DE1910503C3 - Schutzschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutzschalter zum Schutz elektrischer Meßinstrumente mit einem sich bei Überlastung öffnenden Hauptkontaktstück und einem in Reihe mit diesem geschalteten Hilfskontaktstück, welches gemeinsam mit dem Hauptkontaktstück vom Einschaltmechanismus schließbar ist und beim Übergang des Hauptkontaktstückes in die Ausschaltstellung öffnet.

Schutzschalter für elektrische Meßinstrumente od. dgl. unterbrechen den gesamten Meßstromkreis, wobei die Betätigung der Schaltkontaktstücke beispielsweise mittels elektromagnetischer Relais erfolgt, welche im Überlastungsfall ansprechen. Die Relais werden z. B. direkt vom Meßstromkreis gespeist oder auch über ein zwischengeschaltetes elektronisches Relais (mit oder ohne Verstärkung) zum Ansprechen gebracht. Hinweise hierzu können beispielsweise aus den österreichischen Patentschriften 2 16 090 und 197 895 entnommen werden. Hierbei ist es üblich, zum Einschalten des Schutzschalters das Schaltkontaktstück entweder direkt oder über mechanische Elemente (Hebel u.dgl.) mit einem Einschaltknopf kraftschlüssig zu verbinden. Eine

S solche Anordnung hat den Nachteil, daß im gedrückten Zustand des Einschaltknopfes das Schaltkontaktstück in der eingeschalteten Stellung festgehalten werden kann, wodurch im Überlastungsfall ein Ausschalten des Gerätes verhindert wird. Auch wird bei einem Bedienungsfehler, z. B. bei falsch gewähltem Strommeßbereich und an Spannung liegendem Meßgerät beim Einschalten des Schutzschalters das Schaltkontaktstück in der Einschaltstellung blockiert
Eine Ausführungsform, welche diese Nachteile zu

is vermeiden trachtet ist beispielsweise aus der US-PS 24 61 338 zu entnehmen, die sich mit einem vergleichbaren Schutzschalter befaßt, der zwei in Reihe liegende und von einem gemeinsamen Einschaltmechanismus betätigbare Kontaktstellen aufweist Diese Kontaktstellen sind als gleichwertig anzusprechen und werden bei einer Überstromausiösung gemeinsam geöffnet Als Auslöseorgan dient ein als Sperre ausgebildeter Bimetallstreifen. Obwohl der Schalter ein Auftrennen des Stromkreises ohne Überstromausiösung ermöglicht

kann der Stromkreis nicht gegen eine Überstromausiösung geschlossen gehalten werden. Dieser erwünschte Effekt erfordert aber das Vorhandensein des Bimetallstreifens, also eines hochpräzisen feinmechanischen Gliedes, dessen Justage aufwendig ist und dessen Funktionszuverlässigkeit im übrigen auch von Umwelteinflüssen abhängig ist und hierdurch hinsichtlich der Auslösecharakteristik gewisse Ungenauigkeiten mit sich bringt.
Weiterhin ist ein Kleinselbstschalter mit thermischer Auslösung bekanntgeworden (DT-PS 11 01 592), bei dem eine mit einem Druckknopf gekoppelte, um eine Drehachse drehbare Schaltbrücke vorgesehen ist, die einerseits mit einem Gegenkontakt und andererseits mit einem Bimetall zusammenwirkt und beim Eindrücken des Schaltknopfes durch eine um die Drehachse greifende Sperrklinke verklinkt wird, die durch die Auslösedrehung der Schaltbrücke mit der Drehachse außer Eingriff gelangt. In Abänderung dieser Konstruktion ist es möglich, den Schaltmechanismus direkt mit einem Kniehebel zu verbinden. Ein doppelarmiger Hebel ist dabei einer der beiden Kontaktarme.

