DE3003328A1

DE3003328A1 - Manueller unterbrecher mit thermischer und magnetischer ausloesung

Info

Publication number: DE3003328A1
Application number: DE19803003328
Authority: DE
Inventors: Jacques Cohen; Raymond Ingrain
Original assignee: La Telemecanique Electrique SA
Current assignee: Telemecanique SA
Priority date: 1979-01-31
Filing date: 1980-01-30
Publication date: 1980-10-16
Also published as: JPS55104040A; BR8000458A; FR2448216A1; US4296396A; GB2047965B; JPS643020B2; IT8019542A0; DE3003328C2; FR2448216B1; IT1129683B; MX146753A; ES488078A1; GB2047965A

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter zum manuellen Schließen und öffnen und zur thermischen Auslösung mit einem in einem Gehäuse enthaltenen, mit einem Betätigungsarm verbundenen Bewegungselement, wobei dieser Betätigungsarm um einen ersten festen Drehpunkt beweglich ist und dessen Ende mittels einer ersten Gelenkverbindung mit einem ersten Ende eines Schwingarms zwecks Bildung eines Kniegelenks verbunden ist, ein zweites Ende des Schwingarms mittels einer zweiten Gelenkverbindung mit einem Anzqghebel verbunden ist, dessen erstes Ende auf einem durch Drehung um einen zweiten festen Drehpunkt aufgrund der Bewegung der Überstrom-Bimetallstreifen verschobenen Verschluß aufgestützt ist und dessen zweites Ende mit einem mit den beweglichen Kontakten verbundenen Übertragungshebel zusammenwirkt und um einen dritten Drehpunkt schwenkt. Solche bekannten Schalter kann man zum Schließen und zum Unterbrechen von entweder Einphasen- oder Dreiphasennetzen verwenden,bei sie im allgemeinen die Versorgung und den Schutz von Elektromotoren gewährleisten sollen.

In letzterem Fall werden die Geräte durch das Vorliegen von drei thermischen Bimetallstreifen relativ voluminös, so daß man versucht, jeden von ihnen jeweils in den Ebenen anzuordnen, welche durch die Eingangs- und Ausgangsklemmen verlaufen, um die minimale Breite zu erreichen, welche praktisch durch die Länge der Fluchtlinien zwischen den Klemmen bedingt ist.

Zu den Maßnahmen, deren man sich bedienen kann, um eine reduzierte Breite zu erlangen, zählen jene, die darin bestehen, das Gerät höher und länger zu gestalten, ohne daß :r.an indessen diese Möglichkeiten zu sehr wahrnehmen kann, da auf . den Schalttafeln weitere Geräte vorhanden sind.

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Die Erfindung hat demzufolge zum Ziel, ein G_erät zu schaffen, ■ das dem oben angeführten Zustand Rechnung trägt, aber in dem im wesentlichen die Höhe ausgenutzt wird_p um die platzraubendsten mechanischen Teile zur Auslösung und Bestückung unterzubringen. Entsprechende Maßnahmen gestatten es₉ im Rahmen der gewählten Anordnung die Teile so zu proportionieren, daß einerseits ein schnelles Öffnen sichergestellt wird, eine wichtige Bewegung der Kontakte, sowie ein guter Druck der Kontakte und ein gemäßigter Verriegelungsdruck, um die Empfindlichkeit der Auslösung nicht zu gefährden«

Das angestrebte Resultat wird gemäß der Erfindung'dadurch erreicht, daß der erste und der zweite Drehpunkt in der Nähe des oberen Gehäuseteils angrenzend an das Beugungselement angeordnet sind, während der dritte Drehpunkt, welcher stationär ist, im unteren Teil angeordnet ist, daß die drei Drehpunkte (Drehachsen) im wesentlichen an der Spitze eines rechtwinkligen Dreiecks angeordnet sind und daß der zweite und dritte Drehpunkt auf einer Geraden angeordnet sind, die im wesentlichen " parallel zur Verschiebungsrichtung F des Bewegungs~ elementes und zur Bewegungsrichtung G der beweglichen Kontakte liegt.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt?

Figur 1 eine vereinfachte Ansicht des erfindungsgemäßen Geräts,

Figur 2 eine veranschaulichende Draufsicht des Geräts nach Fig, T,

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Figur 3 eine Schnittansicht nach Linie PP¹ in Fig. 2 des Gehäuses, welches die Schließ- und Öffnungselemente enthält, wenn sich die Kontakte im Öffnungszustand befinden,

Figur k eine Schnittansicht des Gehäuses nach Linie PP¹ in Fig. 2, wenn sich die Kontakte im Schliößzustand befinden,

Figur 5 eine Schnittansicht des Gehäuses längs Linie PP¹ in Fig. 2, bei der die Schließ- und Öffnungselemente entfernt worden sind und bei der die zur Bewegungsübertragung der thermischen Bimetallstreifen und des magnetischen Relais erforderlichen Elemente dargestellt sind, und

Figur 6 eine Teil-Schnittansicht des Gehäuses längs Linie RR¹ in Fig. 2, in der die äußeren Elemente zur übertragung der von den thermischen Bimetallstreifen und vom Uberstromrelais kommenden Bewegungen dargestellt sind.

In den Fig. 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Unterbrecher dargestellt. Mit 1 ist ein isolierender, mit Eingangsklemmen 2, 3, h und Ausgangsklemmen 5, 6, 7 ausgestatteter Sockel

.ist

bezeichnet. Auf diesem Sockel" ebenfalls eine Reihe von thermischen Bimetallstreifen 8, 9, 10 angebracht sowie ein Gehäuse 11 zur Aufnahme der Elemente, die dazu dienen, das manuelle Schließen und das automatische öffnen im Fall der überlastung zu bewirken, und Kontakte 12.

Eine Haube 13 verdeckt die Bimetallstreifen und das Gehäuse und umschließt einen Zwischenraum lif, welcher einen magnetischen Spannungsausfall-Auslöser 15 zur Herbeiführung eines

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entsprechenden automatischen öffnens aufnehmen kann, während der Raum zwischen den thermischen Bimetallstreifen und dem Gehäuse von einem überstromrelais 62 eingenommen wird. Zwei Drucktasten 16, 17 dienen zum manuellen .öffnen bzw. Schließen

der Kontakte und liegen angrenzend an ein Element 18 zur Einstellung der Intensität, die später vom Benutzer festgesetzt wird.

Das flache Gehäuse 11, das man in Figo 3 in einer Schnittansicht längs Linie PP¹ von Fig„ 2 sieht, ist in dieser Ebene senkrecht zur Ebene QQ⁸, in welcher die Klemmen liegen, und parallel zu den Ebenen TT⁰ und W angeordnet„ welche die Eingangsklemmen bzw. die Ausgangsklemmen enthalten.

Mit dem.Gehäuse und den Bimetallstreifen ist ein Rechen 45 verbunden, welcher zwischen ihnen angeordnet ist und dazu dient, ersterem. die Verschiebungen der Bimetallstreifen zu übertragen. Der Rechen wird auf einem Träger 20 gedreht, welcher mit dem Gehäuse 11 ^erbunden und ebenfalls in Fig, 6 zu sehen ist.

Im Gehäuse sind im wesentlichen drei Drehpunkte 21, 2.2 und 23 angeordnet, deren Achsen senkrecht zur Ebene P liegen, wobei die beiden ersteren oben im Gehäuse in der Nähe der Drucktasten und letztere unten im Gehäuse angeordnet sind. Der erste Drehpunkt 21 gewährleistet das Schwenken eines Hebels 2Zf, der auf nicht dargestellte Weise mit den Stopp= und Start·= Drückern 17 bzw. 16 verbunden ist, wobei letzterer der Wirkung einer Feder 65 unterliegt, welche ihn in der Figur nach oben treibt.

Der Hebel Zh bildet das Eingangselement eines Kniegelenks, welches er mit dem Schwingarm 23 bildet, mit welchem er durch ein Gelenk 26 verbunden ist; dieses Gelenk bewegt sich außerdem in einem gekrümmten Führungselement ^2 des Gehäuses, welches

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als Anschlag dient. Das Ende 25' des Schwingarms 25, welches entgegengesetzt zum Gelenk 26 liegt und das Ende des Kniegelenks bildet, trägt ein zweites Gelenk 28, welches es mit einem Anzughebel 2.¹? verbindet. Die eine zu einem ersten Ende 31 gehörende Fläche 30 des Hebels 2.7 ist gegenüber einem Drehverschluß 32 angeordnet, welcher eine Antriebsnase 33 besitzt und in 22 gedreht wird, während ein zweites Ende 3h dieses Hebels eine Vorwölbung 35 eingefügt in eine Nut 36 trägt, welche in einem Arm 37 eines Ubertragungshebels angebracht ist, dessen anderer Arm 39 mittels· eines Gelenks /fO mit einem Teil Zf 1 verbunden ist, welches ein Kontakthalter oder ein beliebiges anderes Element sein kann, welches dazu geeignet ist, die beweglichen Kontakte, etwa solche wie die mit 12 bezeichneten, zu verschieben, die auch in Fig. 1 dargestellt sind.

