DE1790194C3 - Selbstschalter mit Hand- und Freiauslösung, insbesondere Fehlerstromschutzschalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Selbstschalter mit Hand- und Freiauslösung, insbesondere Fehlerstromschuizschalter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Em derartiger Selbstschalter ist aus der DT-AS 10 28 671 bekannt Bei diesem Hebelschaltwerk drückt ein Kopplungsteil beim Einschalten auf die Klinke und diese auf einen steuerbaren Anschlag immer in gleicher Richtung. Bei Kontaktberührung greift die Kopplung an der Klinke in einer Kröpfung an. Der Abstand bis zum festen Drehpunkt ändert sich daher nicht so daß sich bis zum betätigbaren Anschlag ein konstanter Hebelarm ergibt Hierdurch nimmt die Kraft auf die Kontaktstücke, und somit auf die Klinke, nach Kontaktberührung ab.

Beim bekannten Schalter hat der Klinkendruck beim Einschalten bzw. Ausschalten von der Ausschaltstellung an bis zur Kontaktberührung einen gleichbleibenden Verlauf. Im Augenblick der Kontaktteileberührung steigt der Klinkendruck sprunghaft auf einen hohen Wert; er nimmt bis zum Erreichen der endgültigen Einschaltstellung schließlich stark ab. In umgekehrter Weise verläuft der Klinkendruck beim Ausschalten des Schalters. Bei einer bestimmten Entklinkungsarbeit — in einem Diagramm die Fläche unter der fallenden Kurve von Kontaktteileberührung bis endgültiger Einschaltstellung — ergibt sich eine große Auslösekraft, die aus Sicherheitsgründen, bei längs der Ordinate aufgetragener Kraft, etwas über dem Maximum des Klinkendruckes liegen muß.

Beim bekannten Schalter ist entsprechend der herkömmlichen Bauart von Schaltmechanismen der Klinkendruck während des Einschaltens bei Beginn der Kontaktstückberührung also am größten und fällt bis zur endgültigen Einschaltstellung stark ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an dem Schaltschloß des Selbstschalters den Verlauf des Klinkendruckes während der Kontaktstückberührung durch einen Wechsel des beim Einschalten auf den Klinkenhebel ausgeübten Drehmoments so zu gestalten, daß die Auslösekraft für die Verklinkungseinrichtung durch einen gleichförmigen Verlauf der auf die Klinke ausgeübten Kraft kleine als bisher gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Selbstschalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Durch die Erfindung ist der Weg gewlesen, an dem Schaltmechanismus mit einer verminderten Auslösekraft für die Lösung der Verklinkungseinrichtung auszukommen, wodurch die Abmessungen der Auslöseorgane kleiner als bisher gehalten werden können. Der besondere Verlauf des Klinkendrucks bei diesem Schalter hat auch den Vorteil, daß im Augenblick der Kontaktteileberuhiung eine wesentlich größere Sicherheit in der Verklinkung vorhanden ist. Beim eingangs geschilderten bekannten Schalter tritt dagegen kein Wechsel des Drehmomentes auf.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Klinkenhebel zwei Arme besitzt, von denen sein einer Arm mit dem betätigbaren Anschlag zusammenwirkt und sein anderer Arm gelenkig mit dsm am Knie des Kniehebels angelenktem Kopplungsglied verbunden ist. Dadurch erhält der Schaltmechanismus einen schlanken Aufbau, da sich der betätigbare Anschlag oberhalb de: Drehachse des Klinkenhebels anordnen läßt.

Bei Verwendung des Selbstschalters als Fehlerstromschutzschalter mit einem Haltemagneten als Auslöseorgan ist ts besonders vorteilhaft, mit einer verminderten Auslösekraft auskommen zu können. Die Kraft der Auslösefeder am Haltemagneten kann dadurch klein

gehalten werden. Der Haltemagnet läßt sich mit kleinerer Erregerleistung auslegen, weshalb sich auch der Eisenkern des Summenstromwandler kleiner halten läßt Man kann also Haltemagnet- und Summenstromwandler in den Abmessungen verkleinern. Bei 5 Verwendung als Fehlerstromschutzschalter zeichnet sich ein günstiger Aufbau dadurch aus, daß der Arm des Schalthebels mit Hilfe einer Zugstange beim Ausschalten zur Rückführung des Ankers in die Anzugstellung dient wobei die Zugstange mit dem Ann des Schalthebels gelenkig und mit einem Auslösehebel des Ankers bis zu einem Anschlag verschiebbar gekuppelt ist. Verkleinert man den Selbstschalter nicht sondern behält man bisher übliche Abmessungen bei, so kann man auf dem Sockel eines Fehlerstromschutzschalter^ de." bisher für die Unterbringung des Auslöseorgans bei einer bestimmten Nennstromstärke eingerichtet ist, nunmehr das bei höherer Neiinstromstärke erforderliche Auslöseorgan unterbringen. Bei gleichen äußeren Abmessungen hat ein solcher Fehlerstromschutzschalter eine höhere Nennstromstärke.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 bis 3 einen Schalter in schematischer Darstellung, wobei in F i g. 1 die Einschaltstellung, in F i g. 2 die Ausschaltstellung und in F i g. 3 die Schaltstellung bei der Freiauslösung dargestellt ist. in

Fig.4 ist ein Schaubild wiedergegeben, das den Verlauf des Klinkendruckes bei dem erfindungsgemäßen Selbstschalter darstellt

Der elektrische Schalter gemäß der Erfindung hat ein kippbares Handbetätigungsorgan 1, das um eine Achse 2 drehbar ist und mit einem ortsfesten Anschlag 3 zusammenwirkt. Mit 4 ist ein ortsfester Kontaktteil und mit 5 ein beweglicher Kontaktteil bezeichnet. Ein Schalthebel 6 sitzt an einer drehbaren Welle 7. Der Schalthebel 6 ist zweiarmig ausgebildet, wobei sein einer Arm 6' unter der Wirkung eine·- Ausscha'tfeder 8 und sein anderer Arm 6" unter Abfederung den beweglichen Kontaktteil 5 trägt. Zur Begrenzung der Bewegung des Schalthebels 6 dient ein ortsfester Anschlag 9. Zwischen dem Handbetätigungsorgan 1 und dem Schalthebel 6 ist ein Kniehebel a,geordnet, dessen eines Glied 10 an dem Handbetätigungsorgan 1, und dessen anderes Glied U an dem gleichen Arm 6" des Schalthebels 6 angelenkt ist. an dem sich der abgefederte bewegliche Kontaktteil 5 befindet. Zur Sperrung des Kniehebels in der Einschaltstellung des Schalters dient eine Verklinkungseinrichtung, nie aus einem drehbaren Anschlag 12 und einem Klinkenhebel 13 besteht. Der drehbare Anschlag 12 ist von einer Halbwelle gebildet, die an einer Welle 14 sitzt. An dem Anschlag 12 befindet sich ein Arm 15, der unter Wirkung einer Rückholfeder 16 steht. Der Klinkenhebel 13 ist um eine Drehachse 17 drehbar zweiarmig ausgebildet. Sein einer Arm 13' wirkt mit dem drehbaren Anschlag 12 zusammen und ',üdet bet semer Bewegung eine Begrenzung durch einer ortsfesten Anschlag 18. Sem anderer \<ni 13" ist gelenkig über ein ^₀ Kopplungs.'-lied 19 mit uem Knie 20 d^s Kniehebel' verbunden. Auf den Klinkenheb?¹ 13 wirkt eme Klinkenfeder 21.

Der drehbare Anschlag 12 ist ein von eitern Aiislöseorgan des Schalters betätigbarer Anschlag. Zur Bi-tä'.igung dieses Anschlages dient der Arm 15. Auf ihn wirkt ein AusloschehH 22, der an einer Welle 23 sitzt. Das Auslöseorgan für den Schalter kann beliebiger Art

sein. In dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist der Schalter als Fehlerstromschutzschalter ausgebildet. Einen solchen Fehlerstromschutzschalter pflegt man mit einem Auslöseorgan zu versehen, das aus einem Summenstromwandler und einem von diesem sekundärseitig gespeisten Haltemagneten besteht. Summenstromwandler und Haltemagnet sind in der Zeichnung nicht dargestellt Der Haltemagnet hai einen Anker, der sich im angezogenen Zustand befindet, solange das Auslöseorgan nicht anspricht, und unter Wirkung einer Auslösefeder steht die den Anker von dem Haltemagneten abzuheben versucht. Ein Abfallen des Ankers ist nur dann möglich, wenn im Falle eines Fehlerstroms der sekundärseitig vom Erregerstrom abgegebene Summenstrom eine die Grunderregung des Haltemagneten überwiegende Gegenerregung erzeugt. Zur Vereinfachung der Wirkungsweise des Ankers ist in der Zeichnung eine Auslösefeder des Haltemagneten an dem Auslösehebel 22 wirkend dargestellt und mit 24 bezeichnet. Zwischen dem Schalthebel 6 ist noch eine Zugstange 25 wirksam. Die Zugstange 25 ist an dem Arm 6' des Schalthebels 6 angelenkt und mit oem Auslösehebel 22 verschiebbar bis /u einem Anschlag 26 gekuppelt.

Erfindungsgemäß hat an dem Schalter das Kopplungsglied 19 eine besondere Lage zu der Drehachse 17 des Klinkenhebels 13. Diese Lage wird im folgenden bei der Beschreibung der Wirkungsweise des Schalters näher erläutert.

Die F i g. 1 zeig; den Schalter in der Einschaltstellung, in der das Handbetätigungsorgan 1 an dem orstfesten Anschlag 3 anliegt. Die Kontaktteile 4 und 5 sind geschlossen. Der Klinkenhebel 13 liegt mit seinem Arm 13' an dem Anschlag 12 an. Die Ausschaltfeder 8 versucht die Kontaktteile zu öffnen, jedoch hält der Klinkenhebel 13 durch das Kopplungsglied 19 das Knie 20 des Kniehebels fest, so daß es nicht ausweichen kann. Die Klinkenfeder 21 ist nicht so stark, daß sie den Klinkenhebel 13 so drehen kann, daß er sich von dem Anschlag 12 abhebt. Unter Wirkung der Ausschaltfeder 8 übt das Kopplungsglied 19 auf den KlinKenhebel 13 eine solche Kraft aus. daß die Anlage des Klinkenhebels 13 an den Anschlag 12 gegeben ist. Die dabei entstehende Anlagekraft wird im folgenden als Klinken druck bezeichnet. In der Einschaltstellung des Schalters hat der Anschlag 26 der Zugstange 25 einen Abstand von dem Auslöst·hebel 22.

Spricht das Aiislöseorgan des Schalters bei Selbstauslösung an, so dreht sich der Ausiösehcbel 22 unter Wirkung der Auslösefeder 24 im Gegenuhrzeigersinn. Dadurch wird der Arm 15 des Anschlages 12 mitgenommen. Bei Drehung des Anschlages 12 >m Uhrzeigersinn gleitet der Klinkenhebel 13 unter Drehung im I Ihrzcigersinn mit seinem Arm 13' von dem Anschlag 12 ab. Unter der Wirkung der Ausschaltfeder 8k.',nn sich nunmehr der Schalthebel 6 im Uhrzeigersinn drehen, wodurch sich das Knie 20 nach links bewegt. Bei j ■: Wanderung des Knies ",ach link* wird die Klinkenieder 2! ui-ks;:!" ;"id <i-rht den Klink.-nhebe* 13 '■:·-■ Cicgenuh-.-vigersinn -,: ■ .1 das Handheiätigungscvgar ! !Ti GegCMihr/eii-ersin:. :·■' die Aussah iltstellung. His (' '- \rm 1' unte· \ ■ 'rbeigleiton ^:<r> dem Anst hlag i 2 ,in ■.!.·-■, ortsfeven Anschlag 18 jnlieg! Bei der-. Ar schalten hut /uglet'.'h die Zugstange 25 sieb m> bewegt, daü der Anschlag 26 den Aiislöseliebel 22 mitnahm und dadurch tier. /Vasiösehebel 22 im Uhrzeigersinn entgegen der Wirkung der Ausiösefeder 24 drehte. Bei dieser Rückdrehung ist ;>r Anker des

Haltemagneten wieder in die Anzugstellung gebracht worden, so daß der für den WateAetneb de Fehlerstromschutzschalters "f^"⁰¹.^^"⁵¹!".:^ Haltemagneten vorbereitet «st Dm hiermit erre chte Ausschaltstellung des Schalters ist in der Mg./

dargestellt. . _ . . , .

Die F i g. 3 zeigt den Schalter m einer Zwisc, nsellung, die bei der Freiauslösung entsteht Die Freiauslo

sung kommt <^^™«f %***££ *™££™ des AuslöseorganszufalhgdasHandbetaügungsorgan 1

festgehalten wird. Spricht das Ausloseorgaii,an sownd wie bereits oben beschrieben, der Anschlag 2 durch den Auslösehebel 22 gedreht ^«"J^Sf^f₂ bei 13 mit seinem Arm 13' von dein^ Anschlag^ 12 abrutscht Durch Lösung der Verklinkung ist trotz ,₅ ⁴;

,ο ^ ^₁J₁Je_{n der} Kontaktteile 4,5. Beim Beginn der Kontaktteileberührung wird ein verstärktes Drehmono ^^ ^^ Drehmoment verändert sich bis ^ _Erreichenderendgültigen Einschaltstellung, indem

_{sich an} ihm von Beginn der Kontaktteileberührung ab »*« ^m J g.^,^,^ _{die Kraft m}

ο Hebelarm dagegen vergrößert Der Verlauf

dSftdJ«« vornan der Kontaktteileberüh-

endgültigen Einschaltstellung zeigt keine

ung ^ ^f¹^^ _&tmBWertfc Von dem

Klinkenhebel 13 ausgeübten Drehmoment ist

der Klinkendruck zwischen dem Klinkenhebel 13 und

_{Anschl 12 abhän}^_g. _{Da das} Drehmoment keine

_auseina^_derf_aii_enden Extremwerte zeigt, ist die

^Er^S^emSchaubi,dden Verlauf des

durchführt Wir das "^f ^^&haSug sen, so geht die tn Fig.3 dargestellte Schaustellug unter Wirkung der Klinkenfeder 21 in die in F.g.2 dargestellte Ausschaltstellung über _Aus__chalt.

Wie die Fig-2 zeigt, befindet sich m der Ausschalt d Shlt das *<g*W#*£ ? S

Wie die Fig-2 zg,
stellung des Schalters das g solchen Uge gegenüber der Klinkenhebels 13, daß em ^ff von den. Kopphmgsglied 19 auf den ausgeübt wird. Durch dies« l^r ment findet der Arm !3' des
Anlage an dem ortsfesten.Anschlag l& die Anlage des KtaikenheWs:3 «dem

ausgeschlossen. Wird der Sd-^*J* Handbetät.guiporgansl

l/ aes

Drehrnoal so Saubildes findet der Drehsinnwechsel des Drehmo-

_{dem Anschlag 12} „ti

^„^ _{entstehL Dieser} Klinkendruck wächst bis _2ur Kontaktteileberührung (Punkt Q etwas an. In dem _d Kontaktteileberührung steigt der KnEdruck etwas sprunghaft Von der Kontaktteile-_{Λ bb} Ereichen der endgültigen

3» SSStSrilane (Punkt D) verläuft der Klinkendruck in _d Kurve, die keine stark unterschiedlichen Extrem« ^^ _die ,^g _{dgr Verk!inku}„_{g muß} d,e

Auslösekraft /C aus Sicherheitsgründen größer sein als _vorkommende Maximalwert des Klinkendruckes.

