DE2812320C2

DE2812320C2 - Auslöser für Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer drehbaren Auslösewelle

Info

Publication number: DE2812320C2
Application number: DE19782812320
Authority: DE
Inventors: Werner 1000 Berlin Troebel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-03-17
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1979-09-20
Also published as: DE2812320B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Auslöser für Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer durch thermische und/oder magnetische Auslösesysteme um ihre Längsachse drehbaren Auslösewelle aus einem Kunststoff und einem in den Kunststoff teilweise eingebetteten Metallteil mit einem Vorsprung für das Zusammenwirken mit einem Verklinkungselement des Niederspannungs-Leistungsschalters.

Ein Auslöser dieser Art ist beispielsweise durch die US-PS 26 73 264 und durch die GB-PS 10 94 608 bekannt geworden. Das Einbetten von Metallteilen in Kunststoff bringt im allgemeinen das Problem einer genauen Positionierung während des Einbettungsvorganges mit sich. Wenn es nicht gelingt, die Metallteile bei dem Herstellungsprozeß der Auslösewellen in der erforderlichen Stellung wiederholbar festzulegen, so muß der äußere Vorsprung des Metallteiles nachträglich einer mechanischen Bearbeitung unterzogen werden, damit die Auslösung des Niederspannungs-Leistungsschalters bei der vorgesehenen Winkelstellung der Auslösewelle und bei einer geforderten Kraft stattfinden kann. Wird andererseits der Weg beschritten, das Metallteil vor der Einbettung in den Kunststoff an einem weiteren Metallteil zu befestigen, das z.B. als wellenartiger Kern der Auslösewelle ausgebildet ist, so wird das Gewicht der Auslösewelle erheblich vergrößert. Ein größeres Gewicht der Auslösewelle führt aber zu einem vergrößerten Auslöseverzug, der insbesondere bei der Abschaltung von Kurzschlüssen unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auslösewelle mit verbesserten Eigenschaften zu schaffen. Insbesondere soll die Auslösewelle einfach herstellbar sein und auf kurzzeitig wirkende Kräfte rasch ansprechen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Metallteil scheibenartig ausgebildet und s mit seiner Scheibenebene senkrecht zur Längsachse der Auslösewelle angeordnet sowie mit wenigstens zwei Vorsprüngen über die Kontur der Auslösewelle vorstehend und mit wenigstens einer Kantenfläche mit der Kontur der Auslösewelle abschließend in den Kunststoff eingebettet ist. Diese Gestaltung des Metallteiles ermöglicht eine dreidimensionale Zentrierung während der Einbettung in den Kunststoff. Infolgedessen sind die Abweichungen von der vorgesehenen Lage derart gering, daß sich eine nachträgliche Bearbeitung des mit dem Verklinkungselement des Leistungsschalters zusammenwirkenden Vorsprunges des Metallteiles erübrigt Ein zur Befestigung dieses Metallteiles dienendes weiteres, z.B. wellenartiges Metallteil der erwähnten Art wird gleichfalls nicht benötigt

Das Metaütei! kann als eine über etwa 90 Winkelgrade offene Ringscheibe ausgebildet sein. Dadurch steht für den Kunststoff im Bereich des Metallteiles ein günstiger Querschnitt zur Verfugung.

Außerdem kann sich das Metallteil infolge der öffnung beim Schließen der Spritz- bzw. Preßform elastisch verformen, falls Toleranzüberschneidungen vorliegen.

Die angestrebte exakte Zentrierung des Metallteiles gegenüber der Auslösewelle kann noch dadurch begünstigt werden, daß an dem Metallteil zwei einander etwa gegenüberliegende und mit der Kontur der Auslösewelle abschließende Kantenflächen vorgesehen sind. Für die drehbare Lagerung kann die Auslösewelle zwei im Abstand voneinander angeordnete und durch Formgebung des Kunststoffes hergestellte zylindrische Abschnitte als Lagerstellen besitzen. Gegenüber den bisher bei Auslösewellen üblichen aus Metall bestehenden Lagerzapfen oder Wellen wird dadurch der Vorteil einer geringeren Haftreibung erzieh Eine Auslösewelle nach der Erfindung vermag daher aufgrund ihrer geringen Masse und ihrer geringen Lagerreibung sehr rasche Auslösebewegungen auszuführen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert

Die F i g. 1 zeigt einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer Auslösewelle gemäß der Erfindung teilweise im Schnitt.
Die F i g. 2 zeigt eine Auslösewelle in der Draufsicht,

so während ein Schnitt der Auslösewelle entlang der Linie IH-III in F i g. 2 in der F i g. 3 gezeigt ist

