DE1788148C3 - Strombegrenzungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strombegrenzungsschalter mit zwei beweglichen, von Kontaktarmen getragenen zusammenwirkenden Kontaktstücken, wobei der eine Kontaktarm durch einen Handhebel in Offen- und Schließstellung überführbar ist, mit einer im Schalter angeordneten stromführenden Leiterschleife, die bei plötzlich auftretenden, starken Überströmen infolge elektrodynamischer Kräfte sich aufweitet und die Öffnungsbewegung der Kontaktstücke hervorruft, und mit einer am anderen Kontaktarm angreifenden Feder.

Ein derartiger Strombegrenzungsschalter ist bekannt aus der FR-PS 14 55 834. Bei diesem bekannten Strombegrenzungsschalter können sich beide Kontaktarme voneinander wegbewegen, wobei der untere Kontaktarm dies unter unmittelbarer Einwirkun elektrodynamischer Kräfte tut und, solange diese an halten, in einer Offenstellung gehalten wird. Die mi diesem Kontaktarm verbundene Feder zieht diesei sofort nach Aussetzen der elektrodynamischei Öffnungskräfte wieder in die Schließstellung zurück dann hat jedoch der Gegenkontaktarm schon ausge löst und hält den Schalter weiter offen. Dieser Gegen kontaktarm kann über eine SchaJtwippe in Offen- un<

ίο Schließstellung überführt werden, wobei auf ihi

neben ^iner Bimetallauslösung auch eine elektro magnetische Auslösung einwirkt, die zu seiner Offen

Stellung führt, wenn Überströme auftreten.

Bei diesem bekannten Strombegrenzungsschalter bei dem der elektrodynamisch beeinflußbare Kon taktarm ständig unter einer in Schließstellung wirkenden Federspannung steht, kann bei nur schwacher Überströmen ein Vibrieren des Schalters und eir ständiges öffnen und Schließen der Kontaktstück«

ao dann auftreten, wenn die Auslösung des anderen Kontaktarms noch nicht in Tätigkeit getreten ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strombegrenzungsschalter zu schaffen, dessen beide Kontaktarme bei plötzlich auftretenden starken Strömen als Folge der dabei entstehenden elektrodynamischen Kräfte voneinander entfernt und in stabile Offenstellung überführt werden und von Hand aus nacheinander wieder in ihre Schließstellungen überführt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Strombegrenzungsschalter der eingangs genannten, bekannten Art und besteht darin, daß die Feder als Übertotpunktfeder ausgebildet ist und der andere Kontaktarm über ein Zwischenstück einerseits mit einem Auslösemechanismus für den einen Kontaktarm und andererseits mit dem denselben betätigenden Handhebel in Wirkverbindung bringbar ist.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß beide die Kontaktstücke tragenden Kontaktarme so lange in ihrer auf eine elektrodynamische Öffnung zurückzuführenden maximalen Offenstellurig gehalten werden, bis von Hand eingegriffen wird, wobei zunächst durch Betätigung des Handhebels der eine Kontaktarm in die Schließstellung überführt wird, woraufhin dann der andere Kontaktarm durch Heranführen an den zuerst bewegten Konfaktarm ebenfalls in die Schließstellung überführt wird. Wesentlich ist dabei, daß kein abruptes Auslösen und Aufeinanderprallen der Kontaktstücke beim Schließvorgang erfolgt, was sofort zu Prellungen der Kontakte führen würde, im übrigen bei gegebenenfalls noch bestehendem Kurzschluß eine Zerstörung des Schalters bewirken könnte, sondern daß die Kontaktstückannäherung gezielt und sukzessive erfolgt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt. Im folgenden werden an Hand der Figuren Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung im einzelnen näher erläutert.

Dabei zeigt

F i g. 1 eine Schnittdarstellung durch den Strombegrenzungsschalter, wobei in gestrichelter Darstellung die Position der Kontaktarme nach einem elektrodynamischen Öffnungsvorgang gezeigt ist,

F i g. 2 eine Ansicht des Schalters nach F i g. 1 von unten, wobei drei nebeneinander angeordnete Schalteinheiten dargestellt sind, und
F i g. 3 den Betätigungsmechanismus des Schalters

nach Fig. 1, ebenfalls teilweise in einer Schnittdar- elektrodynamische Schleife dar, die bestrebt ist, den stellung. Kontaktarm 222 im Uhrzeigersinn um seinen Dreh-

Der in den F ι g. 1 bis 3 dargestellt Strombegren- zapfen 224 zu verschwenken. Zu diesem Zeitpunkt ist zungsschalter eignet sich insbesondere auch als Mehr- der Kontaktarm 218 noch mechanisch durch den fachschalter, wobei in einem Gehäuse mehrere 5 linker Hand der F i g. 3 dargestellten und im einzel-Systeme nebeneinander angeordnet sind, wie dies nen nicht näher erläuterten Verriegelungsmechanisinsbesondere aus der Ansicht der P i g. 2 ersichtlich mus in Schließstellung gehalten. Die Kraft der Überist, totpunktfeder 226 wird jedGch durch die elektrodyna-

Der in Fig. 1 gezeigte Strombegrenzungsschalter mische Kraft überwunden, und der Kontaktarm222 208 umfaßt einen Gehäuseteil 212 aus Isoliermaterial, io bewegt sich in die strichpunktiert gezeichnete Stelder einen Lichtbogenschacht 214 mit Faserstoffaus- lung. Wenn dies eintritt, ändert sich auch die Wirkleidung sowie mehrere eiserne, mit V-Nuten ver- kungslinie der Übertotpunktfeder 226, die zu einem sehene Lichtbogenlöschplatten 216 einschließt. Ein bestimmten Zeitpunkt über den Drehzapfen 224 vererster beweglicher Kontaktarm 218 ist in durchge- läuft, so daß eine unstabile Mittelstellung erreicht zogenen Linien in Schließstellung dargestellt und 15 wird. Zwar wächst vom Beginn dieser Bewegung bis wird in dieser Stellung durch eine Welle 220 gehalten, zur Mittelstellung der Federdruck der Übertotpunktdie ebenfalls in Fig.3 von der anderen Seite dar- feder226 noch an, die effektive Kraft der Feder in gestellt ist. Die Welle 220 ist vorzugsweise sämtlichen Kontaktschließrichtung nimmt jedoch ab und wird zu nebeneinander angeordneten Schaltersystemen ge- Null, wenn der Metallstreifen 227 entlang der Linii meinsam und ist gegenüber dem Kontak'irm 218, den 30 durch den Drehzapfen 224 gerichtet ist. Die Trägheit sie trägt, isoliert. Ein ebenfalls beweglicher Kontakt- des bewegten Kontaktarmes 222 und ein Restbetrag arm 222 sitzt auf einem Drehzapfen 224, der jeweils an elektrodynamischer Kraft führen die Übertotjedem Schaltersystem einzeln zugeordnet ist. Der punktfeder 226 über die erwähnte Mittelstellung hin-Kontaktarm 222 wird durch eine Übertotpunktfeder aus. Anschließend drückt die Übertotpunktfeder den 226 in Schließstellung vorgespannt, so daß die Kon- 15 Kontaktarm 222 weiter nach rechts, bis die Öffnungstaktstücke 228 und 230 in fester Druckberührung mit- bewegung an einem Anschlag 260 endet. Die dadurch einander stehen. Zwischen beiden Kontaktarmen ist erreichte Stellung stellt eine zweite stabile Lage des eine Trennwand 232 aus Isoliermaterial angeordnet, Kontaktarmes 222 dar.

die vorzugsweise einstückig mit dem Gehäuse 212 Die öffnung des Kontaktarmes 218 kann nun einausgeführt ist. Die Übertotpunktfeder 226 ist auf 3° mal durch Bimetallauslösung oder durch elektroeinem Metallstreifen 227 geführt. Das eine Endj der magnetische Auslösung bei Drehung der Auslöse-Feder drückt gegen eine Scheibe 227«, die am welle 240 bewirkt werden, erfolgt jedoch auf jeden Streifen 227 befestigt ist. Das andere Ende der Über- Fall auf Grund einer mechanischen Auslösekette, die totpunktfeder 226 legt sich gegen einen Arm 229. Der ihren Anfang in der Öffnungsbewegung des anderen. Metallstreifen 227 gleitet lese !n einem Schlitz im 35 zweiten Kontaktarmes 222 hat. Hierauf wird im fol-Arm 229. Das andere Ende des Metallstreifens 227 genden genauer eingegangen. Wie F i g. 1 zeigt, weist wird in eine Kerbe 223 des Kontaktarms 222 ge- jeder auf elektrodynamischem Wege zu öffnende drückt. In der Schließstellung der Kontaktstücke 228 Kontaktann 222 einen Vorsprung 222 a im unteren und 230 wirkt die Übenotpunktfeder 226 auf dem Teil auf, der auf eine Platte 250 aus Isoliermaterial, Metallstreifen 227 entlang einer Linie, die oberhalb 40 die in F i g. 2 genauer dargestellt ist, einwirkt. Die des Drehzapfens 224 verläuft. Auf diese Weise er- Platte 250 ist dabei auf an ortsfesten Wellen gelagerzeugt die Übertotpunktfeder 226 einen festen Kon- ten Rollen 256 frei gleitbar und zwischen zwei ebenen taktdruck. In Fig. 1 sowie in Fig. 3, linker Hand, Flächen 262 und 264 geführt.

ist noch eine eine Stromüberlastung abfühlende An- Die Platte 250 besitzt einen Schlitz 250 a, der einen

Ordnung 210 dargestellt, was in üblicher Weise durch 45 Vorsprung 206 α eines Handhebels 206 b, wie in eine Bimetallauslösung, der wirkungsmäßig noch eine F i g. 3 gezeigt, aufnimmt.

elektromagnetische Auslösung mittels tines Ankers Wird mindestens einer der Kontaktarme 222 des in

243 parallel geschaltet ist, erfolgt. Wesentlich ist da- F i g. 2 gezeigten Schaltersystems durch elektrodynabei lediglich, daß bei einer Überstromauslösung die mische Kräfte im Uhrzeigersinn gedreht, dann wirkl Auslösewelle 240 in Fig. 3 oben entgegen dem Uhr- 50 sein Vorsprung 222α, wie in Fig. 2 gezeigt, auf die zeigersinn betätigt wird, so daß über die weiteren, Platte 250 ein und verschiebt diese in die strichpunk von der Drehbewegung betätigten und im einzelnen tiert gezeichnete Lage, wobei die Vorspannung einei nicht erläuterten Hebelmechanismen schließlich die Feder 254 überwunden wird.

Freigabe einer Sperrnase an einem Sperrglied 280 er- Diese Verschiebung der Platte 250 bewirkt aul

folgt" hervorgerufen durch das Abgleiten einer Sperre 55 Grund eines Vorsprunges 250 b an der Platte dit 292, wodurch es dem Kontaktarm 218, wie weiter Drehbewegung eines Hebels 252, der in F i g. 2 vor unten noch genauer erläutert wird, ermöglicht wird, unten dargestellt ist und auf den gleichen Auslöse in eine Offenstellung zu gelangen. mechanismus einwirkt, wie die Auslösewelle 240, se

Der Stromfluß durch den in F i g. 1 dargestellten daß auf jeden Fall eine Überführung auch des erster Strombegrenzungsschalter verläuft, ausgehend von 60 Kontaktarmes 218 in die gestrichelt gezeichnet« einer Eingangsklemme 204, über einen Leiter 236 bis Offenstellung in F i g. 1 erfolgt. Durch diese Aus zu einem biegsamen Leiter 248 und zu den Kontakt- iüsung wird auch der Vorsprung 206 a des Hand armen 218 und 222 und anschließend über einen hebeis 206 b in die in F i g. 2 gezeigte, mittlere Stel weiteren biegsamen Leiter 249 zur gegenüberliegen- lung »Γ« gebracht, die anzeigt, daß der Schalte den Klemme 202. Beim Auftreten eines plötzlichen 65 durch eine automatische Auslöseaktion geöffne Kurzschlußstromes stellt die Stromscbleife, die sich wurde, da sich diese Position zwischen dem vollstän über den Kontaktarm 218, die Kontaktstücke 228 digen Öffnungszustand »0^- und dem Schließzustani und 230 sowie den Kontaktarm 222 erstreckt, eine »/« befindet.

Es ist schon weiter vorn erwähnt worden, daß bei einmal begonnener Öffnungsbewegung des Kontaktarmes 222 rwar die Druckwirkung der Übertotpunktfedcr 226 noch anwächst, jedoch das auf sie zurückgehende Gegendrehmoment abnimmt, so daß aus diesem Grund die Bewegung des Kontaktarmes 222, sobald sie einmal begonnen hat, irreversibel ist und das Kontaktstück 230 erst dann abgestoppt wird, wenn der Kontaktarm die zweite, durch den An274, 276 aus. Am Gelenkpunkt ist weiterhin eine Rolle 278 vorgesehen. Das obere Ende des Kniehebelteils 276 ist an dem schon erwähnten Sperrglied 280 angelenkt, welches einen festen Drehrapfen 282 im Rahmen besitzt. Eine weitere Übertotpunktfeder 284 ist an einem Zapfen 286 am Handhebel 206 b eingehakt. Die Ubertotpunktfeder 284 spannt das Knie des Kniehebels 274, 276 nach oben vor. Die Ge-

„ lenkverbindung ist in der normalen Offenstellung des

schlag 260 bestimmte Gleichgewichtsstellung erreicht io Schalters dargestellt. Um den Schalter zu schließen, hat. Da die Platte 250 sämtlichen der in F i g. 2 dar- wird der Handhebel 206 b nunmehr nach rechts begestcllten drei Schaltersystemen bzw. auch noch wegt, nachdem er anfangs zur Schließung des Konmehrercn, wenn dies gewünscht ist, gemeinsam ist, taktarmes 222 nach links bewegt wurde. Beim nach bewirkt die Verdrehung auch nur eines einzigen Kon- rechts Bewegen erreicht ein Keil 270 α des sekuntaktarmcs 222 auf Grund einer elektrodynamischen 15 dären Betätigungshebels 270 die Rolle 278 und stößt

sie in eine solche Richtung, daß der Kniehebel 274, 276 gestreckt wird, wodurch der fest mit der Welle 220 verbundene Schwinghebel 272 die Welle 220 und den an ihr befestigten Kontaktarm 218 allmählich in Schließrichtung führt. Während der Bewegung des Handhebels 206 b verändert die Übertotpunktfeder 284 allmählich ihre Wirkungslinic, bis die Linie einen oberen Drehzapfen 288 des Kniehebels überschreitet.

Ki

Kraft das öffnen sämtlicher übrigen Kontaktstückc 228, so daß das gesamte, aus mehreren Strombegrenzungsschaltem der in F i g. 1 gezeigten An aufgebaute System öffnet.

Solange auch nur ein einziger Kontaktarm 222 in der geöffneten Stellung befindlich ist, was durch die gestrichelt angedeutete Linienführung der Platte 250 ^;"Ci» -> cP7Piot i« kt e«; unmöglich, daß der Hebel

Nach Überschreitung dieses Punktes wird das Knie

in F i g. 2 gezeigt ist, ist es unmöglich, daß der Hebel
252 zurückgestellt wird, so daß auch eine erneute
Verriegelung zur Bewirkung einer Überführung der 15 gelenk durch die Übertotpunktfeder 284 zu einer Kontaktarme 218 in die Schließstellung nicht möglich plötzlichen Bewegung veranlaßt, wobei die Rolle 278 ist. Um den gesamten Strombegrenzungsschalter sich vom Keil 270 α löst. Die Kontaktstücke 228 an wieder in die Schließstellung zu überführen, ist es den Kontaktarmen 218. wenn es sich um mehrere also zunächst notwendig, den Kontaktarm 222 wieder handelt, legen sich somit plötzlich gegen die Kontaktin die in Fi c. 1 mit durchgezogenen Linien gezeich- 30 stücke 230 an. Diese allmähliche Bewegung der Konnete Schließstellung zu überführen. Dies geschieht taktarme 218 über den größten Teil des Schließhubes " " *"' ' " ■ *~" - "* ^v hinweg, gefolgt von einer plötzlichen kurzzeitigen Bewegung, um den Schließhub zu beenden, vermeidet ein Zurückprcllcn der Kontaktstücke voneinander.