Die genannten Konstruktionen, insbesondere das Kniehebelsystem benötigen große Kräfte zum Betätigen infolge vorhandener Reibung, wobei auch eine

so Ansprechstreuung auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schutzschalter zum Schutz elektrischer Meßinstrumente zu schaffen, der während eines Meßvorganges bei Fehlen eines Überstromes auch manuell nicht ausschaltbar und bei Vorliegen eines Überstromes nicht einschaltbar ist, der keine feinmechanischen Präzisionsbauteile wie insbesondere Bimetallglieder aufweist und dessen Energiebedarf für das Ein- und Ausschalten gering ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Schutzschalter der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß in den Bewegungsbahnen des Haupt- und des Hilfskontaktstückes ein drehbar gelagerter Sperrhebel angeordnet ist, welcher eine Sperre trägt, die nach

dem Schließen des Hilfskontaktstückes bis zum öffnen des Hauptkontaktstückes in die Bahn des Einschaltmechanismus eingreift und diesen festhält. Ein derartiger Sperrhebel vermag die eingangs geschilderten Nachtei-

le bekannter Schutzschalter zu beheben und insbesondere eine Unterbrechung des Meßstromkreises dann zu verhindern, wenn kein Überstrom vorliegt Eine derartige versehentliche oder durch falsche Bedienung hervorgerufene Auftrennung eines Meßkreises kann nämlich zu einer Beschädigung des Meßobjeites führen, beispielsweise bei Strommessungen über Stromwandler (Auftrennung der Sekundärwicklung) oder bei Strommessungen in Gleichstromkreisen mit großer Selbstinduktion und/oder hoher Spannung.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist darin zu sehen, den drehbar gelagerten Sperrhebel als doppelarmigen Hebel auszubilden, der mit seinem einen Arm in der Bahn des Hauptkontaktstückes und mit seinem anderen Arm in der Bahn des Hilfskontaktstückes liegt Bei einem doppelarmigen Sperrhebel sind die Kraft- und Hebelarmverhältnisse besonders günstig zu gestalten und den übrigen Teilen und deren Kräften anzupassen.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des doppelarmigen Sperrhebels ist darin zu sehen, dad der das Hilfskontaktstück betätigende Arm an seinem freien Ende abgebogen ist und eine das Hilfskontaktstück betätigende schräge Auflauffläche bildet. Eine derart abgebogene Auflauffläche, wobei die Oberfläche des Ausgangsmaterials als Gleitfläche dient, hat gegenüber beispielsweise gestanzten Auflaufflächen den Vorteil der weitaus geringeren Oberflächenrauhigkeit und zudem der größeren Härte.

Vorteilhaft ist es — gemäß einer weiteren Ausgestaltung — , das Hilfskontaktstück auf einer Auflauffläche anzuordnen, die mit einer Gegenfläche eines Betäi.igungselementes zusammenwirkt. Hierdurch ist die Anzahl der erforderlichen Teile gering zu halten und deren Ausbildung zudem einfach und kostengünstig.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des erwähnten doppelarmigen Hebels ist darin zu sehen, den das Hilfskontaktstück betätigenden Arm mit einer den Schaltmechanismus blockierenden Sperre in Form einer Rast zu versehen, welche in eine Rastnut einer Betätigungsstange des Schaltmechanismus einfällt. Hierdurch ist ein besonders einfaches Zusammenwirken eben dieser Rast mit dem Betätigungshebel für die Hilfskontaktstelle zu erzielen.

Eine andere zweckmäßige Ausgestaltung ist in dem Vorschlag zu sehen, den Federarm des von der Auflauffläche des doppelarmigen Sperrhebels betätigten Hilfskontaktstückes für eine im Vergleich zum Federarm des zugehörigen Gegenkontaktelementes geringere Federkraft auszulegen. Hierdurch ist während der Bewegungsphase des genannten Federarmes nur eine geringe Reibung gegeben, hingegen in der letzten, kontaktschließenden Stellung der Federarme zueinander ein hinreichender Kontaktdruck erzielbar.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung erläutert, in welcher ein Ausführungsoeispiel des erfindungsgemäßen Schutzschalters dargestellt ist. Es zeigt

F i g. 1 den Schutzschalter im eingeschalteten Zustand,

Fig.2 den Schutzschalter im ausgeschalteten Zustand,

Fig.3 den Schutzschalter in einer Lage kurz nach dem Schließen des Hauptkontaktstückes und vor dem Schließen des Hilfskontaktstückes.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Relaisträger, mit 2 ein Relaisjoch und mit 3 ein Relaisanker bezeichnet, der auf einer blattförmigen Kontaktfeder 4 befestigt ist, welche die Tendenz hat, unter Lösung des Relaisankers 3 vom Relaisjoch 2 an einem Anschlag 5 anzuliegen. Die Kontaktfeder 4 trägt an ihrem freien Ende ein Kontaktelement 6. Ein Hauptkontaktstück 7 sitzt am S Ende eines Kontaktarmes 8, dessen anderes Ende in einem Schneidlager 9 ruht. Der Kontaktarm 8 steht unter dem Einfluß einer Kippfeder 10, welche den Kontaktarm 8 in zwei Kippstellungen hält, von denen eine die Schließ- und die andere die Offenstellung des

