DE2451915A1 - Ueberstromschutzschalter - Google Patents

Description

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DIPL. ING. R. HOLZEB AUGSBURG

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Augsburg, den 29. Oktober 1974

Westinghouse ^lectrie Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Allegheny County, Pennsylvania 15222, V,St„A,

übers troms chut zs chalter

. Die Erfindung betrifft einen überstromschutzschalter mit einem handbetätigbaren Bedienungselement zum öffnen und Schließen der Schaltkontakte, welches mit einem, einen der beiden Schaltkontakte tragenden Schaltarm gekuppelt ist, weiter mit einem, eine Spannstellung und eine Freigabestellung besitzenden Spannglied, ferner mit einem das Spannglied im

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Falle eines Überstromes freigebenden Auslösemechanismus, weiterhin mit einer zwischen dem Spannglied und dem Schaltarm angeordneten Feder, welche das Spannglied in Freigaberichtung vorspannt und den Schaltarm bei in der Ein-Stellung stehendem Bedienungselement und gespanntem Spannglied in Kontaktschließrichtung und bei in der Aus-Stellung stehendem Bedienungselement oder in der Freigabestellung befindlichem Spannglied in Kontaktöffnungsrichtung vorspannt, und mit am Bedienungselement angeordneten, das Spannglied bei Bewegung des Bedienungselemehts in eine Rücksteilposition in die Spannstellung zurückstellenden Mitteln»

Bei derartigen Überstromschutzschaltern ist das Spannglied normalerweise in einer Spannstellung eingerastet und wird bei einem vorgebbaren überstrom freigegeben, so daß es in eine Lösestellung springt, aus welcher es nach Beseitigung der den überstrom verursachenden Störung von Hand mittels eines Bedienungselements wieder in seine Spannstellung zurückgestellt werden kann.

Das Springen des Spannglieds in seine Lösestellung bewirkt normalerweise das automatische öffnen der Schaltkontakte. Gelegentlich kommt es jedoch vor, daß sich die Schaltkontakte nicht öffnen, beispielsweise weil sich Schweißstellen zwischen ihnen gebildet haben.

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Ein Öffnungsversagen der Schaltkontakte bei Auftreten eines Überstromes ist jedoch selbstverständlich höchst unerwünscht» Ebenso ist es unerwünscht, daß das freigegebene Spannglied in seine Spannstellung zurückstellbar ist, wenn die Schaltkontakte geschlossen bleiben»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen überstromschutzschalter der eingangs dargelegten Art so zu verbessern, daß die Gefahr eines Öffnungsversagens der Schaltkontakte beim Auslösen des Spannglieds verringert ist und eine Rückstellung des Spannglieds verhindert wird, falls trotzdem ein Öffnungsversagen der Schaltkontakte eintritt.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist ein solcher

überstromschutzschalter gemäß der Erfindung durch ein am Spannglied angeordnetes Element, welches, falls sich die »geschlossenen Schaltkontakte bei der Auslösebewegung des Spannglieds fehlerhaft nicht öffnen, gegen den Schaltarm schlägt und diesem einen in Öffnungsrichtung wirkenden Impuls mitteilt, und durch ein am Schaltarm angeordnetes Sperrelement gekennzeichnet, welches, falls das Bedienungselement bei noch geschlossenen Schaltkontakten in Richtung seiner Rückstellposition bewegt wird, die Rückstellbewegung des Spannglieds in die Spannstellung blockiert.

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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Über

stroms chutzschalters nach der Erfindung,

Fig» 2 eine Ansicht ähnlich Fig» 1,

welche den Schalter in von Hand geöffneter Stellung zeigt,

Fig, 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1,

welche den Schalter in der automatisch ausgelösten Öffnungsstellung zeigt,

Fig« 4 eine Ansicht ähnlich Fig» I,

welche den Schalter im Auslös'ezustand, jedoch mit miteinander verschweißten Schaltkontakten zeigt, und

. Fig, 5 eine Ansicht des Schalters ähn-

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lieh Pig» 1, wobei sich der Schalter in der Auslösestellung befindet, jedoch die Schaltkontakte wegen Verschweißung geschlossen geblieben sind.und der Versuch gemacht wird, das Spannglied zurückzustellen«

In den Zeichnungen ist ein überstromschutzschalter 9 mit einem spritzgegossenen Isoliergehäuse dargestellt, welches ein Hauptteil 11· und ein mittels Nieten 15 (Fig· I) daran befestigtes Deckelteil 13 (Fig. 5) aufweist. In dem Gehäuse 11, 13 ist ein allgemein mit 17 bezeichneter Schaltmechanismus untergebracht» Der Mechanismus weist einen feststehenden Halterahmen 19 auf, der fest am Gehäuseteil 11 befestigt ist. Ferner enthält der Mechnismus 17 ein feststehendes Kontaktstück 21, ein bewegliches Kontaktstück und eine allgemein mit 25 bezeichnete Auslösevorrichtung.

Das feststehende Kontaktstück 21 ist auf einem Leitungsanschluß 27, der durch eine öffnung im Boden des Gehäuses 11, 13 aus dem Gehäuse herausragt, aufgeschweißt oder auf andere Weise befestigt» Das bewegliche Kontaktstück 23 ist fest mit einem Ende eines Schaltarmes 29 verbunden» An seinem oberen

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Ende ist der Schaltarm 29 mit einer Vertiefung 31 versehen,· Ein Teil 33 eines isolierenden Bedienungselements 35 greift in die Vertiefung 31 des Schaltarmes 29 ein und stellt so eine Antriebs verbindung zwischen dem Bedienungselement 35 und dem Schaltarm 29 her. Das Bedienungselement 35 ist mit zwei an seinen beiden Seiten befindlichen Zapfen 37 versehen, die in L age rb oh run ge η in den Gehäuseteilen 11 und 13 hineinragen und das Bedienungselement kippbar im Gehäuse lagern. Das Bedienungselement 35 weist einen Handknopf auf, der durch eine öffnung an der Gehäuseoberseite hindurchragt und eine Handbetätigung des Schalters ermöglicht, Ein Spannglied 41 ist mit seinem einen Ende kippbar auf einer am Gehäuse . angegossenen Stütze gelagert. An seinem anderen Ende ist das Spannglied 41 mittels der Auslösevorrichtung 25 verriegelbar, Eine Spannfeder 43 ist mit ihrem unteren Ende an einem Vorsprung 45 des Schaltarmes 29 und mit ihrem oberen Ende an einer umgebogenen Nase 47 des Spannglieds angehängt.

Die Auslösevorrichtung 25 weist einen Bimetallstreifen auf, der nahe seinem oberen Ende an einer umgebogenen Lasche des Rahmens 19 ,befestigt ist. Ein flexibler Leiter 53 ist mit seinem einen Ende mit dem oberen Bimetallende verbunden und mit seinem anderen Ende an einem Leiter 55 befestigt, der

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durch eine öffnung 57 des Gehäuses 11, 13 hindurchragt und einen Teil einer Anschlußklemme 59 für lötfreie Verbindung bildet, die von außen zugänglich und in bekannter Weise am Gehäuse befestigt ist« Ein weiterer flexibler Leiter 61 ist mit seinem einen Ende mit dem unteren Bimetallende und mit seinem anderen Ende mit dem Schaltarm 29 verbunden, so daß der Schaltarm 29 elektrisch mit dem Bimetall verbunden ist»

Der Stromkreis durch den Schalter 9 verläuft vom Leitungsanschluß 27 über das feststehende Kontaktstück 21, das bewegliche Kontaktstück 23, den Schaltarm 29, den flexiblen Leiter 61, das Bimetall 49, den flexiblen Leiter 53, den Leiter 55 und die Anschlußklemme 59 zu einer nicht dargestellten, an diese Anschlußklemme angeschlossene Leitung,

Der Schalter 9 kann mittels des isolierenden Bedienungselements 35 von Hand geöffnet und geschlossen werden. Bei Bewegung des Bedienungselements 35 im Uhrzeigersinn aus der Ein-Stellung (Fig. 1) in die Aus-Stellung (Fig. 2) wird das obere Ende des Schaltarmes 29 auf die linke Seite der Wirkungslinie der Feder 43 bewegt, wodurch die Feder den Schaltarm 29 in die Kontaktöffnungsstellung (Fig. 2) springen läßt. Bei Bewegung des Bedienungselements 35 im

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Gegenuhrzeigersinn zurück in seine Ein-Stellung wird das obere Ende des beweglichen Schaltarmes 29 auf die rechte Seite der Wirkungslinie der Feder 43 bewegt, wodurch die Feder 43 den Schaltarm 29 in die Kontakts chließs te llung (Fig. 1) springen läßt.

Die Auslösevorrichtung 25 weist das bereits erwähnte Bimetall 49, ein magnetisches Joch 63 und einen Magnetanker 65 auf. Das Joch 63 ist als etwa U-förmiges Teil ausgebildet und mit seinem Mittelteil am Bimetall 49 befestigt, so daß seine beiden U-Schenkel dem Anker 65 zugewandt sind. Der Magnetanker 65 ist an einer Haltefeder 67 befestigt, die ihrerseits mit ihrem unteren Ende am Bimetall 49 befestigt ist. Der Anker 65 ist mit einem Durchbruch "Jl versehen. Das freie Ende des Spannglieds 4l ragt in diesen Ankerdurchbruch hinein und liegt in seiner in den Fig» I und 2 dargestellten Spannstellung an einer Sperrfläche 73 des Ankers an.

Beim Auftreten eines Überstromes, der einen ersten vorgegebenen Wert übersteigt, erwärmt sich das Bimetall und biegt sich nach rechts aus, wie aus Fig, I ersichtlich ist, so daß eine zeitverzögerte thermische Auslösung herbeigeführt wird. Der Anker 65, der mittels der Feder 67 vom

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Bimetall 69 getragen wird, wird bei der Ausbiegung des Bimetalls nach rechts mitgenommen und gibt das Spannglied 4l frei« Nach Freigabe des Spannglieds 41 bewirkt die Feder 43 ein Kippen des Spannglieds im Uhrzeigersinn auf der Stütze 42 um eine Kippachse 77 herum, bis die Kippbewegung durch Anstoßen des Spannglieds an ein am Gehäuse angegossenen Teil 69 beendet wird. Während dieser Kippbewegung bewegt die Feder 43 den Schaltarm 29 in die Kontaktoffnungss teilung und das Be die nun gs element 35 in eine zwischen seiner ßin- und seiner Aus-Stellung gelegene Zwischenstellung, um eine das Auslösen des uberstromschutzschalters darstellende Sichtanzeige zu erzeugen. Die Aus loses te llung des Schalters ist in Fig. 3 dargestellt,,

Bevor die Schaltkontakte nach einem automatischen Auslösen des Schalters wieder geschlossen werden können, ist es notwendig, den Schaltmechanismus zurückzustellen und wieder zu spannen* Dies geschieht dadurch, daß das Bedienungselement im Uhrzeigersinn aus seiner Mittelstellung in eine knapp vor der· Ein-Stellung liegende Position bewegt wird» Dadurch wird das Spannglied 4l, da der nach unten ragende Teil 79 des Bedienungselements 35 an der umgebogenen Nase 77 des Spannglieds anliegt (Fig. 3), im Gegenuhrzeigersinn um die Kippachse 77 zurückgekippt, bis das freie Ende des Spannglieds

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wieder im Ankerdurchbruch 71 durch die Sperrfläche 73 (Fig. 2) in seiner Spannstellung verriegelt ist» Nach diesem Rückstellvorgang kann der Schalter von Hand wieder in der oben beschriebenen Weise betätigt werden.

Beim Auftreten von überströmen, die einen höher als der erstgenannte Wert liegenden vorgegebenen zweiten Wert übersteigen, wird der überstromschutzschalter augenblicklich magnetisch ausgelöst» Bei einem durch das Bimetall 49 fließenden überstrom sucht der um das Bimetall herum induzierte magnetische Fluß den Weg des geringsten magnetischen Widerstandes durch das Magnetjoch, den Luftspalt und den Anker 65» übersteigt der überstrom den genannten zweiten Wert, so erreicht die magnetische Feldstärke eine solche Größe, daß der Anker 65 vom Joch 63 angezogen wird, so daß das Spannglied 41 freigegeben und der Schalter in der gleichen Weise, wie oben mit Bezug auf das thermische Auslösen beschrieben, ausgelöst wird. Nach einer magnetischen Auslösung wird der Schalter ebenfalls wie oben beschrieben zurückgestellt und wieder gespannt»

Der Schalter 9 weist Mittel, welche das Bedienungselement 35 in der Ein-Stellung halten, wenn das Spannglied freigegeben ist und die Schaltkontakte trotzdem infolge von Verschweißungen in der Schließstellung verbleiben, und

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Sperren zur Verhinderung einer Rückstellung des Spannglieds 41 auf, so daß der aus dem Gehäuse herausragende Bedienungsknopf des Bedienungse.lements 35 eine richtige Anzeige liefert, die darstellt, daß die Schaltkontakte 21, noch geschlossen sind«;

Wie aus Fig, 4 ersichtlich ist, gibt die Auslösevorrichtung 25, wenn die Schaltkontakte 21 und 23 miteinander verschweißt sind und ein überstrom auftritt,' das Spannglied frei und die Feder 43 kippt das Spannglied im Uhrzeigersinn um die Achse 77 in seine Freigabestellung, und während der Kippbewegung schlägt eine umgebogene Lasche 81 des Spannglieds in Kontaktöffnungsrichtung auf den Schaltarm 29 auf, so daß dadurch, falls die Verschweißung zwischen den beiden Schaltkontakten nicht sehr fest ist, diese Verschweißung aufgebrochen wird und die S ehalt kontakte in die in Fig, 3 dargestellte Öffnungsstellung gebracht werden. Wie weiter aus Fig, 4 hervorgeht, ist das Spannglied 41 ein flaches Blechteil und die Lasche 8l ist so umgebogen, daß sie aus der Zeichenebene der Fig, 4 herausragt und den ebenfalls durch ein Blechteil gebildeten Schaltarm 29 in Kontaktöffnungsrichtung anstoßen kann. Wenn die Kontaktstücke 21 und 23 so fest miteinander verschweißt sind, daß durch den Stoß der Lasche 8l die Verschweißung nicht aufgebrochen wird, wird

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die Kippbewegung des Spannglieds 4l in der in Fig, 4 dargestellten Stellung blockiert. In dieser Position wird durch die Geometrie der Teile und die Kraft der Spannfeder 43 das Be dienungs element 35 in der Ein-Stellung festgehalten, so daß eine wahre, das Geschlossensein der Kontaktstücke darstellende Sichtanzeige geliefert wird_e

Anhand der Pig» 5 ist verständlich, daß, wenn die Kontaktstücke 21 und 23 miteinander verschweißt sind und die Rückstellung des Spannglieds 41 versucht wird, das Bedienungselement 35 von Hand im Uhrzeigersinn in die Aus-Stellung gekippt wird, wobei während dieser Kippbewegung der Schaltarm 29 so bewegt wird, daß er eine Sperrfläche mit der Lasche 81 des Spannglieds in Zusammenwirkung bringt. Dadurch wird eine weitere Rückstellbewegung des Bedienungselements 35 verhindert und der Schaltarm 29 und das Spannglied 4l bleiben in der in Fig. 5 dargestellten Stellung blockiert, so daß, sofern die Verschweißung durch diesen Vorgang nicht getrennt wird, das Spannglied 41 nicht mehr in die Spannstellung zurückgestellt werden kann. Wird das Bedienungselement 35 nach dem Versuch, das Spannglied 41 trotz miteinander verschweißter Kontakts tücke 21 und 23 zurückzustellen, losgelassen, so bewegt die Feder 43 diese Teile des Schaltmechanismus zurück in die in Fig· 4 dar-

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gestellte Stellung, wobei das Bedienungselement 35 in die Ein-Steilung zurückgestellt wird und dadurch wieder eine richtige, das Geschlossensein der Kontaktstücke angebende Anzeige liefert«

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   [Iy überstromschutzschalter mit einem handbetätigbaren Bedienungselement zum öffnen und Schließen der Schaltkontakte, welches mit einem,' einen der beiden S ehalt kontakte tragenden Schaltarm gekuppelt ist, weiter mit einem, eine Spannstellung und eine Preigabes te llung besitzenden Spannglied, ferner mit einem das Spannglied im Falle eines Überstromes freigebenden Auslösemechanismus, weiterhin mit einer zwischen dem Spannglied und dem Schaltarm angeordneten Feder, welche das Spannglied in Freigaberichtung vorspannt und den Schaltarm bei in der Ein-Stellung stehendem Bedienungselement und gespanntem Spannglied in Kontaktschließrichtung und bei in der Aus-Stellung stehendem Bedienungselement oder in der Freigabestellung befindlichem Spannglied in Kontaktöffnungsrichtung vorspannt, und mit am Bedienungselement angeordneten, das Spannglied bei Bewegung des Bedienungselements in eine Rückstellposition in die Spannstellung zurückstellenden Mitteln, gekennzeichnet durch ein am Spannglied (41) angeordnetes Element (81), welches, falls sich die Schaltkontakte (21, 23) bei der Auslösebewegung des Spannglieds fehlerhaft nicht öffnen, gegen den Schaltarm schlägt und diesem einen in öffnungsrichtung wirkenden Impuls

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   mitteilt, und durch ein am Schaltarm (29) angeordnetes Sperrelement (85), welches, falls das Bedienungselement (35) bei noch geschlossenen Schaltkontakten in seine Rückstellposition bewegt wird, die Rückstellbewegung des Spannglieds in die Spannstellung blockiert.

   2, Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn sich das Spannglied (41) in seiner Freigabestellung befindet und die Schaltkontakte (21, 23) noch geschlossen sind, die Feder (43) das Bedienungselement (35) über den Schaltarm (29) in Richtung se.iner Ein-Stellung vorspannt, so daß das Bedienungselement nach einem Versuch, es von Hand aus seiner Ein-Stellung heraus zubewegen, wieder in diese Stellung zurückgezogen wird und folglich eine wahre, das Geschlossensein der S ehalt kontakte, darstelllende Anzeige liefert.

   3· Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannglied (41) ein Blechteil ist und daß das genannte daran angeordnete Element (81) eine davon abstehende, umgebogene Lasche ist.

   4, Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das am Schaltarm (29) angeordnete Sperrelement (85)

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   eine an einer Kante des Schaltarms gebildete Sperrfläche ist, welche, wenn das Bedienungselement (35) bei freigegebenem Spannglied und noch geschlossenen Schaltkontakten (21, 23) in seine Rückstellposition gestellt werden soll, in eine Sperrstellung bewegt wird, in welcher es mit der genannnten Lasche (81) des Spannglieds zusammenwirkt*

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