Eine axiale Verlängerung des Gelenks 28 dringt in ein gekrümmtes Führungselement 29 ein, welches nzair Achse 22 ausgerichtet ist und die Führung des Gelenks 28 gewährleistet.

Was die Position der verschiedenen, in Fig. 3 dargestellten Elemente anbelangt, ist der zum Schließen der Kontakte bestimmte Drücker 16 nicht eingedrückt, und demzufolge sind die Kontakte offen.

Betrachtet man die Position derselben Elemente, wie sie in Fig. k dargestellt ist, so wurde der Drücker 16 zur Ausrichtung des Hebels 24 und des Schwingarms 25 eingedrückt, was zunächst eine Verschiebung des Anzughebels nach links, anschließend das Andrücken der Fläche 30 gegen den Verschluß 32 und schließlich das Schwenken im umgekehrten Sinn der Zeiger des Ubertragungshebels 38 bewirkte, was seinerseits die Verschiebung des Teils 4I nach oben in der Figur

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und infolgedessen das Schließen der mit ihm verbundenen Kontakte hervorruft.

Man untersuchte die Anordnung der verschiedenen, in Fig. 4 gezeigten festen Drehpunkte 21, 22, 23, um zu erreichen, daß die beweglichen Teile einen beschränkten Raum quer zu den Drehachsen einnehmen und daß in zwei Seitenbereichen 43 und 44 Raum bestehen bleibt, wobei dann einerseits die Elemente zur Intensitätseinstellung und der Kompensations-Bimetallstreifen, welche in Fig» 5 zu sehen sind, im ersten Abschnitt 43 angeordnet werden können und andererseits die Vorrichtungen zur übertragung der Bewegungen der thermischen Bimetallstreifen und/oder des überstromrelais, welche in Fig. 4 dargestellt sind, im zweiten Abschnitt 4,4 untergebracht werden können, während ein dritter, unten im Gehäuse angeordneter Abschnitt 54 einem Kipphebel 53 Durchlaß gewährt,,

Diese Anordnung ist dergestalt, daß das durch die Drehpunkte

21, 22, 23 gehende Dreieck im wesentlichen rechtwinklig ist« Seine Hypothenuse verläuft durch 21 und 23, und die zueinander senkrechten Seitenschenkel liegen zum einen (22, 23) parallel zur Verschiebungsrichtung G des Kontaktträgers 41 und zum anderen (21, 22) im wesentlichen parallel sur oberen Fläche 66 des Gehäuses.

Die Richtung G verläuft außerdem parallel sur Betätigungsrichtung F und O der Drücker 16 und 17.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Position kann man feststellen, daß die durch den Drehpunkt 21 und das Gelenk 28 verlaufende Gerade im wesentlichen die Seitenhalbierende des Schenkels

22, 23 des oben definierten Dreiecks darstellt, denn im wesentlichen gleiche Strecken trennen 28 von 22 und 23, während das Gelenk 28 difch^-bei der durch 22 und 23 verlaufenden Geraden liegt.

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Die Wahl der gezeigten Proportionen wird zum einen durch das Bestreben gerechtfertigt, den Anzughebel 27 mit gemäßigter Kraft gegen den Schwenkverschluß 32 anzudrücken, was nicht der Fall wäre, wenn das Gelenk 28 diesem zu nahe läge, und wird zum anderen durch die Vorsorge gerechtfertigt, die Trägheitseffekte des Anzughebels im Augenblick des automatischen öffnens zu reduzieren, was man nicht erreichen könnte, wenn sich das Gelenk 28 in zu großer Nähe des Drehpunktes 23 befinden würde; in letzterem Fall würde sich außerdem der zur Verschiebung des Kniegelenks und für den Anzughebel erforderliche Raum als unvorteilhaft erweisen.

Außerdem wirkt sich bei dieser besonderen Anordnung des Gelenks 28 die Lage der Vorwölbung 35 auf die Kraft zum Andrücken des Anzughebels gegen den Verschluß und auf den Hub des Kontaktträgers 41 aus. Man erhielt gute Resultate, indem man die Vorwölbung und den Schlitz so anordnete, daß einerseits die Strecke, welche ihn vom Drehpunkt 22 trennt, ungefähr doppelt so groß ist wie jene, welche ihn vom Drehpunkt 23 trennt, und daß andererseits der Schlitz nicht zum dritten Drehpunkt 23 ausgerichtet ist.

Die übertragung der Bewegung der thermischen Bimetallstreifen wird durch einen Rechen 45 bewirkt, der auf zwei, von Trägern 20 getragenen Lagern 46, 47 geschwenkt wird, welche außerhalb des Gehäuses angeordnet sind und deren Achse YY¹ parallel zu den Ebenen PP¹ und QQ¹ (vgl. Fig. 6 und Fig. 2) liegt. Ein erstes Ende 48 dieses Rechens befindet sich in Kontakt mit den thermischen Bimetallstreifen, und ein zweites Ende 49 dringt durch eine öffnung in das Gehäuse ein, um seine Bewegungen an eine kinematische Kette zu übertragen, welche einen Hebel 50 im Abschnitt 44 mit zwei rechtwinkligen Armen 51, 52, einen den

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unteren Bereich 5*f des Gehäuses in rechtem Winkel zur Richtung 6 angeordneten Kipphebel und einen Kompensations-Bimetall·- streifen 55 aufweist, der um einen Drehpunkt % schwingen kann, welcher durch einen Stellhebel 37 getragen wird; die Lage des letzteren wird durch eine Nase 58 bestimmt, welche das Element zur Einstellung der Auslöseintensität darstellt_;und dieser Einstellhebel wird mittels einer Rückstellfeder 59 auf diese Nase gedrückte Diese letzteren Elemente sind im Bereich Wb so angeordnet ₉ daß der Kompensations=· Bimetallstreif en im wesentlichen _: parallel zur Geraden verläuft^ welche durch die Drehpunkte 22 und 23 verläuft, und mit der Nase 33 zusammenwirken kann (vgl. Fig..5).

Durch ein ande:Dss, nicht dargestelltes Fenster des Gehäuses wirkt ein zweiter Rechen 60, der durch die Schaufel 61 des Stromrelais 62 verschoben wird, direkt auf einen Arm 63 des Verschlusses 32j um die Auslösung zu bewirken (vgl» Fig„ 5 und 6)»

Bei einer Auslösung führt der V_erschluß 32 eine leichte Drehung durch, aufgrund deren die Fläche 30 ihm entgleiten kann; der Anzughebel schwenkt zunächst um den Drehpunkt 28 in umgekehrter Richtung zu den Zeigern unter Einwirkung eines Elements, das mit ihm über den Übertragungshebel 33 verbunden ist. Dieser ist wiederum selbst mit einer Rückholfeder, wie etwa 6k, verbunden und bewirkt anschließend eine Rückwärtsbewegung, die ihm durch das Gelenk 28 aufgeprägt ist, wenn das Kniegelenk seine in Fig. 3 dargestellte Lage unter Einwirkung der Rückholfeder 65 wieder einnimmt»

Die Erfindung betrifft also einen manuellen Unterbrecher mit thermischer und magnetischer Auslösung,, Die festen Drehpunkte des Betätigungselementes, des Verschlusses und eines mit den Kontakten verbundenen Ubertragungselementes sind an den

Spitzen eines rechtwinkligen Dreiecks angeordnet, dessen einer den rechten Winkel bildender Schenkel parallel zur Bewegungsrichtung des Betätigungselementes und zur Bewegung der Kontakte liegt und dessen anderer Schenkel angrenzend an das Betätigungselement angebracht ist.

Dieser Unterbrecher ist insbesondere für die Zuführungsleitung von Motoren konstruiert.

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Claims

Patentansprüche ;

( 1. {Unterbrecher zum manuellen Schließen und öffnen und zur ^—-^thermischen Auslösung mit einem in einem Gehäuse enthaltenen, mit einem Betätigungsarm verbundenen Bewegungselement, wobei dieser Betätigungsarm um einen ersten festen Drehpunkt beweglich ist und dessen Ende mittels einer ersten Gelenkverbindung mit einem ersten Ende eines Schwingarms zwecks Bildung eines Kniegelenks verbunden ist_s ein zweites Ende des Schwingarms mittels einer zweiten Gelenkverbindung mit einem Anzughebel verbunden ist, dessen erstes Ende auf einem durch Drehung um einen zweiten drehfesten Drehpunkt aufgrund der Bewegung der Überstrom-Bimetallstreifen verschobenen Verschluß aufgestützt ist und dessen zweites Ende mit einem mit den beweglichen Kontakten verbundenen Übertragungshebel zusammenwirkt und um einen dritten Drehpunkt schwenkt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Drehpunkt (21) und der. zweite Drehpunkt (22) in der Nähe des oberen Bereichs (66) des Gehäuses (11) angrenzend an das Bewegungselement (16)

angebracht sind, während der dritte feste Drehpunkt (23) im unteren Bereich angeordnet ist, daß die drei Drehpunkte im wesentlichen an den Spitzen eines rechtwinkligen Dreiecks angeordnet sind und daß der zweite und der dritte Drehpunkt auf einer Geraden (22, 23) angeordnet sind, die im wesentlichen parallel zur Verschiebungsrichtung F des Bewegungselementes (16) und zur Bewegungsrichtung (G) der beweglichen Kontakte(12) verläuft.
2. Unterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindung zwischen dem zweiten Ende (25¹) des Schwingarms (25) und dem Anzughebel (27) durch eine Gelenkverbindung (28) gesichert ist, welche in einem gekrümmten Führungselement (29) des Gehäuses (11) konzentrisch zum zweiten Drehpunkt geführt wird, während das zweite Ende (34) des Anzughebels eine Vorwölbung (35) trägt, die sich in einem Schlitz (36) des Übertragungshebels (38) verschiebt, welcher nicht zum dritten Drehpunkt (23) ausgerichtet ist.
3. Unterbrecher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die den Übertragungshebel (27) und das Ende (25') des Schwingarms (25) verbindende Gelenkverbindung (28) im wesentlichen in gleichem Abstand vom zweiten und dritten festen Drehpunkt (22) bzw. (23) angeordnet ist, während das Kniegelenk (24, 25) sich in einer Arbeitsposition befindet, bei welcher der Anzughebel (27) auf den Verschluß C32) aufgestützt und die Kontakte geschlossen sind.
4. Unterbrecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand, der die Vorwölbung (35) des Anzughebels (27) vom zweiten Drehpunkt (22) trennt, im wesentlichen zweimal so groß wie der Abstand ist, der die Vorwölbung vom dritten Drehpunkt (23) trennt.

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ο ünterbrechner nach, einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß sich der Raum, der vom Kniegelenk, der Vorwölbung und den Hebeln eingenommen wird, zwischen zwei seitlichen Bereichen (43, 44) eines Gehäuses (11)-befindet, von denen einer (43) einen Kompensations-Bimetallstreifen (55) und eine Vorrichtung zur Einstellung der Intensität (57, 58, 59) und der andere (44) einen mit einem äußeren _t durch die thermischen Bimetallstreifen verschobenen Rechen (45) verbundenen Hebel (50) aufnimmt und daß die Teile in diesen beiden Bereichen mittels eines in einem unteren Bereich (54) des Gehäuses angeordneten Kipphebels (53) verbunden sindο

6, unterbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß sich das Kniegelenk (24, 25), der Anzughebel (27), der Übertragungshebel (38) und der mit dem Verschluß (32) zusammenxtfirkende Kompensations-Bimetallstreifen (55) im wesentlichen in derselben Ebene PP¹ bewegenj, welche im wesentlichen die Symmetrieebene eines flachen, auswechselbaren Gehäuses (11) bildet, daß sich die thermischen Bimetallstreifen (8, 9, 10) parallel zu der Ebene und außerhalb dieses Gehäuses befinden und daß ein den thermischen Bimetallstreifen gemeinsamer Rechen (45) um eine zu dieser Ebene parallele Achse (YY') schwenkt und seine Bewegung dem Hebel (50) überträgt, wobei der Rechen und zumindest ein Stromrelais (.62) zwischen dem Gehäuse (11) und den thermischen Bimetallstreifen angebracht sind.