DE2017596B2 - Schaltschloss, insbesondere zur steuerung von elektrischen schaltgeraeten - Google Patents

Description

Selbsttätige elektrische Schalter sind mit mechanisch miteinander verbundenen Teilen ausgerüstet, die in der Regel Schaltvorrichtung oder Schaltschloß eenannt werden und deren Aufgabe es ist,

- den elektrischen Stromkreis durch Betätigung eines oder mehrerer Schaltstücke zu schließen,

- den elektrischen Stromkreis durch Verriegelung sämtlicher beweglicher Teile in Einschaltstellung

geschlossen zu halten, wenn der Einschaltvorgang beendet ist,

- den elektrischen Stromkreis automatisch zu unterbrechen, sobald dieser nicht mehr unter bestimmten Betriebsbedingungen arbeitet, und

ίο - die Bedienungsperson in die Lage zu versetzen, die öffnung der Kontaktstücke durch Betätigung der entsprechenden Vorrichtungen der Anlage vorzunehmen.

Es sind zahlreiche Schaltschlösser bekannt; diese is verwenden in der Regel eine oder mehrere mechanische Vorrichtungen bekannter, einfacher Bauart, Kniehebelgelenke genannt, die jedoch mit einer verhältnismäßig großen Anzahl von Einzelteilen und zahlreichen Gelenken ausgerüstet sind. Aufgrund ihrer Masse und der durch sie verursachten Reibung verlangsamen diese Teile die Schaltbewegungen, und sie verlängern die Trenndauer der Kontaktstücke. Dadurch wird die Leistung derartig ausgerüsteter Geräte herabgesetzt und ihre Herstellung im allgemeinen »5 kostspielig.

Durch die Erfindung gemäß Patentanspruch wird ein Schaltschloß vorgeschlagen, das diese Mangel nicht aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltschlosses ist in den Fig. 1 bis 6 gezeigt.

Fig. 1 ist ein Querschnitt entsprechend der Linie AA' der Fig. 2; sie zeigt schematisch die einzelnen Teile des Schaltschlosses und die Betätigungsorgane in ausgerücktem Zustand;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Teiles der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 zeigt die Stellungen der einzelnen Teile nach Beendigung der ersten Schaltphase;

Fig. 4 zeigt die Stellung der einzelnen Teile nach Beendigung dei zweiten Schaltphase, in der die gesamte Vorrichtung im eingerückten Zustand verriegelt ist;

Fig. 5 zeigt die Verschiebungsbewegungen des Kontaktträgerteils während des selbsttätigen Betriebs der Vorrichtung;

Fig. 6 zeigt die Stellung der einzelnen Teile zu Beginn einer von Hand vorgenommenen willkürlichen Auslösung der Vorrichtung.

Ein Schwinghebel 1, beispielsweise aus Gußmasse, ist um eine zwischen zwei Flanschen 3 und 4 angeordnete Achse 2 schwenkbar und bewegt sich unter der Einwirkung einer Feder 5 in der dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung.

Zu beiden Seiten der Flansche sind schematisch durch Striche 6 und 7 bezeichnete Kontaktträger mit Hilfe zweier quer angeordneter Haltestifte 8 und 9 miteinander kraftschlüssig verbunden. Der Stift 8 wird verschiebbar in den beiden in den Flanschen vorgesehenen Führungen 10 und 11 geführt; zwei Federn 12 und 13, die beispielsweise an den Flanschen 3 und 4 befestigt sind, bewegen das Kontaktträgerteil entsprechend der Figur nach oben.

In ausgerückter Stellung befindet sich der Stift 9 unter einem Ansatz 14 eines Betätigungsteils 15, das von der Rückstellfeder 16 nach oben bewegt wird. Die Vorrichtung ist ferner mit einer Verriegelungsplatte 17 ausgerüstet, die um eine Achse 18 schwenkbar ist und unter Einwirkung einer Druckfeder 19 ge-

gen einen Anschlag 20 geführt wird.

In der in Fig. 1 gezeigten Stellung stützt sich der jm oberen Teil der Schiene 11 befindliche Stift 8 auf der einen Fläche des Schwinghebels 1 ab, den er in der angegebenen Stellung hält. In dieser Stellung hebt der obere Rand 25 des Hebels das rechte Ende der Verriegelungsplatte 17 an, und die untere Nase 22 des Hebels wird von dem Betätigungsteil IS ferngehalten.

Entsprechend den Fig. 3 und 4 erfolgt der Über- »o gang aus der ausgerückten Stellung in die eingerückte Stellung folgendermaßen:

Wenn das Betätigungsteil 15 in Pfeilrichtung F bewegt wird, bewirkt es über den Ansatz 14 und den Stift 9 die Verschiebung der beweglichen Kontaktträgerteile 6 und 7, die von dem Stift 8 in den Führungen 10 und 11 geführt werden, bis der Stift 8 gegen den Boden der Führungen stößt. In dieser äußersten Stellung des Kontaktträgers steht die Fläche 30 des Schwinghebels 1, an der der Stifte entlanggleitet, *<> nicht mit dem Stift 8 in Berührung, und der Hebel 1 schwenkt unter Einwirkung der Feder 5 herum, bis er mit seiner Ausnehmung 24 über dem Stift 8 liegt, wie dies Fig. 3 veranschaulicht. In dieser Stellung legt sich der Ansatz 25 des Hebels 1 in die Ausnehmung as 21 der Verriegelungsplatte 17, wo er infolge des Herumschwenkens der Platte 17 unter Einwirkung der Feder 19 verriegelt wird. Gleichzeiig dringt die untere Nase 22 des Hebels in die Aussparung 23 des Betätigungsteils 15 ein.

Beim Nachlassen des Druckes auf das Betätigungsteil 15 bewegt sich dieses unter der Einwirkung der Rückstellfeder 16 aufwärts. Unter dem Druck der Feder 12 (13) wird der Kontaktträger 6 (7) ebenfalls nach oben geführt, bis der Stift 8 unter der Ausnehmung 24 des Hebels 1 liegt, der blockiert ist, da sein Rand 25 sich auf dem Rand der Ausnehmung 21 der Verriegelungsplatte 17 abstützt.

Der Stift 8 wird festgelegt und dient als Drehachse für die Kontaktträgerteile 6 und 7. Das Betätigungsteil 15 vollführt seine Aufwärtsbewegung, die Kontaktträgerteile schwenken um den Stift 8 herum, und zwar in dem Augenblick, in dem der Stift 9 vom Ansatz 14 freigegeben wird, wodurch die beweglichen Kontakte 26 schlagartig gegen die feststehenden Kontakte 27 gedrückt werden, und zwar unabhängig von der weiteren Bewegung des Betätigungsteils 15. Die Aufwärtsbewegung des Betätigungsteils ist beendet, wenn die Aussparung 23 gegen die Nase 22 des Schwinghebels 1 drückt, wodurch die Verriegelung des Schaltschlosses erfolgt.

Es ist zu beachten, daß der Druck zwischen dem feststehenden und dem beweglichen Kontaktstück 27 bzw. 26 durch die Rückzugfedern 13 bzw. 12 des beweglichen Teils ausgeübt wird.

In eingerückter Stellung wirkt auf den Schwinghebel 1 einerseits die Federkraft der Rückstellfedern 12 und 13, und zwar über den Stift 8 und die Ausnehmung 24, wodurch auf den Hebel ein Drehmoment im Uhrzeigersinn ausgeübt wird, und andererseits wirken auf den Hebel die Kräfte der Federn 5 und 16, und zwar - was letztere angeht - über das Betätigungsteil 15 und die Nase 22, wobei diese Federn auf den Hebel ein Drehmoment entgegen der Uhrzeigerrichtung ausüben. Durch entsprechende Einstellung der Federn 5 12, 13 und 16 (oder beispielsweise lediglich der Feder 5, ohne Verstellung der übrigen Federn") ist es möglich, das resultierende Kräftepaar, dem der Schwinghebel 1 unterliegt, beliebig herabzusetzen, so daß ein schwacher Druck der Feder 19 genügt, um die Platte 17 zur Verriegelung der Teile zu betätigen. Durch Anlegung einer sehr geringen Kraft F kann das Schaltschloß freigegeben werden (Fig. 4 und 5).

Diese Gegenkraft F kann beliebig ausgeübt werden, beispielsweise durch einen Bimetall-Streifen, ein Stromrelais, ein Spannungsrelais, ein mechanisches Betätigungsteil od. dgl.; sie dreht die Platte 17 um ihre Achse 18 und gibt den Schwinghebel 1 frei, der daraufhin um die Achse 2 in Uhrzeigerrichtung herumschwenkt und dabei den Stift 8 und das Betätigungsteil 15 freigibt.

Da der Stift 8 freigegeben ist, bewegen sich die Kontaktträger 6 und 7 nach oben und schwenken unter Wirkung der Federn 12 und 13 herum, wodurch die Trennung der Kontakte 26 und 27 wie folgt vor sich geht:

In einer ersten Phase (Fig. 5) bewegen sich die Kontaktträger 6 und 7 praktisch parallel zu ihrer Achse über eine Strecke D aufwärts und erzeugen dadurch einen Abschaltlichtbogen zwischen den Kontakten 26 und 27. Während ihrer Weiterbewegung stoßen die Kontaktträger 6 und 7 sodann auf einen beispielsweise auf den Flanschen angebrachten, festen Anschlag 28, der den Drehpunkt des beweglichen Teiles bildet. Dieser Anschlag 28 ist derart angeordnet, daß einerseits die Verschiebung der beweglichen Kontakte 26 sehr beschleunigt wird, obwohl sich die Anlagepunkte der Rückzugskräfte wenig verschieben, und daß andererseits der zum Spannen des Schlosses bestimmte Stift 9 seine Stellung am Betätigungsteil 15 wieder einnimmt.

Da die Nase 22 aus der Aussparung 23 herausgeführt ist, kann sich das Betätigungsteil 15 unter der Federkraft 16 ebenfalls nach oben bewegen und wieder seine in Fig. 1 gezeigte Stellung einnehmen.

Zwei Fälle sind besonders zu beachten:

Im ersten Fall ist das Betätigungsteil 15 freigegeben, d. h. es wird nicht willkürlich in der in Fig. 4 gezeigten Stel.ung gehalten, bei der Freigabe des Schwinghebels 1 durch die Verriegelungsplatte 17 verschieben sich die beweglichen Kontaktträger 6 und 7 sowie das Betätigungsteil 15 gleichzeitig, und der Stift 9 nimmt wieder seine Stellung wie in Fig. 1 ein, d. h. unter dem Ansatz 14.

Im zweiten Fall wird das Betätigungsteil 15 willkürlich in der Stellung gehalten, die es in F i g. 4 einnimmt, und bei der Freigabe des Schwinghebels 1 verschieben sich lediglich die Teile 6 und 7, während der Betätigungshebel 15 in der in Fig. 5 gezeigten Stellung verbleibt. Dabei gelangt der Stift 9 über den Ansatz 14. Sobald das Betätigungsteil freigegeben ist, bewegt es sich unter dem Druck der stark zusammengepreßten Rückstellfeder 16 weiter während die Federn 12 und 13 praktisch entspannt sind. Die schräge Rückseite des Ansatzes 14 kann den Widerstand des Stiftes 9 überwinden, so daß sich der Ansatz über sie legen kann. Es ist ebenfalls möglich, den Ansatz 14 während der Aufwärtsbewegung des Betätigungsteiles verschwinden zu lassen und ihn bei der Abwärtsbewegung festzustellen.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich aus Fig. 4. Wenn der mit der beschriebenen Vorrichtung ausgerüstete Selbstschalter einer solchen Überlast ausgesetzt wird, daß trotz der sofortigen Verriegelung des Schaltschlosses ein Kleben der Kontakte 26 und 27 erfolgt,

verbleibt das Betätigungsteil 15 in der in Fig. 4 gezeigten Stellung, d. h. der Schalterstromkreis wird nicht unterbrochen. Infolge des Kontaktklebens bleibt der Kontaktträger fest und unbeweglich, so daß sich die Kraft der Rückzugfedern 12 und 13 nicht mehr über den Stift 8 auf den Schwinghebel 1 überträgt. Dieser unterliegt nicht mehr dem Druck der Federn 5 und 16, die ihn in der dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung herumschwenken und so die Verriegelung des Betätigungsteiles 15 durch die Nase 22 des Schwinghebels 1 verstärken.

Einen weiteren Vorteil zeigen die Fig. 3, 4 und 6. Bisher diente das Betätigungsteil nur zur Verriegelung des Schlosses; es kann jedoch auch zu seiner Entsperrung dienen. Fig. 3 zeigt, wie die Bewegung des mit dem Stift 9 im Eingriff stehenden und heruntergedrückten Betätigungsteils gehemmt wird, wenn der Stift 8 gegen den Boden der Führungen 10 und 11 stößt. Die Bewegungsbegrenzung des Betätigungsteils 15 besteht nicht, wenn das Schaltschloß nach Fig. 4 verriegelt wird, denn in diesem Fall wird der Stift 9 nicht von dem Ansatz 14 erfaßt. Fig. 6 zeigt, daß, wenn das Betätigungsteil heruntergedrückt wird, es mit der Fläche 29 der Aussparung 23 eine Kraft auf die Nase 22 des Schwinghebels 1 überträgt, Hierdurch entsteht am Hebel ein zusätzliches Kräftepaar, das das Kräftepaar der Federn 12 und 13 vergrößert und die Entsperrung des Hebels bewirkt, der von der Verriegclungsplatte 17 freigegeben ist und die Verschiebung des Hebels in Uhrzeigerrichtung vornimm', wodurch das bewegliche Kontaktträgerteil freigegeben wird.

Das erfindungsgemäße Schaltschloß weist demnach folgende Vorteile auf:

- der Kontaktträger ist nicht mit dem Schaltschloß mechanisch fest verbunden und kann sich somit schnell und unabhängig von den anderen Teilen der Vorrichtung bewegen;

- die beweglichen Kontakte werden zu einem be-S stimmten Zeitpunkt von dem Betätigungsteil unabhängig und schließen die elektrischen Stromkreise schlagartig und unabhängig von der Bedienungsperson;

- der Kontaktdruck wird von den Rückzugfedern ίο des beweglichen Teils ausgeübt;

- der Schwinghebel unterliegt entgegengesetzten Kräftepaaren;

- das sich am Hebel ergebende Kräftepaar kann leicht auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert

»5 geregelt werden, so daß die Entsperrung des

Schaltschlosses mit großer Ansprechempfindlichkeit möglich ist;

- der Öffnungsabstand ist sehr groß, und sämtliche übrigen Teile des Schlosses bewegen sich sehr

*o wenig, so daß die Öffnungsgeschwindigkeit der Kontakte sehr groß ist;

- die Ansprechzeit des Schaltschlosses ist sehr kurz;

- die Stellung des Betätigungsteils zeigt die Stellung der Kontakte im Gerät an;

- das Betätigungsteil kann nacheinander zum Verriegeln und Entriegeln des Schaltschlosses verwendet werden.

Das erfindunsgemäße Schaltschloß muß nicht, wie in Fig. 2 gezeigt, eine symmetrische Form haben. Es eignet sich zur Anwendung in allen selbsttätigen elektrischen Geräten, wie Leistungsschaltern oder Differentialschaltern, ohne Rücksicht auf die Anzahl der Pole.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruclr.

   Schaltschloß, insbesondere zur Steuerung von elektrischen Schaltgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß gemeinsam vorhanden sind:

   a) ein bewegliches Teil (6), welches mindestens ein mit einem feststehenden Kontaktstück (27) zusammenwirkendes Kontaktstück (26) und zwei Haltestifte (8, 9) aufweist, wobei eine Feder (12) auf das bewegliche Teil (6) mit den beiden Stiften (8,9) vorerst im Sinne einer Kontaktöffnung wirksam ist und der erste (8) der beiden Stifte in einer feststehenden Führung (11) etwa in Richtung der Kontaktbewegung beweglich ist;

   b) ein gegen die Kraft einer Rückstellfeder (16) verschiebbares Betätigungsteil (15), welches mit einem Ansatz (14) versehen ist, der so geformt und angeordnet ist, daß er bei Betätigung des Betätigungsteils (15) im Sinne einer Kontaktschließung den zweiten Haltestift (9) am beweglichen Teil (6) mitnimmt, ohne daß die Kontaktschließung jedoch erfolgt, worauf bei der Rückbewegung des Betätigungsteils (15) der erste Haltestift (8) festgehalten wird und damit das bewegliche Teil (6) unter Wirkung der nun im Sinne einer Kontaktschließung wirksamen Feder (12) so weit um den ersten Haltestift (8) verschwenkt ist, daß der zweite Haltestift (9) unter dem Ansatz (14) des Betätigungsteile (15) weggieitet und der Kontakt schlagartig geschlossen wird;

   c) ein um eine Achse (2) schwenkbarer Schwinghebel (1), der so angeordnet und geformt ist, daß an dessen einer Kante der erste Haltestift (8) während der Betätigung des Betätigungsteils (15) im Sinne einer Kontaktschließung so lange entlanggleitet, bis am Ende des Weges des ersten Haltestifts (8) in der Führung (11) der Schwinghebel (1) sich mit einer Ausnehmung (24) unter der Wirkung einer Feder (5) über den ersten Haltestift (8) legt, ihn dabei festhält und gleichzeitig mit einer Nase (22) auch das Betätigungsteil (15) so festhält, daß es sich unter der Wirkung der Rückstellfeder (16) nur so weit in die Ausgangslage zurückbewegen kann, daß der zweite Haltestift (9) von dem Ansatz (14) am Betätigungsteil (15) weggleitet und der bewegliche Teil (6) ausschwenkt;

   d) eine Verriegelungsplatte (17), die von einer Feder (19) gegen einen festen Anschlag (20) gedruckt wird und eine Ausnehmung (21) aufweist, in die ein Ansatz (25) des Schwinghebels (1) dann einrastet, wenn die Ausnehmung (24) dieses Schwinghebels (1) den ersten Haltestift (8) am beweglichen Teil (6) festhält.