DE19812503C1

DE19812503C1 - Drehbetätigter Schutzschalter mit voreilendem Hilfsschalter

Info

Publication number: DE19812503C1
Application number: DE19812503A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Baumeister; Guenter Baujan; Peter Willerscheidt
Original assignee: Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1998-03-21
Filing date: 1998-03-21
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2018-03-22
Also published as: EP0983601A1; CN1167099C; US6124558A; WO1999049490A1; CN1258374A; DE59913427D1; JP3468780B2; EP0983601B1; JP2000514239A; ATE326767T1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen drehbetätigten Schutzschalter mit voreilendem Hilfsschalter, wobei beim Einschalten die Hilfskontakte des Hilfsschalters (4) zeitlich vor den Hauptkontakten betätigt werden. Es ist ein Betätigungsvorsatz (6) vorgesehen, der ein von einem Betätigungsorgan (8) drehbetätigtes Antriebsritzesl (20) und eine längsverschieblich gelagerte, mit dem Antriebsritzel (20) kämmende erste Zahnstange (21), die den Hilfsschalter (4) betätigt, enthält. Weiterhin ist eine mit der ersten Zahnstange (21) in Einschaltrichtung (27) nacheilend verbundene zweite Zahnstange (22) sowie ein der zweiten Zahnstange (22) zugeordnetes Abtriebsritzel (30), das mit einer Antriebswelle für das Schaltschloß des Schutzschalters (2) verbunden ist, enthalten. Die Zahnteilung von Abtriebsritzel und zweiter Zahnstange (22) ist um so viel größer als die Zahnteilung von Antriebsritzel (20) und erster Zahnstange (21) bemessen, daß der Gesamtdrehwinkel von Antriebsritzel (20) und Abtriebsritzel über die vollständige Einschaltbewegung des Betätigungsorgans (8) gleich ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen drehbetätigten Schutzschalter, insbesondere Motorschutzschalter oder Leistungsschalter, mit voreilendem Hilfsschalter, wobei beim Einschalten des Schaltgerätes die Hilfskontakte des Hilfsschalters zeitlich vor den Hauptkontakten betätigt werden. Ein derartiges voreilendes Zusammenspiel zwischen Hilfs- und Hauptkontakten dient der vorherigen Ab frage von zusätzlichen Einschaltbedingungen, beispielsweise der Abfrage einer vorherigen Notausschaltung einer elektrischen Anlage mittels eines Unterspannungsauslösers.

Aus der Druckschrift DE 197 17 236 A1 ist ein Schaltgerät mit einer verdreh baren Griffwelle bekannt, die über ein einen Schieber umfassendes Stellglied mit einem verschiebbaren Kontaktträger gekoppelt ist. Der Schieber ist durch Verdrehen der Griffwelle entgegen einer Federkraft zwischen einer geöffneten Schaltstellung und einer geschlossenen Schaltstellung bewegbar. Der Schie ber ist exzentrisch an einer verdrehbaren Schaltwelle gelagert, die über ein Zahngetriebe mit der Griffwelle verbunden ist. Beim Verdrehen der Griffwelle legt die Schaltwelle dabei einen größeren Drehwinkel als die Griffwelle zurück. Ein Unterspannungsauslöser ist über ein einen Auslösehebelumfassendes Zwischenglied mit einer eine selbsttätige Öffnungsbewegung des Kontaktträ gers sperrenden Verklinkungseinrichtung gekoppelt. Das Schaltgerät umfaßt weiterhin einen voreilenden Hilfsschalter, der mit der Schaltwelle gekoppelt ist. Da die Bewegung der Hilfskontakte erst über die Bewegung der Schaltwelle erfolgt, besteht die Gefahr unkontrollierbarer Kontaktüberlappungen zwischen den Haupt- und Hilfskontakten, insbesondere bei schleichender Kontaktbetäti gung des Hilfsschalters.

