DE1801071C - Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem feststehenden Leiterstück und einem mit diesem eine Stromschleife bildenden Schalthebel - Google Patents

Description

I 801 071

Die Erfindung bezieht sich auf Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem feststehenden Leiterstück und einem mit diesem eine Stromschleife bildenden Schalthebel, der in der Einschaltstellung durch eine Verklinkung gehalten ist, die sowohl durch in der Stromschleife entstehende elektrodynamische Kräfte als auch durch einen elektromagnetischen Überstromauslöser lösbar ist, bei welchem Schalter sich der Schalthebel in der Einschaltstellung an einem gegen die Kraft einer Feder verschiebbaren Teil abstützt.

Bei Leistungsschaltern für Niederspannung wird in zunehmendem Maße Wert auf sehr rasche Trennung der Schaltstücke bei Kurzschlußströmen gelegt. Dies führt zu einer Begrenzung des Kurzschlußstromes, weil bereits während des Anstieges des Kurzschlußstromes der Widerstand des Lichtbogens in den Stromkreis eingeschaltet wird.

Um die erwähnte Strombegrenzung zu erreichen, ist es bekannt, elektrodynamische Kräfte auszunutzen. Diese Kräfte treten beim Anstieg des Stromes ohne zeitliche Verzögerung auf und führen zu schneller Trennung der Schaltstücke. Anschließend muß jedoch die Verklinkung des beweglichen Schaltstückes gelöst werden, damit dieses vollständig in die Ausschaltstellung gelangt. Bei einem bekannten Schnellschalter für Gleichstrom geschieht dies dadurch, daß die unter der Wirkung der Stromkräfte erfolgende Bewegung des beweglichen Schaltstückes zur Lösung der Verklinkung benutzt wird. Hierbei werden die Stromkräfte durch einen ve η Kontaktsystem getrennten, bei Stromerhöhung ansprechenden elektromechanischen Wandler erzeugt (französische Patentschrift 721 451).

Ferner ist ein strombegrenzend arbeitender Schalter bekanntgeworden, dessen beweglicher Schalthebel in der Einsclialtstellung durch eine Verklinkung gehalten ist, die sowohl durch eine durch elektrodynamische Kräfte hervorgerufene Bewegung des Schalthebels als auch durch einen elektromagnetisch wirkenden Überstromauslöser lösbar ist (österreichische Patentschrift 250 479). Die Übertragung der Auslöscbewegung des Überstromauslösers auf die VerklinkungsstcMe geschieht dabei durch mehrere Zwischenglieder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem einfachen Aufbau zu schaffen, dessen Schaltstiicke sowohl durch die Wirkung eines elektromagnetischen Auslösers als auch durch in einer Stromschleife entstehende elektrodynamische Kräfte trennbar sind. Diese Aufgabe wird crfindimgsgemäß bei einem Niederspannungs-Leistungsschalter der eingangs genannten ArI dadurch gelöst, daß das verschiebbare Teil als Klinkenhebel ausgebildet ist. der unmittelbar mit dem Überstromauslöser zusammenwirkt. Hierdurch wird ein besonders rasches Wirksamwerden des elektromagnetischen überstromauslösers und zugleich ein überraschend einfacher Aufbau des Schalters erreicht, da keine Zwischenglieder der erwähnten Art benötigt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Niederspannungs-Leistungsschalter so atisgebildet sein, daß der Schalthebel ein Sperrglied Irägt, das sich mit einer Rolle gegen eine zur Bewegungsrichtung des Spcrrgliedes schräg verlaufende Stüt/.fli'.chc des Klinkenhebels abstützt, der mit einer Nase hirsler einen vom Anker des Überstromauslösers bewegbaren Anschlag greift. Verklinkungen mit Rollen sind bei Schaltern an sich bekannt, bieten jedoch in der vorliegenden Anwendungsform besondere Vorteile. Über die Rolle und die schräg verlaufende Stützfläche übt nämlich die Kontaktkraft des Schalthebels auf den Klinkenhebel stets eine im öffnungssinn wirkende Kraft aus, die von dem Anschlag am Anker des Überstromauslösers aufgenommen wird. Deshalb gibt der Klinkenhebel die Rolle

xo und damit den Schalthebel mit sehr geringer Verzögerung frei, wenn die Nate des Klinkenhebels von dem Anschlag abgleitet. Dies geschieht sowohl bei der Öffnung allein durch elektrodynamische KrüftL-als auch beim alleinigen Wirken des Überstromaus-

lösers. Sind beide Auslösearten wirksam, so vergrößert sich außerdem die Relativgeschwindigkeii der an der Verklinkungsstelle zusammenarbeitenden Teile.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in

den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen einpoligen Niederspannungs-Leistungsschalter mit geschlossenem und verklinktem Kontaktsystem, und Fig. 2 zeigt das Kontaktsystem nach der Entklinkung des Schalthebels.

Die Strombahn des in Fig. 1 dargestellten Leistungschalters für Niederspannung enthält ein U-förmiges Leiterstück 1, dessen linker senkrechter Schenkel 2 das obere Anschlußstück des Schalters bildet. Das Leiterstück 1 besitzt ferner einen waagerecht verlaufenden Teil 3 sowie einen parallel zu dem Schenkel 2 verlaufenden Schenkel 4 mit einem feststehenden Schaltstück 5. Die Bezeichnungen senkrecht und waagerecht beziehen sich Herbei auf die übliche Gebrauchslage des Schalters. Mit dem Schaltstück 5 wirkt ein bewegliches Schaltstück 6 zusammen, das an einem Schalthebel 7 befestigt ist. Die Schaltstücke 5 und 6 befinden sich in einer Lichtbogenlöschvorrichtung 9.

Im geschlossenen Zustand des Kontaktsystems verlaufen der Schenkel 4 des Leiterstückes I mit dem feststehenden Schaltstück 5 und der Schalthebel 7 mit dem beweglichen Schaltstück 6 annähernd parallel zueinander. Deshalb ruft ein über die genannten Teile fließender Strom abstoßende Kräfte hervor.

Der Schalthebel 7 ist durch ein bewegliches Leiterband 8 mit einem weiteren Anschlußstück 10 verbunden. Der Schenkel 2 des Leiterstückes 1 und das Anschlußstück 10 liegen annähernd in einer Ebene, so daß der Leistungsschalter in einem durchgehenden Leitungszug eingebaut werden kann.

Der Schalthebel 7 ist mittels eines Bolzens 11 in einem Langloch 12 eines festen Schalterteiles geführt. Als Antrieb für den Schalthebel 7 dient ein Knichebelsystem 13 mit den Hebeln 14 und 15, wobei der Hebel 4 an dem Schalthebel 7 und der Hebel 15 an einem feststehenden Lager 16 angelenkt ist. Das Kniegelenk 17 des Kniehebelsystems 13 ist nach unten durchgedrückt, so daß der Schalthebel 7 die Möglichkeit hat, eine öfFnungsbcwegung durchzuführen. An einem Bolzen 19, der unterhalb eines Gelenkpunktes 18 des Hebels 14 in den Schalthebel 7 eingesetzt ist, greift eine Zugfeder 20 art, die mit

6s ihrem anderen Ende an einem feststehenden Widerlager 21 aufgehängt ist. Diese Zugfeder 20 wirkt als Einschalt- und Kontaktkraftfeder. An dem Schalthebel 7 ist oberhalb des Gelenkpunktes 18 ein wei-

terer Bolzen 22 angeordnet, an dem ein Sperrglied 23 angelenkt ist, das eine Rolle 24 trägt, Das Sperrglied 23 ist in einer Führung 25 verschiebbar angeordnet.

Mit der Rolle 24 wirkt ein Klinkenhebel 26 zusammen, der eine schräge Stützflache 27 für die Rolle 24 besitzt. Der Klinkenhebel 26 ist mit einer Nase 28 versehen, die im verriegelten Zustand des Kontaktsystems unter einen Anschlag 30 eines Ankers 31 eines Überstromauslösers 32 greift, dessen feststehendes Magnetjoch 33 den Schenkel 2 des Leiterstückes 1 umgibt. Eine Zugfeder 34 hält den Anker 31 in seiner Ruhelage,

Der Klinkenhebel 26 ist mit einem Langloch 35 auf einem Bolzen 36 geführt. Im verklinkten Zustand des Kontaktsystems l:egt der Klinkenhebel 26 mit dem Ende des Langloches 35 an dem Bolzen 36 unter der Wirkung einer Feder 37 an, die sich gegen ein Widerlager 40 abstützt.

Im verklinkten Zustand des Kontaktsysteins ist der Bolzen 22 der Drehpunkt des Schalthebels 7. Die Zugfeder 20 erzeugt deshalb die Kontaktkraft zwischen den Schaltstücken 5 und 6. Die Reaktionskraft der Zugfeder 20 nimmt die Feder 37 auf. Diese ist deshalb so zu bemessen, daß sie durch die Kontaktkraft bzw. die Zugfeder 20 nicht oder nicht wesentlich verformt wird. Da die Stützfläche 27 am Klinkenhebel 26 schräg zur Bewegungsrichtung des Sperrgliedes 23 verläuft, wird auf den Klinkenhebel 26 ein im Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment ausgeübt. Dieses Drehmoment nimmt im veiklinkten Zustand des Kontaktsystems der Anschlag 30 des Ankers 31 auf. Zusätzlich ist eine Rückstellfeder 29 für den Klinkenhebel 26 vorgesehen.

Der beschriebene Schalter wirkt in folgender Weise:

Beim Auftreten eines Überstromes, der eine bestimmte Höhe überschreitet, wird der Anker 31 des Überstromauslösers 32 angezogen. Dadurch gleitet der Anschlag 30 von der Nase 28 des Klinkenhebels

26 ab und gibt den Klinkenhebel 26 frei. Dieser wird nun durch die Rolle 74 nach oben gedrängt, so daß der Schalthebel 7 unter der Wirkung der Zugfeder 20 in die Ausschaltstellung gelangt (Fig. 2). Zum Schließen des Schalters läßt man eine Kraft auf das Kniegelenk 17 des Kniehebelsystems 13 einwirken, wodurch der Schalthebel 7 nach links bewegt wird, bis die Rolle 24 hinter die schräge Stützfläche

27 des Klinkenhebels 26 greift und die Nase 28 des

Klinkenhebels 26 von dem Ausschlag 30 des Ank erfaßt wird, nachdem der Klinkenhebel 26 un der Wirkung der Rückstellfeder 29 seine Ausgun lage erreicht hat.

Bei besonders hohen Überströmen, wie sie Kurzschlüssen auftreten, werden die elektrodynai sehen Kräfte im Kontaktsystem in der Weise wi sam, daß der Schalthebel 7 entgegen der Kraft Feder37 nach rechts bewegt wird, wodurch ein Lic

ίο bogen in den zu unterbrechenden Stromkreis e geschaltet und der Strom begrenzt wird. Über Sperrglied 23 und die Rolle 24 wird der Klinkenhe nach rechts gedrängt, während gleichzeitig Anker 31 des Überstromauslösers 32 angezogen w

Diese einander entgegengesetzten Bewegungen f ren zu einer besonders raschen Freigabe des K kenhebels 26, so daß die Feder 20-nach kurzer ί zur Wirkung kommen und den Schalthebel 7 schi ler in die Ausschaitstellung bringen kann, als <

beim alleinigen Ansprechen des Übersuomauslö: der Fall wäre.

Der beschriebene Schalter kann mehrpolig au; bildet se'i, wobei für alle Pole eine gemeinsi Antriebsvorrichtung vorgesehen sein kann.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Niederspannungs-Leistungsschalter mit nem feststehenden Leiterstück und einem diesem eine Stromschleife bildenden Schalthe der in der Einschaltstellung durch eine Verl kung gehalten ist, die sowohl durch in der Str schleife entstehende elektrodynamische KräfU auch durch einen elektromagnetischen Ü Stromauslöser lösbar ist, bei welchem Schi sich der Schalthebel in der Einschaltstellunj einem gegen die Kraft einer Feder verschiebb Teil abstützt, dadurch gekennzeichi daß das verschiebbare Teil als Klinkenhebel ausgebildet ist, der unmittelbar mit dem Ü Stromauslöser (32) zusammenwirkt.

2. Niederspannungs-Leistungsschalter
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schalthebel (7) ein Sperrglied (23) trägt, das mit einer Rolle (24) gegen eine zur Bewegt richtung des Sperrgliedes (23) schräg verlauf Stützfläche (27) des Klinkenhebels (26) absl der mit einer Nase (28) hinter einen vom A (31) des Überstromauslösers(32) bewegbaren schlag (30) greift.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen