DE1513472B2

DE1513472B2 - Kipphebelselbstschalter mit thermischer und elektromagnetischerueberstromausloesung

Info

Publication number: DE1513472B2
Application number: DE1965S0097623
Authority: DE
Inventors: James Hugh Cedar Rapids Ia Leonard (V St A )
Original assignee: Square D Co , Park Ridge, 1I (V St A)
Priority date: 1964-06-16
Filing date: 1965-06-15
Publication date: 1971-05-06
Also published as: GB1094379A; DE1513472C3; DE1788098B1; GB1094378A; US3341791A; FR1443514A; GB1094380A; DE1513472A1; GB1094377A

Description

I 513

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kipphebelselbstschalter mit thermischer und elektromagnetischer Überstromauslösung, mit an einem Ende eines an seinem anderen Ende schwenkbar gelagerten Kontaktarmes angeordneten Kontaktstücken, bei 5 dem der Kontaktarm mit dem Kipphebel über einen Kippfeder-Kniehebelmechanismus gekuppelt ist.

Schalter dieser Art sind in einigen Ausführungsformen bekannt (USA.-Patentschrift 3 003 046, französische Patentschrift 1 362 407). Insbesondere bei höheren Schaltleistungen wird eine verhältnismäßig große Schaltgenauigkeit verlangt, die zu entsprechenden Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit der Einzelteile des Schaltermechanismus führt. Es sind deshalb schon Schalter bekanntgeworden, bei denen Vorkehrungen getroffen sind, die es gestatten, den Kontaktabstand bei den einzelnen Schalterpolen nach der Montage einzujustieren. Bei in der USA.-Patentschrift 2 642 509 und der USA.-Patentschrift 2 647 187 beschriebenen Kipphebelselbstschaltern ist zu diesem Zwecke der Kontaktarm selbst in seiner Form veränderbar. Er weist ein randoffenes Loch auf, das zum Zwecke der Einjustierung aufweitbar ist, wodurch der Kontaktarm eine bleibende Verbiegung erfährt. Das Justieren des Kontaktabstandes durch Verbiegen des Kontaktarmes erfordert jedoch eine beträchtliche Sorgfalt; eine zu weitgehende Verbiegung kann, da es sich um eine plastische Formänderung handelt, nicht mehr ohne weiteres rückgängig gemacht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kipphebelselbstschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einfachem, betriebssicherem Aufbau es in einfacher Weise gestattet, herstellungsmäßig bedingte Toleranzen auszugleichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mit dem Kontaktarm im Bereich des von den Kontaktstücken abgewandten Endes des Kontaktarmes ein schwenkbar gelagerter Antriebsarm elastisch verbunden ist, dessen Schwenkachse auch die Schwenkachse für den Kontaktarm und den Kipphebel ist, daß der Antriebsarm an seinem freien Ende eine quer zu dem Kontaktarm und im wesentlichen parallel zu der dem Kontaktarm, dem Antriebsarm und dem Kipphebel gemeinsamen Schwenkachse verlaufende Querschiene trägt und daß die Verbindung zwischen dem Antriebsarm und dem Kippfeder-Kniehebelmechanismus einstellbar ist.

Durch entsprechende Einjustierung der einstellbaren Verbindung zwischen dem Antriebsarm und dem Kippfeder-Kniehebelmechanismus können herstellungsbedingte Toleranzen einwandfrei ausgeglichen werden, so daß eine exakte Funktion des Schalters gewährleistet ist.

Weitere vorteilhafte Merkmale des neuen Schälters sind Gegenstand der nachfolgenden Unteransprüche.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Kipphebelselbstschalter gemäß der Erfindung in der Draufsicht, wobei einige im Schalterinneren angeordnete Teile gestrichelt angedeutet sind,

F i g. 2 den Schalter nach F i g. 1 in der Draufsicht, bei abgenommener Haube, unter Weglassung einzelner Teile,

Fig. 3 den Schalter nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie 4-4 der Fig. 2, im Ausschnitt, in einem anderen Maßstab unter Veranschaulichung des mittleren Schalterpols in der »Ein«-Stellung,