Der in der F i £. 1 im Schnitt gezeigte Niederspannungs-Leistungsschalter I besitzt ein aus einem Formpreßstoff hergestelltes isolierendes Gehäuse 2 mit einem Oberteil 3 und einem Unterteil 4. Mit 5 ist die Teilfuge zwischen dem Oberteil 3 und dem Unterteil 4 bezeichnet Die Strombahn verläuft durch den Niederspannungs-Leistungsschalter 1 ausgehend von einer Anschlußvorrichtung 6 über ein feststehendes Schalten stück 7 und ein bewegliches Schaltstück 10 sowie über einen biegsamen Leiter 11 und einen Heizleiter 12 zu einer weiteren Anschlußvorrichtung 13.

Zum Ein- und Ausschalten von Hand dient ein Betätigungshandgriff 14, der aus einer Öffnung des

b^r> Oberteiles 3 des Gehäuses 2 hindurchragt. Der Betätigungshandgriff 14 wirkt in bekannter Weise mittels eines Kniehebelsystems und einer Schaltfeder auf einen Gelenkbolzen 15, der das bewegliche

Schaltstück 10 mit einem Schaltstückträger 16 verbindet Dieser ist mittels einer Schaltwelle 17 mit den entsprechenden Schaltstückträgern weiterer Strombahnen verbunden, die sich beidseitig neben der in der P i g. 1 gezeigten Strombahn befinden.

Das bewegliche Schaltstück 10 ist außer durch den Betätigungshandgriff 14 auch selbsttätig durch einen als. Ganzes mit 20 bezeichneten thermischen Auslöser und einen gleichfalls als Ganzes mit 21 bezeichneten elektromagnetischen Schnellauslöser in die Ausschaltlage überführbar. Der thermische Auslöser 20 umfaßt einen parallel zu dem Heizleiter 12 angeordneten Bimetallstreifen 22, der an seinem oberen Ende mit einer Einstellwelle 23 zusammenwirkt Die Kraftübertragung von dem Bimetallstreifen 22 auf die Einstellwel-Ie 23 erfolgt durch eine Justierschraube 24 und einen hebelartigen Ansatz 25 der Einstellwelle 23. An der Einstellwelle 23 ist ferner ein Halter 26 für ein Kompensationsbimetall 27 vorgesehen. Dieses wirkt mit seiner Nase 30 einer Auslösewelle 31 zusammen, welche die Stellung einer Sperrlasche 32 bestimmt in der in der F i g. 1 gezeigten Stellung der Teile stützt sich eine Hauptklinke 33 des Niederspannungs-Leistungsschalters 1 an der Sperrlasche 32 ab. Diese liegt an einem Vorsprung 35 eines in die Auslösewelle 31 eingebetteten Metallteiles an.

Wird die Auslösewelle 31 z. B. unter dem Einfluß des Bimetallstreifens 22 im Uhrzeigersinn gedreht, so gelangt der Vorsprung 35 in eine fensterartige öffnung 36 der Sperrlasche 32, die dann durch Federkraft entgegen dem Uhrzeigersinn um ihr Drehlager 34 geschwenkt wird. Dadurch wird die Hauptklinke 33 freigegeben. Das bewegliche Schaltstück 10 verläßt dann unter dem Einfluß gespeicherter Federkräfte die gezeigte Einschaltstellung und wird in die Ausschaltstellung überführt Ein Ausführungsbeispiel einer Auslösewellc wird im folgenden anhand der Fig.2 und 3 erläutert

Eine in der F i g. 2 gezeigte Auslösewelle 40 ist in ihrer Länge derart bemessen, daß sie sich quer über alle Polbuhnen des Niederspannungs-Leistungsschalters 1 erstreckt damit sie mit den jeder Polbahn zugeordneten Auslasselementen, z.B. mit den Bimetallstreifen und den Ankern von Schnellauslösern sowie mit Hilfsauslösern, in Verbindung treten kann. Hierzu ist die Auslösewelle 40 mit Ansätzen 4i, 42, 43 und 44 verschen. Die Anzahl, die Richtung und die Form dieser Ansätze hängt von der Gestaltung des Schalters und seines Auslösesystems ab. Daher kann auch eine größere oder kleinere Anzahl von Ansätzen vorgesehen sein, als dies in der F i g. 2 gezeigt ist. Zwei Abschnitte 45 und 46 von verringertem Durchmesser sind zylindrisch ausgebildet und dienen zur drehbaren Lagerung der Auslösewelle 40 an ortsfesten Teilen des Niederspannungs-Leistungsschalters 1, z. B. an Platinen, die in der mittleren Polbahn des Unterteiles 4 angeordnet sind. Die Auslösewelle 40 ist aus einem geeigneten Thermoplast hergestellt Neben ihrer Festigkeit haben diese Werkstoffe die Eigenschaft eines verhältnismäßig niedrigen Wertes der Haftreibung. Auf diese Weise wird eine geringere Lagerreibung erzielt als wenn die Auslösewelle 40 mit aus Metall bestehenden Lagerzapfen in den Platinen gelagert wäre.
In den Kunststoff der Auslösewelle 40 ist etwa in ihrer