_Entki_inkung der Verklinkungseinnchtung^, so nimmTder Künkendruck P_k den umgekehrten Verlauf

Einschaltstellung (Punkt ^ aus bis zur

tritt ein

In
Klinkenhebels

Atchtg iTan. Die größere Sicherheit in der Verklinkung vorhanden ist als ta Augenblick der Kontaktteileberührung an dem Schaltmechanismus bekannter Bauart

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   !..Selbstschalter mit Hand- und Freiauslösung, insbesondere Fehlerstromschutzschalter, dessen S Schaltmechanismus einen Kniehebel besitzt, dessen eines Glied mit einem kippbaren Handbetätigungsorgan und dessen anderes Glied mit einem ortsfest gelagerten Schalthebel gekoppelt ist, der einen im Einschaltzustand an einem ortsfesten Kontaktteil anliegenden beweglichen Kontaktteil aufweist, wobeifdas Knie des Kniehebels mit einem Kppplungsglied an einem drehbar gelagerten Klinkenhebel angelenkt ist, der im Einschaltzustand des Schalters an einem betätigbaren Anschlag eine Abstützung findet, dadurch gekennzeichnet, daß das Köpplungsglied (19) zu der Drehachse (17) des Klinkenhebels (13) derart angeordnet ist, daß von diesem Kopplungsglied (19) beim Bewegen des Kniehebels (10,11) von der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung zunächst ein das Abheben des . Klinkenhebels (13) vom betätigbaren Anschlag (12) bewirkendes Drehmoment auf den Klinkenhebel (13) ausgeübt und bei weiterer Einschaltbewegung nach Passieren der Drehachse (17) ein die Anlage des Klinkenhebels (13) am betätigbaren Anschlag (12) bewirkendes Drehmoment auf den Klinkenhebel (13) ausgeübt ist, und daß das Kopplungsglied

   (19) nach dem Berühren des ortsfesten Kontaktteils (4) durch den beweglichen Kontaktteil (5) mit zunehmendem Hebelarm bezüglich der Drehachse (17) und infolge der Streckung des Kniehebels (10, 11) mit stetig abnehmender Kraft auf den Klinkenhebel (13) einwirkbar ist.
2. 2. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klinkenhebel (13) zwei Arme besitzt, von denen sein einer Arm (13') mit dem becätigbaren Anschlag (12) zusammenwirkt und sein anderer Arm (13") gelenkig mit dem am Knie

   (20) des Kniehebels (10,11) angelenkten Kopplungsglied (19) verbunden ist.
3. 3. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Klinkenhebel (13) eine Klinkenfeder (21) einwirkt, die zugleich zur Bewegung des Handbetätigungsorgans (1) in die Ausschaltstellung dient.
4. 4. Selbstschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (6) zwei Arme aufweist, von denen sein einer Arm (6") an dem Kniehebel (10, U) angelenkt und mit einem «j abgefederten Schaltkontaktteil (5) versehen ist und sein anderer Arm (6') unter der Wirkung einer Ausschaltfeder (8) steht.
5. 5. Selbstschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung des Selbstschalters als Fehlerstromschutzschalter mit einem Haltemagneten als Auslöseorgan der Arm (6') des Schalthebels (6) mit Hilfe einer Zugstange (25) beim Ausschalten zur Rückführung des Ankers in die Anzugstellung dient, wobei die Zugstange (25) mit dem Arm (6') des Schalthebels (6) gelenkig und mit einem Auslösehebel (22) des Ankers bis zu einem Anschlag (26) verschiebbar gekuppelt ist.