F i g. 4 das Federwiderlager des Kippfeder-Kniehebelmechanismus des Schalters nach F i g. 1 in einer perspektivischen Einzeldarstellung,

Fig. 5 den Schalter nach Fig. 1 in einer Darstellung entsprechend Fig. 3, jedoch unter Veranschaulichung des mittleren Schalterpols in der »Aus«-Stellung,

Fig. 5a den Schalter nach Fig. 5, geschnitten längs der Linie 5 a-5 α der F i g. 5 in einer Teildarstellung,

F i g. 5 b die Anordnung nach F i g. 5 a, geschnitten längs der Linie 5b~5b der Fig. 5a in einer Teildarstellung, und

Fig. 6 den Schalter nach Fig. 3, geschnitten längs der Linie 6-6 der Fig. 3.

Zur Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in Zusammenhang mit einem dreipoligen Schalter erläutert, obwohl naturgemäß die erfindungsgemäßen Gedanken in gleicher Weise auch auf Schalter unterschiedlicher Polzahl anwendbar sind. Der erfindungsgemäße dreipolige Schalter weist ein zweiteiliges Gehäuse auf, das aus einem Unterteil 20 und einer Haube 22 besteht und dem als Bedienungshandgriff ein Kipphebel 24 zugeordnet ist, wobei alle Teile mit Vorzug aus einem Isoliermaterial geformt sind. Das Unterteil 20 und die Haube 22 sind zweckmäßigerweise mittels zwei Paar Nieten 26 miteinander verbunden, die jeweils an gegenüberliegenden Gehäuseenden in Trennwänden angeordnet sind, welche die drei Pole des Schalters voneinander trennen. Die Haube 22 ist mit einer Öffnung 23 versehen, durch die das äußere Ende des Kipphebels 24 ragt; sie trägt daneben »Ein«- und » Aus «-B ezeichnungen.

Der Kipphebel 24 weist eine innere einstückig angeformte gebogene Schulter 25 auf, die im wesentlichen konzentrisch zu einer gebogenen Innenfläche

27 der Haube 22 verläuft. Auf dem Kipphebel 24 ist eine dünne, im wesentlichen rechteckige Abdeckung

28 angeordnet, welche die Öffnung 23 verschließt und zwischen die Innenfläche 27 sowie die Schulter 25 eingefügt ist. Die Abdeckung 28 ist mit einer im wesentlichen rechteckigen Öffnung 29 versehen, durch die der Kipphebel 24 ragt.

Jeder Schalterpol ist an einem Ende mit einem elektrischen Anschluß 30 versehen, der als Netzleitungsanschluß dient, während am anderen Ende ein vorzugsweise gleichartig ausgeführter elektrischer Anschluß 32 als Geräte- oder Belastungsanschluß dient.

Der Unterteil 20 weist eine Bodenwand 21 auf, von der ein Paar paralleler äußerer Seitenwandteile 34 und 35 sowie ein Paar ebenfalls paralleler Innenwandteile 36, 37 (Fig. 2 und 6) rechtwinklig abgehen. Die Innenwandteile 36, 37 trennen die drei Pole des Schalters; sie sind jedoch oben an zwei Stellen für eine gemeinsame Auslöseschiene 39 und eine Querschiene 40 ausgespart, die beide quer zu den drei Polen verlaufen und später noch im einzelnen beschrieben werden. Die gegenüberliegenden Enden der Seitenwandteile 34, 35 und der Innenwandteile 36, 37 sind jeweils in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise verstärkt, wobei in den verstärkten Teilen der Innenwandteile 36, 37 die Niete 26 verlaufen.

Die Haube 22 ist mit Wandungsteilen 34 α, 35 α, 36 a und 37 a versehen, die im wesentlichen den Sei-

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tenwandteilen 34,35 und den Innenwandteilen 36,37 während die Rahmenteile 87 und 88 zur Ausbildung

entsprechen. Die Innenwandteile 36, 37 des Unter- gegenüberliegend vorstehender Laschen 91 ausge-

teiles sowie die entsprechenden inneren Wandungs- buchtet sind, in welche Schrauben 90 eingeschraubt

teile 36 a und 37 a der Haube sind mit einer Rille sind.

versehen, die zur Aufnahme von Vulkanfibereinlagen 5 Der Kontaktarm 43 des mittleren Pols ist in der

oder Anschlägen 41 dient, welche die Öffnungsbewe- Nähe eines Endes auf der Mitte des Bolzens 82 ge-

gung der Querschiene 40 begrenzen. Diese Anschläge lagert. Auf dem Bolzen 82 ist daneben noch ein im

sind in F i g. 2 zum Zwecke der Veranschaulichung wesentlichen U-förmiger Antriebsarm 92 für die

zusammen mit dem Unterteil 20 dargestellt, doch Querschiene 40 gelagert, und zwar derart, daß die

sind sie mit Vorzug in geeigneter Weise in die Haube io freien Enden der Schenkel des Antriebsarmes 92 auf

22 eingefügt, wie es aus F i g. 6 zu ersehen ist. dem Bolzen 82 verschwenkbar gelagert sind, wäh-

Jeder Schalterpol ist mit einem feststehenden rend der ausgebuchtete Teil des Antriebsarmes 92

Kontaktstück 42 versehen sowie mit einem im Be- an der Querschiene 40 angenietet oder sonst be-

reiche eines Endes verschwenkbar gelagerten Kon- festigt ist.

taktarm 43 ausgerüstet, an dessen freiem Ende ein 15 Die Kontaktarme 43 der beiden äußeren Pole sind

bewegliches Kontaktstück 44 angeordnet ist, das mit jeweils auf einem Paar Bolzen 83 verschwenkbar ge-

dem zugeordneten feststehenden Kontaktstück zu- lagert. Die Enden eines der Bolzen 83 sind jeweils in

sammenwirkt. entsprechenden Schlitzen in dem Seitenwandteil 34

Die feststehenden Kontaktstücke 42 sind jeweils und dem Innenwandteil 36 gehalten, wie es am etwa durch Hartlöten an dem inneren Ende einer 20 besten aus F i g. 6 zu ersehen ist, während die Enden Bronzeleitungslasche 46 befestigt, die an ihrem des anderen Bolzens 83 in entsprechenden Schlitzen äußeren Ende einen Anschluß 30 trägt (Fig. 1). Die gelagert sind, die in dem Seitenwandteil 35 und dem Anschlüsse verfügen jeweils über rechteckige Alu- Innenwandteil 37 jeweils ausgebildet sind. Die BoI-miniumkörperteile 48, die am Schalterende durch- zen werden in den jeweiligen Schlitzen jeweils von bohrt sind, um Aluminium- oder Kupferdrähte auf- 25 einem im wesentlichen U-förmigen, aus Fibermatenehmen zu können, und die daneben mit Klemm- rial bestehenden Halter 85 festgehalten, der seinerschrauben 50 für die Drähte ausgerüstet sind. seits jeweils zwischen dem zugeordneten Bolzen 83

Der Kipphebel 24 ist mit einem Kippfeder-Knie- sowie den Wandungsteilen 34a und 36 a bzw. 35 a hebelmechanismus gekuppelt, der im Bereiche des und 37 a der Haube 22 eingefügt ist.
mittleren Pols angeordnet und in den F i g. 2, 3, 5 30 Die Kontaktarme 43 sind mittels einer haamadel- und 6 dargestellt ist. Die Abdeckung 22 hält die förmig gebogenen bzw. im wesentlichen U-förmigen Schulter 25 des Kipphebels 24 im Eingriff mit einem ^Feder 93 mit der Querschiene 40 verbunden. Der Armmechanismus und einem im wesentlichen T-för- ausgebuchtete Teil der Federn 93 ist jeweils in eine migen Federwiderlager 78 für eine Zugfeder 77. Der entsprechende Nut am Ende des zugeordneten Kon-Armmechanismus umfaßt ein Paar im wesentlichen 35 taktarmes 43 auf der entgegengesetzten Seite des dreieckförmiger Seitenplatten oder Armteile 79 und Kontaktstückes 44 angeordnet. Die Schenkel der 80, die im Bereiche ihrer von dem Kipphebel 24 Federn verlaufen zu beiden Seiten der jeweiligen entfernt liegenden Enden auf einem Bolzen 82 ver- Kontaktarme; sie sind elastisch über einen Bolzen 94 schwenkbar gelagert sind. gebogen, der quer zu dem jeweiligen Kontaktarm

Zur Vervollständigung des Armmechanismus ist 40 verläuft, in dem er reibschlüssig festgehalten wird,

ein Bolzen 84 an gegenüberliegenden Enden in den wahrend die freien Enden der Schenkel einer jeden

Armteilen 79 und 80 starr gelagert. Die Armteile ^{Feder 93 m} entsprechend gestalteten Schlitzen der

sind hierbei mit Vorzug angesenkt, während die Querschiene 40 gehalten werden.

Enden des Bolzens 84 in die Absenkungen einge- Auf den Rahmenteilen 87 und 88 ist ein im

walzt sind, wodurch die Armteile fest gegen Schul- 45 wesentlichen U-förmiger wiegenartiger Teil bzw.

tern gedrückt werden, die in der Nähe der kurzen Auslösehebel 96 verschwenkbar gelagert, dessen einer

Enden ausgebildet sind. Das Federwiderlager 78 ist Schenkel teil 96 α an dem Rahmenteil 87 mittels eines

am besten aus Fig. 4 zu ersehen. Ein freier Endteil Niets 97 angelenkt ist, während der andere Schen-

78 a des eigentlichen Federwiderlagers 78 ist teil- kelteil 96 b mittels eines Niets 98 an dem Rahmenteil

weise um den Bolzen 84 herumgebogen, während 50 88 gelagert ist, wie es am besten aus F i g. 1 zu er-

zwei freie Endteile 78 b und 78 c des Querbalkens sehen ist.

des T-förmigen Federwiderlagers jeweils abgebogen Auf dem Auslösehebel 96 sind im Bereiche ihrer

sind und an den Außenseiten der plattenförmigen jeweils oberen Enden zwei obere Verbindungs-

Armteile 79 und 80 anliegen, die im Bereiche ihrer glieder 101 und 102 verschwenkbar gelagert, von

rechten Enden, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ab- 55 denen das Verbindungsglied 101 an dem Schenkelteil

gekröpft sind. Der Längsbalken des T-förmigen 96 a mittels eines Niets 103 angelenkt ist, während

Federwiderlagers 78 ist bei 78 d verschmälert, so das Verbindungsglied 102 an dem Schenkelteil 96 b

daß das Ende der Zugfeder 77 angefügt werden mittels eines Niets 104 verschwenkbar gelagert ist.

kann. Die Haube 22, der Kippheber 24, ein Teil der Die unteren Endteile der Verbindungsglieder 101

Zugfeder 27, das Federwiderlager 78 sowie der BoI- ^6o und 102 sind jeweils an einem Kniehebelzapfen 105

zen 84 wurden in Fig. 2 der besseren Übersicht verschwenkbar gelagert, wie es insbesondere aus

wegen weggelassen. Ein Bolzen 82 ist in zwei Rah- F i g. 5 a zu entnehmen ist. Die unteren Endteile der

menteilen 87 und 88 gelagert, die jeweils innerhalb, Verbindungsglieder 101 und 102 sind hierbei mit

jedoch unmittelbar benachbart, der plattenförmigen randoffenen Schlitzen versehen, wie es aus den Armteile 79 und 80 angeordnet und mit der Boden- 65 F i g. 3, 5 zu ersehen ist, in die einen verringernden

wand 21 durch zwei Schrauben 90 verbunden sind, Durchmesser aufweisende Teile 105 α und 105 b

wie es insbesondere aus Fig. 6 zu entnehmen ist. (Fig. 5a) des Kniehebelzapfens eingefügt sind. Die

Die Schrauben 90 sind mit Vorzug selbstschneidend, Zugfeder 77 ist an einem Ende an dem Federwider-

lager verankert, während sie an ihrem anderen Ende an dem Kniehebelzapfen 105 befestigt ist.

Zwischen dem Kniehebelzapfen 105 und dem Antriebsarm 92 ist eine einstellbare Verbindung vorgesehen, die es gestattet, den herstellungsmäßig bedingten Toleranzen zwischen den Einzelteilen Rechnung zu tragen. Demgemäß sind auf dem Kniehebelzapfen 105 jeweils innerhalb der oberen Verbindungsglieder 101 und 102 ein Paar untere Verbindungslaschen 107 verschwenkbar gelagert, die im Bereiche ihrer unteren Enden auf einer Büchse 108 gelagert sind, die insbesondere aus den F i g. 5 a und 5 b zu ersehen ist. Ein Schenkelteil des Antriebsarmes 92 ist mit einer sechseckigen Öffnung versehen, in die der sechseckige Kopfteil 109 eines BoI-zens 110 eingefügt ist, der einen exzentrischen Nockenteil 111 aufweist, welcher in der Büchse 108 liegt. Der andere Schenkel des Antriebsarmes 92 weist ein rundes Loch auf, in das das dem sechseckigen Kopfteil 109 gegenüberliegende Ende des Bolzen 110 eingefügt ist. Die durch den Bolzen 110 gegebene Einstellmöglichkeit wird im Rahmen eines bei der Montage vom Hersteller erfolgenden Abgleiches ausgenutzt. Nach der Prüfung des Mechanismus des mittleren Pols wird der Kopfteil 109 des Bolzens 110 in die entsprechende Öffnung des Antriebsarmes 92 in der geeignetsten der sechs möglichen Relativstellungen eingeführt, so daß die herstellungsmäßig bedingten Toleranzen durch den exzentrischen Nockenteil 111 möglichst gut ausgeglichen werden.

Wird der Kipphebel 24 aus der »Ein«-Stellung der Fig. 3 in die »Aus«-Stellung der Fig. 5 übergeführt, so wird die Richtung der von der Zugfeder 77 auf den Kniehebelzapfen 105 ausgeübten Kraft über die Schwenklagerungen der oberen Endteile der oberen Verbindungsglieder 101 und 102 hinwegbewegt, während der Kniehebelzapfen 105 im Gegenuhrzeigersinn um die Niete 103 und 104 aus der in F i g. 3 dargestellten in die in F i g. 5 veranschaulichte Stellung verschwenkt wird, wobei die unteren Verbindungslaschen 107 über den Antriebsarm 92 und die Querschiene 40 eine Bewegung der Kontaktarme 43 der drei Pole in die »Offen«-Stellung bewirken, so daß die jeweiligen Kontaktstücke 42 und getrennt weiden. Die Wirkung wird umgekehrt, wenn der Kippschalter 24 von der »Aus«-Stellung der F i g. 5 in die »Ein«-Stellung der F i g. 3 zurückgeführt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Kipphebelselbstschalter mit thermischer und elektromagnetischer Überstromauslösung, mit an einem Ende eines an seinem anderen Ende schwenkbar gelagerten Kontaktarmes angeordneten Kontaktstücken, bei dem der Kontaktarm mit dem Kipphebel über einen Kippfeder-Kniehebelmechanismus gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Kontaktarm (43) im Bereich des von den Kontaktstücken (44) abgewandten Endes des Kontaktarmes (43) ein schwenkbar gelagerter Antriebsarm (92) elastisch verbunden ist, dessen Schwenkachse auch die Schwenkachse für den Kontaktarm (43) und den Kipphebel (24) ist, daß der Antriebsarm (92) an seinem freien Ende eine quer zu dem Kontaktarm (43) und im wesentlichen parallel zu der dem Kontaktarm (43), dem Antriebsarm (92) und dem Kipphebel (24) gemeinsamen Schwenkachse verlaufende Querschiene (40) trägt und daß die Verbindung zwischen dem Antriebsarm (92) und dem Kippfeder-Kniehebelmechanismus einstellbar ist.

2. Kipphebelselbstschalter 'nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Verbindung zwischen dem Antriebsarm (92) und den unteren Enden von zwei an einem Kniehebelzapfen (105) des Kippfeder-Kniehebelmechanismus angelenkten Verbindungslaschen (107) angeordnet ist.

3. Kipphebelselbstschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Verbindung eine Büchse (108) besitzt, in der ein einen exzentrischen Nockenteil (111) aufweisender Bolzen (110) drehbar gelagert ist, der wahlweise in einer Anzahl verschiedener Winkelstellungen bezüglich des Antriebsarmes (92) in diesem feststellbar ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen