglich ist, was sich auf die Dauerhaftigkeit und gegebenenfalls die Größe der möglichen Maßabweichungen günstig auswirkt. Ferner besteht der Vorteil, daß die elektrischen Verbindungen sich entsprechend den jeweiligen Erfordernissen herstellen lassen. Außerdem fallen für den Schalter besonders kleine Abmessungen und eine einfache Montage an.

Der erfindungsgemäße Schalteraufbau läßt es bei einer vorteilhaften Ausgestaltung zu, dem die Schaltbetätigungsmittel und die Schaltstücke umfassenden Gehäuseglied mehrere die Überwachungsmittel enthaltende Gehäuseglieder für je einen Stromkreis zuzuordnen. Damit wird einer oft gestellten Aufgabe in besonders einfacher Weise genügt, indem z. B. ein sich in mehrere Zweige gliedernder und mehrere Verbraueher versorgender Stromkreis ohne weiteres insgesamt unterbrochen werden kann, wenn in dem einen oder anderen Zweigstromkreis eine Abschaltung erforderlich wird. Dabei können die den Zweigstromkreisen zugeordneten elektrischen Leistungen beliebig voneinander abweichen.

Um die den jeweiligen Anforderungen entsprechenden Verbindungen freizügig in einfacher Art herstellen zu können, sieht eine weitere Ausgestaltung vor, das die Überwachungsmittel enthaltende Gehäuseglied für den Eingang und den Ausgang des Überwachungsmittels jeder Phase je mit einer Anschlußklemme auszurüsten.

In mechanischer Hinsicht ergibt sich für Schalter mit mehreren in sich vollständigen Überwachungsvorrichtungen ein besonders einfacher Aufbau, wenn das eine der die Überwachungsmittel enthaltenden Gehäuseglieder ein seine Überwachungsmittel nicht beeinflussendes bewegliches Hülsenglied zur Übertragung einer Auslösebewegung von dem nachgeschalteten Gehäuseglied auf das die Schaltbetätigungsmittel enthaltende Gehäuseglied führt. Eine hohe Ansprechempfindlichkeit wird bei solchen Ausführungen gewahrt, weil von der von einer der Überwachungsvorrichtungen geäußerten, zur Einleitung der Kontakttrennung bestimmten Kraft keine Anteile benötigt werden, um die beweglichen Glieder der anderen Überwachungsvorrichtungen mitzunehmen.

Die Gehäuseglieder können im übrigen verschiedenartig ausgeführt werden. Bei einer vorteilhaften Ausbildung weist das die Überwachungsmittel nicht aufweisende Gehäuseglied im Bereich einer Breitseite die Schaltstücke und im Bereich der anderen Breitseite die Schaltbetätigungsmittel auf. Damit ergeben sich ein einfacher und betriebssicherer Aufbau mit geringem Raumbedarf.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Schaltbetätigungsmittel weisen diese eine durch die Schalthandhabe drehbare Kulissenscheibe mit einer über einen Teil ihres Umfangs vom zur Drehachse zentrischen Verlauf abweichenden Ringnut auf, in die ein im Bereich des Verbindungsgelenkes zweier kniegelenkartig angeordneter Laschenglieder sitzender Mitnehmer faßt, wobei die kniegelenkartig verbundenen Laschenglieder einesends am Schieber für die Schaltbrücken und andernends an einem Arm eines am Gehäuseglied drehbar gelagerten Doppelhebels gelenkig gelagert sind und wobei mit dem zweiten Arm des Doppelhebels ein durch die Überwachungsmittel rückstellbarer Anschlag zusammenwirkt. Diese Ausgestaltung ergibt in besonders einfacher Weise die vorgesehene Funktion, bei der zur Herstellung der Betriebsbereitschaft nach einem selbsttätigen Auslösen des Schalters zunächst eine Stellung herbeigeführt werden muß, die der Ausschaltlage entspricht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Stirnansicht eines Schalters bzw. seines die Schaltstücke und die Stellmittel tragenden Gehäusegliedes,

F i g. 2 eine Rückansicht des in F i g. 1 dargestellten Gehäusegliedes mit den Schaltstücken,

F i g. 3 eine Breitseitenansicht eines eine in sich vollständige Überwachungsvorrichtung enthaltenden Gehäusegliedes,

Fig.4 einen Längsschnitt etwa gemäß der Linie IV-IVnach Fig. 1,

Fig.5 schematisch ein Schaltbild einer Motorenanordnung, für die der dargestellte Schalter geeignet ist.

Der dem Ausführungsbeispiel zugrundegelegte Schalter umfaßt im wesentlichen drei Gehäuseglieder 10, 11 und 12, die im Gebrauchszustand durch nicht gezeichnete Schrauben mit einer Stirndeckplatte 13 zusammengehalten werden. Der Schalter kann gemäß F i g. 5 dazu bestimmt sein, einen Hauptstromkreis an ein Netz zu legen, wobei der Hauptstromkreis sich in zwei Zweigstromkreise 14 und 15 teilt, die je einem Motor 16 und 17 zugeordnet sind, welche beliebig unterschiedliche Leistungsaufnahmen haben können. Dem in F i g. 5 mit 18 bezeichneten Schalter entspricht das Gehäuseglied 10, während die Gehäuseglieder 11 und 12 die in F i g. 5 mit 19 und 20 bezeichneten Überwachungsvorrichtungen umfassen. Wie insbesondere F i g. 1 zeigt, weist das Gehäuseglied 10 an seiner im Gebrauchszustand freiliegenden Stirnseite eingelagert eine drehbare Kulissenscheibe 21 auf, die eine in sich geschlossene Ringnut 22, 23 hat. Ein Teil der Ringnut 22, 23 verläuft konzentrisch zu der Drehachse der über einen Vierkant 24 durch eine Handhabe drehbaren Kulissenscheibe 21. Der andere Teil der Ringnut 22, 23 erstreckt sich als Sehne. In die Ringnut 22,23 faßt als Mitnehmer ein mit einer Rolle 25 versehener Gelenkzapfen 26 (F i g. 4), der einem Laschenglied 27 oder 28 angeformt sein kann. Die beiden Laschenglieder 27 und 28 sind vorzugsweise im Bereich des Gelenkzapfens 26 kniegelenkartig miteinander verbunden. Das freie Ende des Laschengliedes 28 ist über einen Zapfen 29 gelenkig mit einem Arm 30 eines Doppelhebels 31 verbunden, dessen anderer Arm 32 mit einem steuerbaren Anschlag 33 zusammenwirkt. Der steuerbare Anschlag 33 ist gemäß F i g. 4 als um einen Zapfen 34 schwenkbarer Doppelhebel ausgebildet, dessen zweiter Arm 35 durch eine vorgespannte Schraubendruckfeder 36 unterstützt ist. Auf den Arm 35 wirken die von den Überwachungsvorrichtungen im Fehlerfalle gegebenen Auslöseimpulse ein, wie noch erläutert werden wird. Das freie Ende des Laschengliedes 27 ist durch einen Zapfen 37 mit einem einen Durchbruch 38 des Gehäusegliedes 10 durchgreifenden Endteil 39 eines Schiebers 40 (Fig.4) gekuppelt, der, wie insbesondere F i g. 2 zeigt, hintereinanderliegend von drei durch Federn unterstützten Schaltbrücken 41 gequert wird. Den Schaltbrücken 41 sind je zwei feste Gegenkontaktstücke 42 und 43 zugeordnet, die je mit einer Anschlußklemme versehen sind. Der Schieber 40 ist schließlich durch eine vorgespannte Schraubendruckfeder 44 im Sinne einer Bewegung in die Offenstellung belastet.

