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Titel: Schloßmechanismus für einen Niederspannungs-Schutz-
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schalter.
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Die Erfindung betrifft einen Schloßmechanismus für einen Niederspannungs-Schutzschalter
mit einem Kurzschluß- Schnellauslöser und mindestens einem weiteren Auslöser wie
einem Uberstrom- oder Fehlerstromauslöser.
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Für viele Niederspannungs-Schutzschalter, insbesondere Niederspannungs-Selbstschalter,
wird neben der Kurzschlußauslösung auch ein selbsttätiges Abschalten bei tiber-
oder Fehlerstrom gefordert. Die hierauf ansprechenden elektromagnetischen oder elektrothermischen
Auslöser entwickeln im Vergleich zum Kurzschlußstromauslöser viel geringere Kräfte,
welche die Auslöseklinke wegen des auf der Verklinkungsstelle lastenden Drucks,
der besonders bei mehrpoligen Schaltern beträchtlich ist, nicht unmittelbar zu entklinken
vermögen.
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Für Kraftübersetzungen reichen die Betätigungswege der Auslöser meistens
nicht aus, und zwischengeschaltete Kraftspeicher müssen nach ihrer Entsprerrung
wieder "geladen" werden, was ihren Einsatz kompliziert. Vor allem sollte aber durch
derartige Hilfseinrichtungen das schnelle Lösen der Klinke im Kurzschlußfall nicht
beeinträchtigt werden, was bei gleichzeitigem Angriff der übrigen Auslöser an derselben
Klinke schwer realisierbar ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schloßmechanismus
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die Kurzschluß-Schnellauslösung
durch einen oder mehrere Auslöser, die nur vergleichsweise geringe Auslösekraft
erzeugen, nicht beeinträchtigt wird und dennnoch auch beim Ansprechen der letzteren
eine zuverlässige Öffnung des Schalters erfolgt.
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Erfindungsgemäß wir diese Aufgabe gelöst durch eine an einem Antriebsglied
angelenkte doppelarmige Schwinge, von deren einem Ende eine am beweglichen Kontaktträger
des Schalters angeordnete Auslöseklinke erfaßbar und beim Einschalten mitnehmbar
ist, welche von dem Kurzschluß-Schnellauslöser gegen Federkraft
außer
Eingriff mit der Schwinge verschwenkbar ist, und deren anderes Ende sich beim Einschalten
gegen einen Sperrhebel abstützt, der von dem weiteren bzw. den weiteren Auslösern
aus seinem Sperrzustand lösbar ist.
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Der erfindungsgemäße Schloßmechanismus weist somit zwei Verklinkunoen
auf: die von der Auslöseklinke gebildete eine Verklinkung wird nur im Kurzschlußfall
gelöst, während bei Überstrom oder Fehlerstrom die von dem Sperrhebel gebildete
zweite Verkleinerung dieWdem der Auslöseklinke entgegengesetzten Ende freigibt wird,
so daß diese um das Antriebsglied verschwenken kann und sich dadurch die Schaltkontakte
öffnen können.
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Hierzu ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung das Antriebsglied
von dem einen Hebelarm einer handbetätigten Kniehebelanordnung gebildet, deren Anlenkstelle
an der Schwinge längs einer ortsfesten Bahn geführt ist. Die Kniehebelanordnung
ist zweckmäßig in Einknickrichtung federbelastet und zieht die Schwinge am Ende
der Einknickbewegung gegen Anschläge, welche die Schwinge derart ausrichten, daß
sie mit ihren Enden die Auslöseklinke einerseits und den Anschlag andererseits hintergreift.
Auf diese Weise wird nach erfolgter Auslösung gleichgültig durch welchen Auslöser,
das erneute Einschalten über die Kniehebelanordnung sichergestellt, deren anderer
Hebelarm zu diesem Zweck auf einer Schalterwelle sitzen kann, die das Schaltgehäuse
nach auswärts durchragt und dort in bekannter Weise ein entsprechendes Betätigungsglied
trägt.
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Nach einem anderen Merkrnal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist der Sperrhebel in seiner Sperrstellung von einer Hilfsklinke abgefangen, die
von dem bzw. den weiteren Auslösern gegen Federkraft außer Eingriff mit dem Sperrhebel
bewegbar ist.
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Zweckmäßig ist der Sperrhebel in Sperrrichtung federbelastet und
erfaßt das Ende der Schwinge unter Bildung eines der Federbelastung entgegenwirkenden
Drehmoments. Wird die Hilfsklinke
durch einen weiteren Auslöser
ausgehoben, verschwenkt das auf der Schwinge im eingeschalteten Zustand des Schalters
lastende Drehmoment den Sperrhebel ., wodurch das Ende der Schwinge freigegeben
wird und der Schalter unter der Wirkung einer an sich bekannten Kontaktöffnungsfeder
auszuschalten vermag.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend
in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, die in vier Figuren das Innere
eines Niederspannungs-Selbstschalters mit dem Schloßmechanismus und zwei Auslösern
sowie im rechten oberen Teil die hinter einer dort weggebrochenen Zwischenwand liegende
Kontaktanordnung in vier verschiedenen Stellungen zeigt, und zwar in Fig. 1 den
Schalter in Ausschaltstellung Fig. 2 den Schalter in Einschaltstellung Fig. 3 den
Schalter während des Ausschaltens durch Kurzschlußauslösung und Fig. 4 den Schalter
während des Aussschaltens durch Fehlerstrcm oder eine sonstige Auslösung.