Hauptkontaktstückes 7 darstellt

Zum Schließen des Hauptkontaktstückes 7 dient ein am Kontaktarm 8 angreifender Rückstellhebel 11, welcher winkelförmig ausgebildet, an seinem unteren Ende schwenkbar gelagert ist und einen als Kulisse

■ s dienenden Schlitz 12 aufweist, in den ein Betätigungsstift 13 einer im Relaisträger 1 verschiebbar gelagerten Betätigungsstange 14 eingreift, die mit einem außerhalb des Relaisträgers 1 liegenden Knopf IS versehen ist und unter dem Einfluß einer sie bodenseitig aus dem Relaisträger 1 hinauszudrücken trachtenden Feder 16 steht

In der Betätigungsstange 14 ist eine Rastnut 17 für eine Rast 18 vorgesehen, welche von einem doppelarmigen Sperrhebel 19 ausragt, der, bei 20 gelagert, mit seinem Arm 21 in der Bahn des Kontaktarms 8 liegt, während der andere, die Rast 18 tragende Arm 22 an seinem freien Ende von der Betätigungsstange 14 weg abgebogen ist und eine schräge Auflauffläche 23 zur Betätigung eines Hilfskontaktstückes 26 eines Hilfskon-

ju taktstückpaares 24 bildet. Dieses besteht aus einem auf einem verhältnismäßig schwachen Federarm 25 angeordneten Kontaktelement (Hilfskontaktstück 26), welches mit einem Gegenkontaktelement 27, welches auf einem wesentlich härteren Federarm 28 angebracht ist, zusammenwirkt. Der Sperrhebel 19 steht unter dem Einfluß einer ihn zum Schließen des Hilfskontaktstückes 26 zwingenden Feder 29.

In der in F i g. 1 dargestellten Schließstellung ist das Hauptkontaktstückpaar (Kontaktelement 6, Hauptkontaktstück 7) geschlossen und der Sperrhebel 19 drückt mit seiner Auflauffläche 23 das Hilfskontaktstück 26 des Hilfskontaktstückpaares 24 auf das Gegenkontaktelement 27 desselben. Dabei greift die Rast 18 des Sperrhebels 19 in die Rastnut 17 ein, wodurch die

Betätigungsstange 14 an einer Längsverschiebung

gehindert wird, so daß ein Drücken auf den Knopf 15L₁

wirkungslos bleibt. '

Wenn das Relais angesprochen hat, wird der Relaisanker 3 vom Relaisjoch 2 nicht mehr angezogen,

wodurch die Kontaktfeder 4 gegen den Anschlag 5 schwenkt. Sie nimmt dabei das Hauptkontaktstück 7 über die Totpunktlage hinaus mit, wodurch die Kippfeder 10 den Kontaktarm 8 in die in F i g. 2 gezeigte Stellung kippt. Bei der Öffnungsbewegung des Kontaktarmes 8 stößt dieser am Arm 21 des Sperrhebels 19 an und verschwenkt diesen im Uhrzeigersinn entgegen der Kraft der Feder 29, wodurch die Rast 18 aus der Rastnut 17 gelangt. Die dabei freigegebene Betätigungsstange 14 schnellt unter dem Einfluß der Feder 16 in die oberste Stellung und verschwenkt über den Betätigungsstift 13 den Rückstellhebel 11 im Uhrzeigersinn in seine Ausgangsstellung. Durch die zuvor erwähnte Bewegung des Sperrhebels 19 gelangt die Auflauffläche 23 außer Eingriff mit dem Federarm 25, wodurch sich das

Hilfrkontaktstückpaar 24 öffnet.

