DE2535109B1 - Mehrpoliger ueberstromschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrpoligen

ίο Überstromschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein derartiger Überstromschalter ist aus der DT-PS 21 32 738 bekannt.

Bei diesem mehrpoligen Überstromschalter werden sowohl die Schaltergehäuse als auch die Schalterantriebe aller einpoligen Überstromschalter mechanisch miteinander verbunden. Zur gemeinsamen Auslösung, insbesondere der Freiauslösung, müssen die Auslöser aller einpoligen Überstromschalter zu einer gemeinsamen Auslöseeinheit mechanisch verbunden werden. Die gemeinsame Auslöseeinheit benötigt eine je nach Anzahl der miteinander gekuppelten einpoligen Überstromschalter entsprechend vervielfachte Auslösekraft, die bei einpoligem Überstrom von einem einzigen Auslöser aufgebracht werden muß. Dies hat zur Folge, daß z. B. der Bimetallstreifen des thermischen Auslösers eine wesentliche größere mechanische Arbeit leisten muß, wodurch die Auslösezeit verlängert wird. Bei kleinen Stromstärken mit geringer Heizleistung und dünnen Bimetallstreifen macht sich dieser Umstand besonders ungünstig bemerkbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den oben bezeichneten mehrpoligen Überstromschalter so auszubilden, daß beim Auftreten eines Überstromes in einem einzigen einpoligen Überstromschalter zur Auslösung

sämtlicher einpoligen Überstromschalter nur eine Kraft aufgebracht werden muß, die zur Auslösung dieses einpoligen Überstromschalters notwendig ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Tritt beim erfindungsgemäßen mehrpoligen Überstromschalter in einem einpoligen Überstromschalter ein Überstrom auf, dann wird durch die thermische und/oder elektromagnetische Auslösung dieses einpoligen Überstromschalters der entsprechende Hebel geschwenkt, der wiederum den Sperrhebel in seine unwirksame Lage bringt, so daß der Kniehebel einknickt und die auf die Sperrklinke einwirkende gespannte Feder die Sperrklinke mit dem Kontaktträger anhebt, wodurch die Kontaktstücke getrennt werden und gleichzeitig durch den Kontaktträger der zugehörige Hebel mit dem Kupplungsstück geschwenkt wird, so daß durch das Kupplungsstück auch die anderen Hebel der übrigen einpoligen Überstromschalter geschwenkt und damit diese übrigen einpoligen

Überstromschalter ausgelöst werden. Die Kraft zur Auslösung der übrigen einpoligen Überstromschalter wird also von der gespannten Feder aufgebracht, die über die Sperrklinke auf den Kontaktträger des auslösenden einpoligen Überstromschalters einwirkt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann jeder Hebel eine rechteckige Aussparung aufweisen, und in der rechteckigen Aussparung des Hebels des einen einpoligen Überstromschalters ist das aus Isolierstoff bestehende Kupplungsstück starr befestigt. Das im Querschnitt rechteckige Kupplungsstück greift mit je einem abgesetzten Teil in die entsprechenden Aussparungen der Hebel der übrigen einpoligen Überstromschalter mit Spiel ein.

ORIGINAL INSPECTED

Jeder Hebel weist einen Arm ;iuf, der in der Einschaltstellung parallel zum entsprechenden Kontaktträger und zwischen diesem Kontaktträger und dem Sperrhebel liegt, so daß bei der Auslösung eines einpoligen Überstromschalters der Kontaktträger den Arm und damit den Hebel schwenkt, der wiederum durch diese Schwenkung eine Schwenkung des Sperrhebels hervorruft, wodurch die Auslösung des einpoligen Überstromschalters eingeleitet wird. Gleichzeitig werden auch durch den Hebel die Hebel der übrigen Überstromschalter mittels des Kupplungsstückes geschwenkt und damit die Auslösung dieser übrigen einpoligen Überstromschalter eingeleitet. Damit erfolgt praktisch eine gleichzeitige Auslösung sämtlicher einpoliger Überstromschalter.

Die einzelnen miteinander fluchtenden Achsen der Hebel der einpoligen Überstromschalter sind miteinander durch das Kupplungsstück verbunden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines einpoligen Überstromschalters des mehrpoligen Überstromschalters gemäß der Erfindung in Einschaltstellung,

F i g. 2 die gleiche Seitenansicht des einpoligen Überstromschalters wie Fig. 1 in Ausschaltstellung nach einer Handauslösung,

F i g. 3 die gleiche Seitenansicht des einpoligen Überstromschalters wie Fig. 1 in Ausschaltstellung nach einer Freiauslösung und

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 1.

Der dargestellte mehrpolige Überstromschalter weist drei einzelne einpolige Überstromschalter auf, von denen jeder in einem entsprechenden Gehäuse untergebracht ist. Aus dem Gehäuse ragen ein als doppelarmiger Hebel ausgebildetes Betätigungsorgan 1 und zwei Anschlußfahnen 2 und 3 heraus. Das Betätigungsorgan 1 ist mittels einer Achse 4 im Gehäuse schwenkbar gelagert. Auf den gehäuseseitigen Arm 5 des Betätigungsorgans wirkt eine Zugfeder 6 ein. Der Arm 5 weist ein Langloch 7 auf, in das eine Achse 8 eines Hebels 9 ^₀ eingreift. In dem Arm 5 befindet sich eine Feder 10, die sich an einem Federteller 11 anstützt, der an dem oberen Ende des Hebels 9 anliegt. Mittels einer Achse 12 ist der Hebel 9 mit einem Hebel 13 gelenkig verbunden. Beide Hebel 9 und 13 bilden einen Kniehebel. Der Hebel 13 besteht aus einem U-förmig gebogenen Blechstück, von dem nur der hintere Schenkel sichtbar und dessen Querstück 14 geschnitten dargestellt ist. Der Hebel 9 ist über die Achse 12 hinaus verlängert und in diesem Bereich mittels einer Achse 15 mit einem Sperrhebel 16 gelenkig verbunden, der mit einer Haltenase 17 das Querstück 14 hintergreift. In der in F i g. 1 dargestellten Einschaltstellung sperrt der Sperrhebel 16 beide Hebel 9 und 13 des Kniehebels in nahezu gestreckter Stellung, so daß sie in dieser gesperrten Stellung ein starres Gebilde bilden. Eine auf der Achse 15 angeordnete, als Drehfeder ausgebildete Feder 18, die sich mit ihrem einen Arm am Hebel 9 und mit ihrem anderen Arm in einer Bohrung 19 des Sperrhebels 16 abstützt, hält den Sperrhebel 16 in seiner in F i g. 1 dargestellten Sperrstellung. In dieser Sperrstellung bildet dieser starre Kniehebel mit dem Arm 5 des Betätigungsorgans 1 einen Kniehebel.

Mittels eines Bolzens 20 steht der Hebel 13 mit einem Kontaktträger 21 in gelenkiger Verbindung, der mittels einer Achse 22 im Gehäuse schwenkbar gelagert ist. Der aus einem Blechstück U-förmig gebogene Kontaktträger 21 wird von einem Bolzen 23 durchsetzt, durch den ein Kontaktarm 24 schwenkbar im Kontaktträger 21 gelagert ist. Mit Hilfe des gleichen Bolzens 23 ist auch eine Sperrklinke 25 gelenkig mit dem Kontaktträger 21 verbunden, die eine Haltenase 26 und eine winkelförmige Aussparung 27 aufweist. An dem oberen Ende der Sperrklinke 25 greift eine als Zugfeder ausgebildete Feder 28 an, die mit ihrem oberen Ende an einem im Gehäuse angeordneten Bolzen 29 befestigt ist. Das obere Ende der Sperrklinke 25 arbeitet mit einem Vorsprung 30 des Armes 5 des Betätigungsorgans 1 zusammen. Innerhalb des Kontaktträgers 21 befindet sich eine Feder 31, die sich mit ihrem einen Ende am Kontaktarm 24 und mit dem anderen Ende am Querstück des Kontaktträgers 21 abstützt. Unter der Wirkung dieser Feder 31 liegt gemäß F i g. 1 ein Kontaktstück 32 des Kontaktarmes 24 an einem festen Kontaktstück 33 der Anschlußfahne 3 an. Die Feder 31 bewirkt also den Kontaktdruck. Der Kontaktarm 24 weist einen Ansatz 34 auf, mit dem der Kontaktarm 24 in der Ausschaltstellung gemäß Fig.2 und 3 unter Wirkung der Feder 31 an der Achse 22 anliegt.