to Mitte ein Metallteil 50 eingebettet, dessen Ebene senkrecht zu der Längsachse 47 der Auslösewelle 40 steht Das Metallteil 50 hat wie insbesondere die F i g. 3 erkennen läßt etwa die Gestalt einer offenen Ringscheibe. Zwei Vorsprünge 51 und 52 des Metallteiles 50 ragen aus dem Material der Auslösewelle 40 heraus. Ferner besitzt das Metallteil 50 Kantenflächen 53 und 54. die bündig mit der Kontur der Auslösewelle 40 abschließen und einander gegenüberstehen. In dem dargestellten Beispiel ist daher das Metallteil zwischen den Stellen 55 und 56 durchgehend sichtbar. Ebenfalls an der Oberfläche sichtbar ist die Kante/ifläche 54. Der Vorsprung 51 entspricht hierbei dem in der F i g. 1 gezeigten Vorsprung 35.

Die innere Kontur 60 des Metallteiles 50 ist so

gewählt, daß ein möglichst großer Querschnitt für den Werkstoff der Auslösewelle 40 verbleibt Durch die etwa 90° betragende Öffnung des Metallteiles 50 zwischen der Stelle 55 und der Kantenfläche 54 ist eine gute Füllung der Spritzform bei der Herstellung der Auslösewelle 40 im Bereich des Metallteiles 50 gewährleistet Ferner ist die Anordnung verdrehungssicher und gewährleistet durch die Möglichkeit einer gewissen Federung einen Toleranzausgleich beim Schließen der Spritz- bzw. Preßform.

Die erwünschte genaue Positionierung des Metallteiles 50 in der mit dem Kunststoff zu füllenden Form wird durch die Vorsprünge 51 und 52 sowie durch die Kantenflächen 53 und 54 ermöglicht Während das Metallteil 50 mit Hilfe der beiden Vorsprünge 51 und 52 senkrecht zur Längsachse 47 der Auslösewelle 40 ausgerichtet wird, sorgen die Kantenflächen 53 und 54 in Verbindung mit dem Vorsprung 51 durch ihre Anlage an der Preß- bzw, Spritzform für die radiale Zentrierung gegenüber der Längsachse 47. Durch das Zusammenwirken des Metallteiles 50 mit der Preß- bzw. Spritzform bei der Herstellung der Auslösewelle 40 erhält man eine so genau wiederholbare Lage des Vorsprunges 51 des Metallteiles 50 relativ zu den Vorsprüngen 41 bis 44, die mit den Auslöseelementen zusammenwirken, daß eine nachträgliche Bearbeitung der Kantenflächen des Vorsprunges 51 nicht erforderlich ist. Dadurch läßt sich auch die radiale Ausladung des Vorspninges auf ein für den Auslösevorgang erforderliches Mindestmaß beschränken. Dies verringert das

Trägheitsmoment der Auslösewelle. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Auslöser für Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer durch thermische und/oder magnetische Auslösesysteme um ihre Längsachse drehbaren Auslösewelle aus einem Kunststoff und einem in den Kunststoff teilweise eingebetteten Metallteil mit einem Vorsprung für das Zusammenwirken mit einem Verklinkungselement des Niederspannungs-Leistungsschalters, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil (50) scheibenartig ausgebildet und mit seiner Scheibenebene senkrecht zur Längsachse (47) der Auslösewelle (40) angeordnet sowie mit wenigstens zwei Vorsprüngen (51, 52) über die Kontur der Auslösewelle (40) vorstehend und mit wenigstens einer Kantenfläche (53) mit der Kontur der Auslösewelle (40) abschließend in den Kunststoff eingebettet ist

2. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metaliteil (50) als Ober etwa 90 Winkelgrade offene Ringscheibe ausgebildet ist

3. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander etwa gegenüberliegende und mit der Kontur der Auslösewelle (40) abschließende Kantenflächen (53,54) vorgesehen sind.

4. Auslöser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Auslösewelle (40) zwei im Abstand voneinander angeordnete, durch Formgebung des Kunststoffes hergestellte zylindrische Abschnitte (45,46) als L'gerstellen besitzt