In den beiden Gehäusegliedern U und 12 sind einseitig Ausnehmungen angeordnet, die je drei Bimetallstreifen 45 aufnehmen, welche eine Heizwicklung 46 tragen. Jeder Phase eines Zweigstromkreises 14

bzw. 15 ist ein solcher Bimetallstreifen zugeordnet. Die Überwachungszwecken dienenden Bimetallstreifenanordnungen sind je eingangs- und ausgangsseitig an Anschlußklemmen 47 und 48 angeschlossen. Die freien Enden der beheizten Bimetallstreifen 45 liegen mittels eines Justierzwecken dienenden drehbaren Exzenters 49 an einem Auslöseschieber 50 an (F i g. 3), der in dem Gehäuseglied längsverschiebbar gelagert und durch eine schwache vorgespannte, beispielsweise sein Eigengewicht abfangende Feder unterstützt sein kann. Eine solche Unterstützung ist jedoch nicht zwingend erforderlich.

Bei der dargestellten Ausführung sind die je eine in sich vollständige Überwachungsvorrichtung enthaltenden Gehäuseglieder 11 und 12 im wesentlichen übereinstimmend ausgebildet. Aus Zweckmäßigkeitsgründen sind den Gehäusegliedern 11 und 12 jedoch unterschiedliche Auslöseschieber zugeordnet. Wie insbesondere F i g. 4 zeigt, trägt der dem Gehäuseglied 12 eingegliederte Auslöseschieber 50 an einem aus dem Gehäuseglied vorragenden abgewinkelten Arm 51 eine Justierzwecken dienende Schraube 52. Dagegen ist in dem Gehäuseglied 11 ein Auslöseschieber 53 untergebracht, dessen aus dem Gehäuseglied vorragender Endteil 54 einen Einstellexzenter 55 aufweist. Der Einstellexzenter 55 begrenzt mit seinem in dem Endteil 54 verankerten Fuß, einen Schlitz 56 durchgreifend den freien Verschiebeweg eines auf dem Endteil 54 längsverschiebbaren Hülsengliedes 57, das unterseitig flanschartige Arme 58 und 59 hat. Der Arm 59 stützt sich, wie F i g. 4 zeigt, auf dem Arm 35 des den Anschlag 33 bildenden Doppelhebels ab, während der Arm 58 im Auslösefalle durch die Schraube 52 des Auslöseschiebers 50 mitgenommen wird.