Mittels einer Litze 35 ist der Kontaktarm 24 mit dem einen Ende einer Spule 36 eines Elektromagneten 37 verbunden, deren anderes Ende über eine Litze 38 mit einem Bimetallstreifen 39 in Verbindung steht, der an der Anschlußfahne 2 befestigt ist. Der Bimetallstreifen 39 weist eine Einstellschraube 40 auf, die auf einen winkelförmig ausgebildeten Hebel 41 bei Durchbiegung des Bimetallstreifens 39 einwirken kann. Der Hebel 41 ist mittels einer im Gehäuse angeordneten Achse 42 schwenkbar gelagert. Auf seinen unteren Arm wirkt eine Druckfeder 43 ein. Mit seinem oberen Arm kann der Hebel 41 den Sperrhebel 16 in seine unwirksame Lage schwenken. Andererseits kann auf diesen oberen Arm des Hebels 41 der Kontaktträger 21 einwirken.

Der Elektromagnet 37 weist einen Anker 44 auf, der an seinem linken Ende mit einer Einstellschraube 45 versehen ist, die beim Anziehen des Ankers 44 durch den erregten Elektromagneten 37 auf den unteren Arm des Hebels 41 einwirkt.

Der Anker 44 des Elektromagneten 37 weist noch einen Anschlag 46 auf, der mit einem winkelförmig ausgebildeten Hebel 47 zusammenarbeiten kann, der mittels einer Achse 48 schwenkbar im Gehäuse gelagert ist. Bei dieser Schwenkung des Hebels 47 entgegen dem Uhrzeigersinn schlägt sein Ende 49 gegen den Kontaktarm 24 und hebt sein Kontaktstück 32 ruckartig von dem festen Kontaktstück 33 ab. Dadurch wird die Kontaktöffnung beschleunigt und insbesondere bei Kurzschluß eine strombegrenzende Wirkung erreicht.

Wie insbesondere aus Fig.4 hervorgeht, ist jeder Hebel 41 U-förmig ausgebildet. Die F i g. 1 bis 3 zeigen, daß die U-Schenkel rechteckige Aussparungen 51 aufweisen, die zur Aufnahme eines Kupplungsstückes 52 dienen. Der Hebel 41 des mittleren einpoligen Überstromschalters ist mittels einer Druckschraube 53 auf dem Kupplungsstück 52 starr befestigt. Das Kupplungsstück 52 besteht aus Isoliermaterial und ist im Querschnitt im wesentlichen so rechteckig ausgebildet wie die rechteckige Aussparung 51. Wie die F i g. 4 zeigt, sind die beiden Enden des Kupplungsstückes 52 so abgesetzt, däfr diese Enden mit Spiel in die entsprechenden rechteckigen Aussparungen 51 der beiden Hebel 41 der äußeren einpoligen Überstromschalter eingreifen. Durch das Kupplungsstück 52 sind die einzelnen Achsen 42 der drei Überstromschalter, die miteinander fluchten, verbunden. Jedes Gehäuse der drei einpoligen Überstromschalter besteht aus zwei Gehäusehälften 54 und

55, die in üblicher Weise miteinander verbunden sind. Außerdem stehen die einzelnen Gehäuse der drei einpoligen Uberstromschalter miteinander in starrer Verbindung. Im Bereich des Kupplungsstückes 52 weisen die beiden Gehäusehälften 54 und 55 Aussparungen 56 und 57 auf. Die Enden der beiden äußeren Achsen 42 sind in entsprechenden Aussparungen der beiden Gehäusehälften 54 und 55 drehbar gelagert.