Wie schon weiter vorn erläutert, ist der Vorsprung 206 a. wie F i g. 3 zeigt. Teil des Handhebels 206 b. Wenn sich der obere Teil des Handhebels 206 b nach

dadurch, daß der Handhebel 206 ft in F i g. 3 nach links bewegt wird, so daß sein unterer Vorsprung 206 α in dieser Figur nach rechts bzw. in der F i g. 2 nach oben in die Offenstellung »O« des Strombegrenzungsschalters überführt wird. Dadurch wird gleichzeitig die Platte 250 in F i g. 2 wieder nach oben mitgenommen, der Hebel 252 kommt von der Vorderkante der Platte frei, und der Vorsprung 222 α de« Kontaktarmes 222 wird so bewegt, daß die Cbertotpunktstellung des Kontaktarmes 222 am Anschlag 260 überwunden wird und die übertotpunktfeder 226 den Kontaktarm 222 wieder in seine Schließstellung

rechts bewegt, um den Schalter zu schließen, bewegt sich der Vorsprung 206 α frei im Schlitz 250 au vat in F i g. 2 gezeigt, und die Platte 250 verschiebt sich nicht. Wenn später irgendeiner der Kontaktarme 222 auf elektrodynamischem Wege öffnet, wird, wie ebenfalls schon erwähnt, die Platte 250 in F i g. 3 nadi links verschoben und schläct am Hebel 252 an. dei

überführt und dort hält.

Der erfindungsgemä&e Strombegrenzungsschalter 45 dann über weitere übcrtracuneselemente die Sperre kann also nur dann geschlossen werden, wenn zu- 292 löst, so daß d^;.c Nase "des" Sperrgliedes 280 frei nächst der Kontaktarm 222 in seine Schließstellung
zurückgeführt ist da nur dann der die Verriegeluncsstellung auch für den Kontaktarm 218 verhindernde
Hebel 252 ebenfalls freigegeben ist.

Die Zurückstellung auch des bzw. der Kontaktarme 218 erfolgt dnnn durch den in F i g. 3 genauer gezeigten Betätigungsmechanismus, auf den im folgenden noch eingegangen wird. Dabei ist za beachten.

Sperrgliedes :

wird und dieses im Uhrzeigersinn verschwenken kann. Dadurch streckt sich der Kniehebel, und auct der Kontaktarm 21S. wie ersichtlich, geht in di< OffcnsicJlunc.

In diesem Zusammenhang ist noch zu beachten daß bei der anfänglichen Führung des Handhebel· 206 h nach links, um den Kontaktarm 222. wie be schrieben, in die Schließstellung sa bringen, gleich

i i Zf 294 f d Slid 28© i d

„ ^ ^ g g g

daß die Fig.3 <ten Mechanismus in OffensteDimg des 55 zeitig ein Zapfen 294 auf das Sperrglied 28© in de:

Schalters zeigt Weise einwirkt» daß dieses «w» semen Geteakpunk

Dersdraoeiwalmte Handhebel 2Θ6& beste einen 282 wieder nach unten gedrückt wird und «ne Rast

festes Drehzapfen 2S5, der in einem metallischen na« sich unter die Spem 2£2 iej^, so daß die Arre