Zum Verbinden des sich in die Zweigstromkreise 14 und 15 teilenden Hauptstromkreises wird, ausgehend von der in der F i g. 1 dargestellten Lage des Gestänges die Kulissenscheibe 21 gedreht, um den Mitnehmer (Rolle 25, Gelenkzapfen 26) in den zur Drehachse konzentrischen Bereich der Ringnut 22, 23 zu bringen. Hiermit wird der Gelenkbereich der Laschenglieder 27 und 28 in F i g. 1 nach rechts bewegt, so daß das Kniegelerik sich streckt. Nachdem der Doppelhebel 31 sich an den in der Wirkstellung befindlichen Anschlag 33 gelegt hat, kann sich der Zapfen 29 des Kniehebelgestänges nicht weiter bewegen; vielmehr muß der andere Zapfen 37 ausweichen, wobei der Schieber 40 im Sinne der Herstellung des Einschaltzustandes gegen die Schraubendruckfeder 44 mitgenommen wird. Über den konzentrisch verlaufenden Bereich der Ringnut 22, 23 kann die Kulissenscheibe 21 beliebig gedreht werden, ohne die Einschaltlage zu beeinflussen. Zum willkürlichen Ausschalten der Motoren 16,17 ist es erforderlich, in den Bereich des Mitnehmers (Rolle 25, Gelenkzapfen 26) wieder den sehnenartig verlaufenden Teil der Ringnut 22, 23 zu bringen, so daß das Kniehebelgestänge sich verkürzen kann, wobei unter Wirkung der Schraubendruckfeder 44 der Schieber 40 sich in die Ausschaltlage bewegt. Wenn die Kulissenscheibe 21 sich in der Einschaltstellung befindet, d. h. den Mitnehmer (Rolle 25, Gelenkzapfen 26) in einer Zone des konzentrisch verlaufenden Nutenbereiches der Ringnut 22, 23 hält, könnte an einem der Zweigstromkreise 14 bzw. 15 eine Überlastung auftreten. Es sei angenommen, daß einer der in dem Gehäuseglied 12 liegenden Bimetallstreifen 45 übermäßig erwärmt und gekrümmt wird. Dieser Bimetallstreifen zieht dann den Auslöseschieber 50 nach unten. Über die Schraube 52 wird dabei das Hülsenglied 57 mitgenommen, das wiederum über den flanschartigen Arm 59 auf den den Anschlag 33 bildenden Doppelhebel einwirkt, so daß beim Überschreiten einer Grenzbelastung der Anschlag 33 aus dem Wege des Armes 32 des Doppelhebels 31 geschwenkt wird. Damit verliert das Kniehebelgestänge seine die Einschaltlage sichernde Unterstützung und die Schraubendruckfeder 44 bewegt den Schieber 40 in die Ausgangsstellung zurück. Dabei schwenkt der in F i g. 1 dargestellte Doppelhebel 31 entgegen dem Uhrzeigersinn. Nach der Beseitigung des Fehlers, der zur Auslösung geführt hatte, ist es zur erneuten Herstellung der Betriebsbereitschaft zunächst erforderlich, die Kulissenscheibe 21 in die in F i g. 1 dargestellte Ausschaltlage zu drehen, da nur damit der Doppelhebel 31 wieder in eine Drehstellung zu bringen ist, aus der er den Anschlag 33 hintergreifen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter für Drehstromkreise mit zum Öffnen des Stromkreises willkürlich trennbaren, gegen eine Federbelastung durch Schaltbetätigungsmittel in die Einschaltlage überführbaren Schaltstükken und mit einer die Phasen des Stromkreises überwachenden Vorrichtung, die im Fehlerfall das Trennen der Schaltstücke selbsttätig einleitet und zum erneuten Einschalten ein Rückführen der Schalthandhabe in die Ausgangslage voraussetzt, wobei der Schalter mehrere hintereinander gelegte, Kammern enthaltende, etwa übereinstimmende Umrißformen aufweisende Gehäuseglieder umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die allen Phasen zugeordneten Schaltstücke (Schaltbrücke 41, Gegenkontaktstücke 42, 43) mit den Sehaltbetätigungsmitteln (21, 27, 28, 39, 40) einerseits und die einem Stromkreis zugeordneten Überwachungsmittel (z. B. Bimetallstreifen 45) andererseits je in einem selbständigen Gehäuseglied (10, 11, 12) untergebracht sind.

2. Schalter nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß dem die Schaltbetätigungsmittel (21, 27, 28,39,40) und die Schaltstücke (Schaltbrücke 41, Gegenkontaktstücke 42, 43) umfassenden Gehäuseglied (10) mehrere die Überwachungsmittel (z. B. Bimetallstreifen 45) enthaltende Gehäuseglieder (11, 12) für je einen Stromkreis zugeordnet sind.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Überwachungsmittel

(z. B. Bimetallstreifen 45) enthaltende Gehäuseglied (11, 12) für den Eingang und den Ausgang des Überwachungsmittels jeder Phase je eine Anschlußklemme (47,48) trägt.

4. Schalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine (Gehäuseglied 11) der die Überwachungsmittel (Bimetallstreifen 45) enthaltenden Gehäuseglieder (11,12) ein seine Überwachungsmittel nicht beeinflussendes bewegliches Hülsenglied (57) zur Übertragung einer Auslösebewegung von dem nachgeschalteten Gehäuseglied (12) auf das die Schaltbetätigungsmittel (21, 27, 28, 39,40) enthaltende Gehäuseglied (10) führt.

5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Überwachungsmittel (z. B. Bimetallstreifen 45) nicht aufweisende Gehäuseglied (10) im Bereich einer Breitseite die Schaltstücke (Schaltbrücke 41, Gegenkontaktstücke 42, 43) und im Bereich der anderen Breitseite die Schaltbetätigungsmittel (21,27,28,39,40) aufweist.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbetätigungsmittel eine durch die Schalthandhabe drehbare Kulissenscheibe (21) mit einer über einen Teil ihres Umfangs vom zur Drehachse zentrischen Verlauf abweichenden Ringnut (22, 23) aufweisen, in die ein im Bereich des Verbindungsgelenkes zweier kniegelenkartig angeordneter Laschenglieder (27, 28) sitzender Mitnehmer (Rolle 25, Gelenkzapfen 26) faßt, wobei die kniegelenkartig verbundenen Laschenglieder (27, 28) einesends am Schieber (40) für die Schaltbrücken (41) und andernends an einem Arm (30) eines am Gehäuseglied (10) drehbar gelagerten Doppelhebels (31) gelenkig gelagert sind und wobei mit dem zweiten Arm (32) des Doppelhebels (31) ein durch die Überwachungsmittel (z. B. Bimetallstreifen 45) rückstellbarer Anschlag (33) zusammenwirkt.

Die Erfindung bezieht sich auf einen für Drehstromkreise bestimmten elektrischen Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein derartiger Schalter ist aus der deutschen Auslegeschrift 10 65 026 bekannt. Bei diesem Schalter enthalten die Kammern jedes der das Gehäuse bildenden, aufeinandergeschichteten und übereinstimmende Umrißformen aufweisenden Elemente sowohl Schaltmittel als auch Überwachungsmittel und Auslösemittel. Diese Ausgestaltung führt zu ungünstigen Abmessungen und erschwert den jeweiligen Anforderungen gemäße Kombinationen der Elemente. Außerdem besteht die Gefahr ungünstiger Erwärmung auch der Stellmittel des Schalters, die zumindest die Auswahl der verwendbaren Werkstoffe beschränkt.

Die deutsche Auslegeschrift 10 40 655 und die schweizerische Patentschrift 3 05 241 beschreiben einen mehrpoligen Schalter mit paketartig aufeinandergeschichteten, gleiche Umrißformen aufweisenden Gehäuseelementen, die je nebeneinander Schaltkontakte und thermische Überstromauslöser enthalten. Auch solche Schalter genügen wegen ihres großen Raumbedarfs den praktischen Anforderungen nicht vollauf.

Die sich auf die vorerwähnte schweizerische Patentschrift 3 05 241 stützende schweizerische Patentschrift 3 25 741 sieht eine weitere Aufgliederung in Einzelelemente vor, gemäß der die einzelnen Schaltkontakte und die einzelnen Überwachungsmittel je in selbständigen Gehäuseelementen untergebracht sind. Dies ergibt eine große Zahl von Gehäuseelementen, die für den Bauaufwand und den Raumbedarf ungünstig ist.

Die deutsche Auslegeschrift 10 46 160 beschreibt ein Schaltschloß und eine Antriebsvorrichtung für Selbstschalter, bei dem auch jede willkürliche Kontakttrennung die Abstützung der selbsttätigen Auslösemittel löst, so daß das Gerät zum betriebsmäßigen Ein- und Ausschalten von Stromkreisen ungeeignet ist, weil die Funktionsgenauigkeit der selbsttätigen Auslösemittel zumindest nach einer gewissen Gebrauchsdauer verschleißbedingt den Anforderungen nicht mehr genügen würde.

Die österreichische Patentschrift 2 43 903 beschreibt eine Schaltanlage, deren einzelne Vorrichtungen je selbständig und teilweise mit freien Abständen an einem Träger befestigt sind. Eine solche Aggregation von Schaltvorrichtungen ist mit einem Paketschalter der im Gattungsbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art nicht vergleichbar. Sie würde es insbesondere erschweren, durch Überwachungsmittel ausgelöste mechanische Bewegungen auf die Schaltvorrichtungen zur Auslösung einer Kontakttrennung zu übertragen. Bei der bekannten Anlage sind diejenigen Geräte, die bei der Überwachung mechanische Impulse zur Auslösung liefern, in Taschen des Grundelements eingefügt. Möglichkeiten zur mechanischen Übertragung der Impulse sind nicht angegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 einfacher und mit kleineren Abmessungen aufzubauen, damit er wahlweise mannigfaltigen Anwendungszwecken dienen kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bei einem solchen Schalter bleibt die an den Überwachungsmitteln wie Bimetallauslösern während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs anfallende Wärme praktisch ohne Einfluß auf den die Schaltstücke bzw. die Stellelemente enthaltenden Teil, so daß in dieser Hinsicht eine freizügige Werkstoffaus-