Um den Schutzschalter wieder einzuschalten, wird der Knopf 15 niedergedrückt, wodurch, wie aus F i g. 3 ersichtlich, der Betätigungsstift 13 über den Rückstellhe-

bei 11 den Kontaktarm 8 in die Schließstellung des Hauptkontaktstückpaares drückt. In dieser Stellung verbleibt das Hauptkontaktstück 7 solange wie der Relaisanker 3 am Relaisjoch 2 unter dem Einfluß der Kippfeder 10 bis zum nächsten Ansprechen des Relais haftet. Dabei gleitet die Rastnut 17 an der Rast 18 in eine unterhalb derselben liegende Stellung vorbei. Dieses Vorbeigleiten der Rastnut 17 an der Rast 18 geschieht, ehe das Schwenken des Kontaktarmes 8 beginnt, weil nämlich sonst die Betätigungsstange 14 sofort zu Beginn des Niederdrückens blockiert würde, womit zwar das Hilfskontaktstückpaar in Schließstellung gelangen, jedoch das Schließen der Hauptkontaktstelle nicht mehr erfolgen könnte. Nach Freigabe des Knopfes 15 schnellt die Betätigungsstange 14 unter dem Einfluß der Feder 16 nach oben bis die Rastnut 17 vor die Rast 18 tritt. In diesem Augenblick fällt die Rast 18 in die Rastnut 17 ein, so daß der Sperrhebel 19 die Betätigungsstange 14 blockiert und gleichzeitig das Hilfskontaktstück 26 schließt. Damit wurde die in F i g. 1 dargestellte Lage des Schutzschalters wieder hergestellt.

Die Ausbildung des Sperrhebels 19 mit der Auflauffläche 23 ermöglicht es in Verbindung mit den übriger Betätigungsorganen, den Federarm 25 des Hilfskontakt-Stückes 26 für eine geringe Federkraft im Vergleich zi dem Federarm 28 zu bemessen, so daß bei dem zui Verfügung stehenden Drehmoment am Sperrhebel IS ein größtmöglicher Kontaktdruck erreicht wird. Diesel Umstand gestattet die Anordnung des Hilfskontakt-Stückpaares 24 in einem sehr kleinen, umbauter

ίο Volumen unterzubringen.

Die Bauteile für den beschriebenen Schaltmechanis mus können mit den im Elektrogerätebau üblicher Fertigungsmethoden ohne besondere Anforderung ar Präzision hergestellt werden und bedürfen nach dei

ι s Montage keiner Justierarbeit.

Durch die von der Betätigungsstange 14 unabhängig« Betätigung des Hilfskontaktstückpaares 24 kann desser Kontaktöffnung klein sein und den normalen Schaltbe dingungen, die beim Einschalten der Meßstromkreis« vorliegen, angepaßt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schutzschalter zum Schutz elektrischer Meßinstrumente mit einem sich bei Überlastung öffnenden Hauptkontaktstück und einem in Reihe mit diesem geschalteten Hilfskontaktstück. welches gemeinsam mit dem Hauptkontaktstück vom Einschaltmechanismus schließbar ist und beim Obergang des Hauptkontaktstückes in die Ausschaltstellung öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bewegungsbahnen des Haupt- und des Hilfskontaktstückes (7,26) ein drehbar gelagerter Sperrhebel (19) angeordnet ist, welcher eine Sperre trägt, die nach dem Schließen des Hilfskontaktstückes (26) bis zum öffnen des Hauptkoniaktstückes (7) in die Bahn des Einschaltmechanismus eingreift und diesen festhält

2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbar gelagerte Sperrhebel (19) ein doppelarmiger Hebel ist, der mit seinem einen Arm (21) in der Bahn des Hauptkontaktstückes (7) und mit seinem anderen Arm (22) in der Bahn des Hilfskontaktstückes (26) liegt

3. Schutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Hilfskontaktstück (24) betätigende Arm (22) des doppelarmigen Sperrhebels (19) an seinem freien Ende abgebogen ist und eine das Hilfskontaktstück (26) betätigende schräge Auflauffläche (23) bildet.

4. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfskontaktstück (26) auf einer Auflauffläche angeordnet ist, die mit einer Gegenfläche eines Betätigungselementes zusammenwirkt.

5. Schutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Hilfskontaktstück (26) betätigende Arm (22) die den Schaltmechanismus blockierende Sperre in Form einer Rast (18) trägt, welche in eine Rastnut (17) einer Betätigungsstange (14) des Schaltmechanismus einfällt.

6. Schutzschalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federarm (25) des von der Auflauffläche (23) des doppelarmigen Sperrhebels (19) betätigten Hilfskontaktstückes (26) für eine geringere Federkraft im Vergleich zu dem Federarm (28) des zugehörigen Gegenkontaktelementes (27) bemessen ist.