In der Einschaltstellung gemäß F i g. 1 fließt in dem dargestellten einpoligen Oberstromschalter der Strom von der Anschlußfahne 2 durch den Bimetallstreifen 39, die Litze 38, die Spule 36, die Litze 35, den Kontaktarm 24, durch die Kontaktstücke 32 und 33 zu der Anschlußfahne 3. Beim Auftreten eines Überstromes in diesem einpoligen Uberstromschalter wird der Birnetallstreifen 39 entgegen dem Uhrzeigersinn durchgebogen, wobei seine Einstellschraube 40 auf den unteren Arm des Hebels 41 einwirkt und diesen entgegen dem Uhrzeigersinn so schwenkt, daß sein oberer Arm den Sperrhebel 16 im Uhrzeigersinn in seine unwirksame Stellung schwenkt, in der sich seine Haltenase 17 nicht mehr im Eingriff mit dem Querstück 14 befindet. Unter Wirkung der Feder 31 und insbesondere der Feder 28 knickt der aus den beiden Hebeln 9 und 13 bestehende Kniehebel zusammen, wodurch das bewegliche Kontaktstück 32 vom festen Kontaktstück 33 abgehoben und damit der Stromkreis unterbrochen wird. Die gleiche Wirkung wird erreicht, wenn bei der elektromagnetischen Auslösung der Anker 44 mit seiner Einstellschraube 45 auf den unteren Arm des Hebels 41 einwirkt. Bei Kurzschluß wird durch Betätigung des winkelförmigen Hebels 47 durch den Anschlag 46 des Ankers 44 der Kontaktarm 24 äußerst schnell entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt und damit sein bewegliches Kontaktstück 32 von dem festen Kontaktstück 33 abgehoben.

Sobald bei dieser Auslösung die gespannte Feder 28 über die Sperrklinke 25 den Kontaktträger 21 entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß F i g. 1 schwenkt, nimmt der Kontaktträger 21 den oberen Arm des Hebels 41 mit und schwenkt diesen entgegen dem Uhrzeigersinne, so daß über das Kupplungsstück 52 die entsprechenden Hebel der beiden übrigen einpoligen Uberstromschalter mitgenommen werden, so daß diese die entsprechenden Sperrhebel 16 in die unwirksame Stellung schwenken, wodurch auch die Auslösung dieser beiden anderen einpoligen Uberstromschalter veranlaßt wird.

Wird das Betätigungsorgan 1 in seiner Einschaltstellung gemäß F i g. 1 festgehalten, dann erfolgt eine Freiauslösung, nach der der einpolige Überstromschalter die in F i g. 3 dargestellte Lage einnimmt. Bei freibeweglichem Betätigungsorgan 1 wird schon während der Auslösung das Betätigungsorgan 1 durch die Zugfeder 6 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Ausschaltstellung geschwenkt. Der einpolige Uberstromschalter nimmt dann die in Fig.2 dargestellte Lage ein, in der der aus den beiden Hebeln 9 und 13 bestehende Kniehebel durch den Sperrhebel 16 in seiner nahezu gestreckten Lage gesperrt wird.

Sämtliche Betätigungsorgane 1 der drei einpoligen Schalter sind an ihrem äußeren Ende durch zwei Querstücke starr miteinander verbunden. Erfolgt nun aus der Stellung des dreipoligen Überstromschalters gemäß F i g. 2 heraus eine Einschaltung, wobei die Betätigungsorgane 1 im Uhrzeigersinne gemäß F i g. 2 geschwenkt werden müssen, dann wird über den nahezu gestreckten und durch den Sperrhebel 16 gesperrten Kniehebel der Kontaktträger 21 und damit auch der Kontaktarm 24 im Uhrzeigersinn um die Achse 22 geschwenkt. Hierbei wird die Sperrklinke 25 vom Kontaktträger 21 mitgenommen und nach unten gemäß F i g. 2 bewegt, wobei die Feder 28 gespannt wird. Diese Bewegung erfolgt so lange, bis die Haltenase 26 der Sperrklinke 25 auf einen gehäusefesten Anschlag 50 auftrifft. Hierbei befindet sich das bewegliche Kontaktstück 32 des Kontaktarmes 24 etwas oberhalb des festen Kontaktstückes 33, also noch nicht in der Einschaltstellung. Das Auftreffen der Haltenase 26 der Sperrklinke 25 auf dem gehäusefesten Anschlag 50 erfolgt bereits bevor der Kniehebel, der durch den gehäuseseitigen Arm 5 des Betätigungsorgans 1 und den nahezu gestreckten und durch den Sperrhebel 16 gesperrten Kniehebel gebildet wird, seine Totpunktlage erreicht hat. Bis zum Erreichen der Totpunktlage des Kniehebels wird durch die Achse 8 des Hebels 9 die Feder 10 zusammengedrückt und damit gespannt. Hierbei bewegt sich die Achse 8 im Langloch 7 des Armes 5 in Richtung auf die Achse 4 des Betätigungsorgans 1. Nach dem Überschreiten des Totpunktes trifft der Vorsprung 30 des Armes 5 des Betätigungsorgans 1 auf das obere Ende der Sperrklinke 25 und schwenkt diese entgegen dem Uhrzeigersinn so weit, daß ihre Haltenase 26 außer Eingriff mit dem gehäusefesten Anschlag 50 kommt. Unter Wirkung der starken, gespannten Feder 10 wird nun über den nahezu gestreckten und gesperrten Kniehebel der Kontaktträger 2t im Uhrzeigersinn um seine Achse 22 geschwenkt und damit der Kontaktarm 24 mit seinem beweglichen Kontaktstück 32 ruckartig in Anlage an das feste Kontaktstück 33 gebracht, wodurch eine Momenteinschaltung erreicht ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mehrpoliger Oberstromschalter, der aus entsprechend vielen einpoligen Überstromschaltern besteht, von denen jeder eine thermische und/oder elektromagnetische Auslösung, ein Gehäuse, ein im Gehäuse schwenkbar gelagertes, als doppelarmiger Kipphebel ausgebildetes Betätigungsorgan, das mittels eines Kniehebels mit einem im Gehäuse schwenkbar gelagerten Kontaktträger in Verbindung steht und dessen gehäuseseitiger Arm mittels eines Langloches mit einem Hebel des Kniehebels verbunden ist, und eine Feder aufweist, die diesen Hebel des Kniehebels von dem gehäuseseitigen Arm des Betätigungsorgans wegzudrücken sucht, wobei an dem betätigungsorganseitigen Hebel des Kniehebels ein Sperrhebel schwenkbar gelagert ist, der den Kniehebel in nahezu gestreckter Stellung durch Hintergreifen eines Vorsprunges des kontaktträgerseitigen Hebels des Kniehebels unter Wirkung einer Feder sperrt und der durch einen von der thermischen und/oder elektromagnetischen Auslösung betätigbaren Hebel in eine unwirksame Stellung schwenkbar ist, und an dem Kontaktträger eine Sperrklinke schwenkbar gelagert ist, die bei der Einschaltbewegung kurz vor Erreichen der Einschaltstellung des Kontaktträgers entgegen der Kraft einer Feder mit einer Haltenase in Eingriff mit einem gehäusefesten Anschlag und danach durch den gehäuseseitigen Arm des Betätigungsorgans außer Eingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kuppeln der von der thermischen und/oder elektromagnetischen Auslösung betätigbaren Hebel (41) der einzelnen einpoligen Überstromschalter ein Kupplungsstück (52) vorgesehen ist, das mit dem Hebel (41) eines einpoligen Überstromschalters in starrer Verbindung steht und mit den Hebeln (41) der übrigen einpoligen Überstromschalter erst nach Oberwindung eines vorbestimmten Spieles kuppelbar ist, und daß beim Auftreten eines Überstromes in einem einpoligen Überstromschalter nur dieser Überstromschalter infolge des vorbestimmten Spieles auslösbar ist und die übrigen einpoligen Überstromschalter durch den unter Wirkung der gespannten Feder (28) stehenden Kontaktträger (21) des auslösenden einpoligen Überstromschalters über die Hebel (41) und das Kupplungsstück (52) auslösbar sind.

2. Mehrpoliger Überstromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hebel (41) eine rechteckige Aussparung (51) aufweist, daß in der rechteckigen Aussparung (51) des Hebels (41) des einen einpoligen Überstromschalters das aus Isolierstoff bestehende Kupplungsstück (52) starr (Schraube [53]) befestigt ist und daß das im Querschnitt rechteckige Kupplungsstück (52) mit je einem abgesetzten Teil in die entsprechenden Aussparungen (51) der Hebel (41) der übrigen einpoligen Überstromschalter mit Spiel eingreift.

3. Mehrpoliger Überstromschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hebel (41) einen Arm aufweist, der in der Einschaltstellung parallel zum entsprechenden Kontaktträger (21) und zwischen diesem Kontaktträger (21) und dem Sperrhebel (16) liegt.

4. Mehrpoliger Überstromschalter nach Anspruch

1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen miteinander fluchtenden Achsen (42) der Hebel (41) der einpoligen Überstromschalter miteinander durch das Kupplungsstück (52) verbunden sind.