Rahmen 266 befestigt ist. Der Handhebel 286 b wirkt tierunc erfolgt die dann auch <Üe

bi f di Wi d Kk 28

auf eine Schwaige 268 nnd betätigt anf diese Weise 60 des Kontaktarmes 218 ermögliche Solange »tea de einen sekundären Betäügansshebel 278. der in einem Kontaktarm 222 bsrw. bei einem mehrstufigen Systei Leger arf der Welle2M frei drehbar angeordnet ist. irgendeiner der Rfi*«aktatt»e 222 lh OffensteBsn Der Beti^mgshebel27e betätigt jedoch die Welle verbleibt, diene« die Watte 2S% ttftd der HebeiaS 22βπ«±ϊ direkt- <**«». «ac W»edem*irtegetoftg tfes Schabeis sta vet

En an der Weife 2^ befttstister Schwinghebel 272 65 hindern, so da6 eis gfefaBtftft&er Öetriebseastand va ist an einem Kniebebeltea 274 sngdenkL Bn weiterer mieden wird,

Kraebebcftea 276 ist mit dem eisten Rnkbebelteil Zur Ruckstellung des Rotttaktattftes 222 ist es als

gelenkig Verbandes und büdet so einen Enkbebd Iedj§itcb erforderlich, den Srtandbtfeel &6b

solcher Richtung (in F i g. 3 nach links) zu be- »en, daß der Sperrmechanismus zurückgestellt d, weil bei dieser Bewegung der Vorsprung 206 α Handhebels die Platte 250 in Rückstellrichtung Kontaktarme 222 antreibt.

is ist bemerkenswert, daß diese Anordnung eine ckstellung der Kontaktarme 222 erlaubt, ohne daß •ei in irgendeiner Weise der maximale öffnungstand der Kontaktarme 218, der in F i g. 1 punktiert gestellt ist, gestört bzw. geändert wird. Die Platte

250 wirkt daher als mechanische Kupplung mit dem automatischen Auslösemechanismus des Schalters. Sie ist wichtig, weil sie ein öffnen sämtlicher Kontaktstücke 228 im Falle eines Kurzschlusses gewährleistet und dann, wenn eine Anker- oder Bimetallauslösung nicht erfolgt, die einzige automatische Steuerung für die Auslösung der Öffnungsbewegung auch der Kontaktstücke 228 darstellt, wenn eines oder mehrere der Kontaktstücke 230 auf elektrodynamischem Wege geöffnet haben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen M9 637/77

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Sirombegrenzungsschalter mit zwei beweglichen, von Kontaktannen getragenen, zusammenwirkenden Kontaktstücken, wobei der eine Kontaktann durch einen Handhebel in Offen- und Schließstellung überführbar ist, mit einer im Schalter angeordneten stromführenden Leiterschleife, die bei plötzlich auftretenden, starken Überströmen infolge elektrodynamischer Kräfte sich aufweitet und die Öffnungsbewegung der Kontaktstücke hervorruft, und mit einer, am anderen Kontaktarm angreifenden Feder, d a durch gekennzeichnet, daß die Feder als Übertotpunktfeder (226) ausgebildet ist und der andere Kontaktarm (222) über ein Zwischenstück (Platte 250) einerseits mit einen. Auslösemechanismus (252, 292, 280, 284) für den einen Kontaktann (218) und andererseits mit dem denselben betätigenden Handhebel (206 b) in Wirkverbindung bringbar ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück als verschiebbar im Schaltergehäuse geführte Platte (250) ausgebildet ist, an deren einer Kantenfläche ein Vorsprung (222 a) des anderen Kontaktarmes (222) angreift.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (250) von einem Vorsprung (206 ai) des etwa mittig im Schaltergehäuse gelagerten Handhebels (206 b) ar.treibbar ist, der in einen Schlitz (250 a) der Platte eingreift.

4. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von einer weiteren Randfläche der Platte (250) ein drehbar gelagerter Hebel (252) so antreibbar ist, daß ein die Schließstellung des einen Kontaktarmes (218) ermöglichender Verriegelungsmechanismus (Sperre 292, Sperrglied 280) nur dann in Verriegelungsstellung bringbar ist, wenn durch Verschiebung der Platte (250) der andere Kontaktarm (222) in seine Schließstellung überführt ist.

5. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Platte (250) von Rollen (256) geführt und von einer Feder (254) in die Schließstellung des anderen Kontaktarmes (222) vorgespannt ist.