Aus der Druckschrift DE 43 17 656 C2 ist ein tastbetätigbares Schaltschütz mit einem voreilenden Hilfsschalter bekannt, bei dem der Hilfsschalter als Schalt vorsatz zwischen dem Einschalttaster und dem Schaltschütz angeordnet ist, wobei durch Schaltwippen oder Mitnahmehebel für die Hilfskontakte ein ver größerter Öffnungsweg gegenüber dem Hub des Einschalttasters für die Hauptkontakte bewirkt wird. Diese Lösung läßt sich nicht auf drehbetätigte Schutzschalter übertragen, bei denen die Betätigung der Hauptkontakte von einem drehbaren Betätigungsorgan über ein Schaltschloß erfolgt. Bei derarti gen Schutzschaltern besteht zudem die Gefahr einer schleichenden Kontakt betätigung des Hilfsschalters, was beispielsweise beim Zusammenwirken mit einem Unterspannungsauslöser zu unkontrollierbaren Kontaktüberlappungen zwischen Haupt- und Hilfskontakten führen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die voreilende Betätigung des Hilfsschalters für alle Anwendungsfälle zu gewährleisten, ohne eine Ver schlechterung des Betätigungsverhaltens für die Hauptkontakte in Kauf neh men zu müssen.

Ausgehend von einem drehbetätigten Schutzschalter der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.

Durch die Einschaltdrehbewegung des Antriebsritzels über das Betätigungs organ wird sofort die den Hilfsschalter unmittelbar betätigende erste Zahn stange längsbewegt, wogegen die zweite Zahnstange infolge ihres Nacheilens einerseits und ihrer größeren Zahnteilung anderseits das Abtriebsritzel einer seits erst mit Verzug und anderseits dann mit erhöhter Drehgeschwindigkeit bezüglich zum Antriebsritzel treibt. Damit wird in einem ersten Winkelabschnitt der Einschaltbewegung allein der Hilfsschalter voreilend gegenüber dem Schaltschloß des Schutzschalters betätigt und in dem restlichen Winkelab schnitt mit einem gewissen Übersetzungsverhältnis die gesamte Einschaltbe wegung dieser beiden Winkelabschnitte auf das Schaltschloß übertragen. Es wird mit der erfindungsgemäßen Lösung unabhängig von der Geschwindigkeit und Stetigkeit der Einschaltbewegung ein eindeutig voreilendes Schalten des Hilfsschalters vor dem Schaltschloß erreicht, wobei für das nachfolgende Schaltschloß und Schalten der Hauptkontakte wieder der vollständige Betäti gungswinkel zur Verfügung steht. Damit erübrigen sich Veränderungen an dem Schaltschloß bzw. an dem Hauptkontaktantrieb.

Eine eindeutige Ausgangslage der Zahnstangen und damit des Betätigungs organs in der Ausschaltstellung wird vorteilhaft durch beaufschlagende Federmittel erreicht, insbesondere durch eine die erste Zahnstange unmittel bar oder mittelbar beaufschlagende Druckfeder. Zweckmäßig ist die axial un versetzte Anordnung beider Ritzel. Vorteilhafte Weiterbildungen hinsichtlich der nacheilenden Verbindung der Zahnstangen bestehen darin, daß einerseits ein einheitlicher Zahnstangenkörper mit in Bewegungsrichtung versetzt ange ordneten Zahnstangen oder anderseits eine Schleppverbindung zwischen bei den Zahnstangen über einen Mitnehmerstift und einer länglichen Mitnehmer öffnung vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise sind die Bewegungsrichtungen und die Bewegungsebenen der Zahnstangen zueinander parallel versetzt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung hinsichtlich der Betätigung des Hilfsschalters besteht in einer entsprechenden Ablaufschräge an der ersten Zahnstange. Zweckmäßigerweise sind die Ritzel nur im Maße ihres Gesamtdrehwinkels mit Zähnen versehen. Anschläge an den Ritzeln und ein entsprechender orts fester Anschlag des Betätigungsvorsatzes gewährleisten bei der Montage des Betätigungsvorsatzes die winkelrichtige Positionierung der beiden Ritzel zu einander und bezüglich der Position der Zahnstangen. Vorteilhafte Weiterbil dungen der Erfindung bestehen darin, daß der Hilfsschalter oder bzw. und ein Unterspannungsauslöser Bestandteil des Betätigungsvorsatzes sind. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß der Betätigungsvorsatz als nachträglich zu montierender Zusatzbaustein ausgeführt ist. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der von dem Schutzschalter zu entfernende Drehknebel oder das Abtriebsmittel eines Fernantriebes auf das Antriebsritzel des Betäti gungsvorsatzes gesetzt wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgen den, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen

Fig. 1: eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betätigungs vorsatzes in der Draufsicht;

Fig. 2: den Betätigungsvorsatz aus Fig. 1 in der Vorderansicht;

Fig. 3: eine geschnittene Teilansicht gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 1;

Fig. 4: eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie IV-IV in Fig. 2;

Fig. 5: eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie V-V in Fig. 2;

Fig. 6: eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betätigungs vorsatzes in geöffneter perspektivischer Darstellung.

Nach der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 5 ist ein als Motorschutz schalter ausgeführter drehbetätigter Schutzschalter 2 mit voreilendem Hilfs schalter 4 versehen. Ein Betätigungsvorsatz 6 ist zwischen einem Betäti gungsorgan 8 und einer Antriebswelle 10 für ein Schaltschloß 12 des Schutz schalters 2 angeordnet. Der Betätigungsvorsatz 6 ist als frontseitig auf den Schutzschalter 2 zu montierender Zusatzbaustein ausgeführt und von einem Formgehäuse aus einem Unterteil 14 und einem auf diesen aufzunehmenden Oberteil 16 umgeben. Der Betätigungsvorsatz 6 wird, nachdem das als Dreh knebel ausgeführte Betätigungsorgan 8 von der Antriebswelle 10 entfernt wor den ist, mit dem Unterteil 14 auf den Schutzschalter 4 aufgeschraubt. Der Betätigungsvorsatz enthält ein von dem Betätigungsorgan 8 über ein An triebsachse 18 drehbetätigtes Antriebsritzel 20. Eine erste und eine zweite Zahnstange 21 bzw. 22 sind in Einschaltrichtung 27 gegeneinander versetzt als einheitlicher Zahnstangenkörper 32 ausgebildet und senkrecht zu ihrer Bewegungsebene hintereinander angeordnet. Die erste Zahnstange 21 kämmt mit dem Antriebsritzel 20, wobei sie mit Hilfe eines in einem länglichen Füh rungsschlitz 24 gleitenden Führungsfortsatzes 25 schlittenförmig im Unterteil 14 gelagert ist. Die erste Zahnstange 21 betätigt den mitsamt seinen An schlüssen 28 im Betätigungsvorsatz 6 angeordneten Hilfsschalter 4. Dazu weist sie eine Ablaufschräge 26 auf, die beim Verschieben 21 in Einschaltrich tung 27 mit dem Schaltstößel 29 des Hilfsschalters 4 zusammenwirkt. Die zweite Zahnstange 22 ist einem Abtriebsritzel 30 zugeordnet, das mit der An triebswelle 10 für das Schaltschloß 12 verbunden ist. Die Zahnteilung von Ab triebsritzel 30 und zweiter Zahnstange 22 ist um so viel größer als die Zahntei lung von Antriebsritzel 20 und erster Zahnstange 21 bemessen, daß die Gesamtdrehwinkel α von Antriebsritzel 20 und Abtriebsritzels 30 über die voll ständige Einschaltdrehbewegung des Betätigungsorgans 8 gleich sind. Ein als Druckfeder ausgeführtes Federmittel 34 stützt sich zwischen dem Unterteil 14 und der ersten Zahnstange 21 ab, wodurch eine eindeutige Ausgangslage der Zahnstangen 21, 22 und damit des Betätigungsorgans 8 in der Ausschaltstel lung erreicht wird. Das Antriebsritzel 20 ist frontal gesehen vor dem Abtriebs ritzel 30 und in der gleichen Drehachse 36 angeordnet, wobei das Abtriebs ritzel 30 mit einer zentrischen kreisförmigen Ausbildung in einer kreisförmigen Ausnehmung des Unterteils 14 und das Antriebsritzel 20 mit einer kreisförmi gen Ausnehmung auf einer weiteren zentrischen kreisförmigen Ausbildung des Abtriebsritzels 30 lagert. Damit fluchten Betätigungsorgan 8 und Antriebswelle 10 in gleicher Weise wie im Falle des Schutzschalters 2 ohne dem Betäti gungsvorsatz 6. In ersichtlicher Weise sind Antriebsritzel 20 und Abtriebsritzel 30 umfangseitig mit Zähnen nur im dem Maße versehen, soweit der jeweilige Eingriff mit der ersten bzw. zweiten Zahnstange 21 bzw. 22 reicht. Um eine winkelrichtige Montage von Antriebsritzel 20 und Abtriebsritzel 30 unterein ander und bezüglich der Zahnstangen 21 und 22 zu gewährleisten, ist sowohl am Antriebsritzel 20 ein erster Anschlag 38 als auch am zweiten Abtriebsritzel 30 ein zweiter Anschlag 39 angeformt, die untereinander und mit einem am Unterteil 14 angeformten Gegenanschlag 40 zusammenwirken, indem die Drehung des Abtriebsritzels 30 im Gegenuhrzeigersinn durch Anlage des zweiten Anschlags 39 an den Gegenanschlag 40 und die Drehung des An triebsritzels 20 im gleichen Sinne durch Anlage des ersten Anschlags 38 an den zweiten Anschlag 39 begrenzt ist.

Beim Einschalten des Schutzschalters 2 mittels des Betätigungsorgans 8 funktioniert der vorstehend beschriebene Betätigungsvorsatz 6 auf folgende Weise: Durch die Einschaltdrehbewegung des Antriebsritzels 20 wird zuerst die den Hilfsschalter 4 unmittelbar betätigende erste Zahnstange 21 in Ein schaltrichtung 27 bewegt, wogegen die zweite Zahnstange 22 infolge ihres Versatzes gegenüber der ersten Zahnstange 21 erst mit Verzug und dann in folge ihrer gegenüber der ersten Zahnstange 21 höheren Zahnteilung mit er höhter Drehgeschwindigkeit das Abtriebsritzel 30 treibt. Damit wird in einem ersten Winkelabschnitt der Einschaltdrehbewegung des Betätigungsorgans 8 allein der Hilfsschalter 4 voreilend gegenüber dem Schaltschloß 12 betätigt und in dem restlichen Winkelabschnitt mit einem gewissen Übersetzungsver hältnis der Gesamtdrehwinkel α auf das Schaltschloß 12 übertragen.

Die in Fig. 6 gezeigte zweite Ausführungsform des Betätigungsvorsatzes 6 ist im geöffneten Zustand auf den nur teilweise dargestellten Schutzschalter 2 montiert, wobei das Betätigungsorgan 8 abgezogen von der Antriebsachse 18 des Antriebsritzels 20 dargestellt ist. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß die erste und die zweite Zahnstange 21 bzw. 22 gegeneinander parallel ver schieblich angeordnet sind und ein mit der zweiten Zahnstange 22 verbunde ner Mitnehmerstift 42 in eine an der ersten Zahnstange 21 vorgesehenen länglichen Mitnehmeröffnung 41 greift. Durch diese schleppende Verbindung wird wiederum ein Nacheilen der zweiten Zahnstange 22 gegenüber der ersten Zahnstange 21 in Einschaltrichtung 27 in der ersten Phase der Ein schaltbewegung realisiert, um die Kontakte des voreilenden Hilfsschalters 4 zeitlich vor den Hauptkontakten des Schutzschalters 2 zu betätigen.

Die vorliegende Erfindung läßt sich bei spielsweise auch mit einem Betätigungsorgan realisieren, das nicht wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ein handbetätigbarer Dreh knebel, sondern ein entsprechendes Abtriebsmittel ist, das Teil eines vor den Schutzschalter zu montierenden Fernantriebes ist.

Bezugszeichenliste

2

Schutzschalter

4

Hilfsschalter

6

Betätigungsvorsatz

8

Betätigungsorgan

10

Antriebswelle

12

Schaltschloß

14

Unterteil

16

Oberteil

18

Antriebsachse

20

Antriebsritzel

21

;

22

Zahnstange

24

Führungsschlitz

25

Führungsfortsatz

26

Ablaufschräge

27

Einschaltrichtung

28

Anschlüsse

29

Schaltstößel

30

Abtriebsritzel

32

Zahnstangenkörper

34

Federmittel

36

Drehachse

38

;

39

Anschlag

40

Gegenanschlag

41

Mitnehmeröffnung

42

Mitnehmerstift
αGesamtdrehwinkel

Claims

1. Drehbetätigter Schutzschalter mit voreilendem Hilfsschalter, wobei ein Betätigungsvorsatz (6) zwischen einem Betätigungsorgan (8) und einem Schaltschloß (12) des Schutzschalters (2) angeordnet ist, dadurch gekenn zeichnet, daß der Betätigungsvorsatz (6) enthält:

1. ein vom Betätigungsorgan (8) drehbetätigtes Antriebsritzel (20);
2. eine längsverschieblich gelagerte, mit dem Antriebsritzel (20) kämmende erste Zahnstange (21), die den Hilfsschalter (4) betätigt;
3. eine längsverschieblich gelagerte, mit der ersten Zahnstange (21) in Ein schaltrichtung (27) nacheilend verbundene zweite Zahnstange (22);
4. ein der zweiten Zahnstange (22) zugeordnetes Abtriebsritzel (30), das mit einer Antriebswelle (10) für das Schaltschloß (12) verbunden ist;
5. wobei die Zahnteilung von Abtriebsritzel (30) und zweiter Zahnstange (22) um so viel größer als die Zahnteilung von Antriebsritzel (20) und erster Zahnstange (21) bemessen ist, daß der Gesamtdrehwinkel (α) von An triebsritzel (20) und Abtriebsritzels (30) über die vollständige Einschaltbe wegung des Betätigungsorgans (8) gleich ist.

2. Drehbetätigter Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Betätigungsvorsatz (6) durch Federmittel (34) entgegen der Einschaltrichtung (27) beaufschlagt ist.

3. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (20) und das Abtriebsritzel (30) hintereinander mit gleicher Drehachse (36) gelagert sind.

4. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Zahnstange (21; 22) in Einschaltrichtung (27) gegeneinander versetzt als einheitlicher Zahnstan genkörper (32) ausgebildet sind.

5. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Zahnstange (21; 22) parallel verschieblich angeordnet sind und ein an der einen Zahnstange (22) vorgesehener Mitnehmerstift (42) in eine an der anderen Zahnstange (21) vor gesehenen länglichen Mitnehmeröffnung (41), die sich in der Einschaltrichtung (27) erstreckt, greift.

6. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Zahnstange (21; 22) senkrecht zu ihrer Bewegungsebene hintereinander angeordnet sind.

7. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zahnstange (21) eine mit dem Schaltstößel (29) des Hilfsschalters (4) zusammenwirkende Ablaufschräge (26) aufweist.

8. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsritzel (20) und Abtriebsritzel (30) nur im erforderlichen Maße der vollständigen Einschaltbewegung umfangseitig gezähnt sind.

9. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsritzel (20) und Abtriebsritzel (30) mit Anschlägen (38; 39) versehen sind, die mit einem ortsfesten Gegenanschlag (40) des Betätigungsvorsatzes (6) positionierend zusammenwirken.

10. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsschalter (4) und dessen Anschlüsse (28) im Betätigungsvorsatz (6) angeordnet sind.

11. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterspannungsauslöser und dessen An schlüsse im Betätigungsvorsatz (6) angeordnet sind.

12. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsvorsatz (6) als frontseitig auf den Schutzschalter (2) zu montierender Zusatzbaustein ausgeführt ist.

13. Drehbetätigter Schutzschalter nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß als Betätigungsorgan (8) ein abnehmbarer Drehknebel des Schutzschalters (2) vorgesehen ist.

14. Drehbetätigter Schutzschalter nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß als Betätigungsorgan ein Abtriebsmittel eines Fernantriebes vorgesehen ist.