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In der Zeichnung ist mit lo das Gehäuse des zweipoligen ausgebildeten
Niederspannungsschalters bezeichnet, das eine Zwischenwand 12 aufweist, dic einen
davorliegenden Raum 14 ftir den Schaltermechanismus von einem dahinterliegenden
Kontaktraum 16 trennt.
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Der Kontaktraum 16 enthält zwei feste Schaltkontakte 18 und zwei an
einem verschiebbaren Kontaktträger 20 angeordnete bewegliche Kontakte 22, von denen
nur einer sichtbar ist. Die beweglichen Kontakte 22 können durch Verschieben des
zwischen dem Gehäuseboden und der Zwischenwand 12 geführten Kontaktträgers 20
gegen
die Wirkung einer Kontaktöffnungsfeder 24 in Kontaktberührung mit den festen Schaltkontakten
18 gebracht werden.
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Der Kontaktraum 16 enthält ferner in bekannter Weise (nicht gezeigte)
Löschkammern zur Löschung der beim öffnen der Kontakte auftretenden Schaltlichtbögen.
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Die Zwischenwand 12 enthält einen Längsschlitz 26, durch den sich
eine am unteren Ende des Kontaktträgers 20 angeordnete Achse 28 sowie ein am Kontaktträger
20 angeformter Anschlag 30 in den Raum 14 erstrecken. Auf der Achse 28 ist im Raum
14 eine Klinke 32 gelagert, deren Schwenkbereich durch den Anschlag 30 zwischen
sich aufnehmende Ansätze an der Klinke 32 beschränkt ist. Eine um die Achse 28 geschlungene
Spiralfeder 34, die sich mit einem Ende an der Klinke 32 und dem anderen Ende am
Anschlag 30 abstützt, übt auf die Klinke ein linksdrehendes Moment aus, das bestrebt
ist, die Klinke stets in Verklinkungsstellung zu drehen und zu halten. An einem
weiteren Ansatz 36 der Klinke 32 ist eine Zugstange 38 angelenkt, deren unteres
Ende nach hinten abgewinkelt und von dem Anker 40 eines elektromagnetischen Kurzschluß-Schnellauslösers
42 in später erläuterter Weise erfaßbar ist.
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In einem (nicht gezeigten) Lager auf der Rückseite der Zwischenwand
12 ist eine Welle 44 gelagert. Die Welle 44 trägt innerhalb des Raums 14 in drehfester
Verbindung einen Hebel 46, der mit einem Betätigungsglied auf der Außenseite des
Schalters verbunden ist und an den ein weiterer Hebel 48 aus U-förmig gebogenem
Stahldraht mit seinem einen Schenkel angelenkt ist. Der andere Schenkel des Hebels
48 lagert eine Schwinge 50 und ist mit seinem Ende in einer Nut 52 an der Zwischenwand
12 geführt. Die beiden Hebel 46, 48 bilden somit die Arme eines Kniegelenks, das
von einer an einem Ansatz des Hebels 46 angreifenden)Zugfeder 54 in Einknickrichtung
vorgespannt ist, in welcher sich die Schwinge 50 gegen an der Zwischenwand 12 angeformte
gehäusefeste Anschläge 56, 58 abstützt und mit der Auslöseklinke 32 verrastet (Fig.
1).
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Das andere Ende der Schwinge 50 untergreift das abgeknickte
Ende
einer Abkantung 60 eines beispielsweise aus einem Blechstreifen gebildeten Sperrhebels
62, der auf einer an der Zwischenwand 12 festen Achse 64 schwenkbar gelagert ist.
Eine Spiralfeder 66 auf der Achse 64 stützt sich zwischen dem Anschlag 56 und dem
Sperrhebel 62 ab und ist bestrebt, letzteren nach rechts in Anlage gegen die Schwinge
50 zu verschwenken. In dieser Stellung (Fig. 1) wird das obere Ende der Abkantung
60 von einer Hilfsklinke 68 erfaßt, die auf einer an der Zwischenwand 12 festen
Achse schwenkbar gelagertvund von einer Schraubendruckfeder 72 in die gezeigte Verklinkungsstellung
gedrückt wird.
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Ein beispielsweise als Fehlerstromauslöser ausgebildeter Auslöser
74 erfaßt mit seinem Betätigungsglied 76 einen hinter dem Sperrhebel 62 nach aufwärts
verschiebbaren Stößel 78, der unmittelbar vor einem Mitnehmer 80 an der Hilfsklinke
68 endet.
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Der vorstehend beschriebene Mechanismus arbeitet wie folgt: (Fig.
1) Bei geöffnetem SchalterVist das Kniegelenk 46, 48, wie bereits erwähnt, unter
der Wirkung der Zugfeder 54 eingeknickt, und die Schwinge 50 ruht auf den Anschlägen
56, 58, wobei ihr rechtes Ende die Auslöseklinke 32 und ihr linkes Ende die angeknickte
Abkantung 60 am Klinkenhebel 62 untergreift. Die Schalterkontakte 18, 22 sind unter
der Wirkung der Kontaktöffnungsfeder 24 geöffnet.
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Wenn nun durch das Betätigungsglied auf der Außenseite des Schalters
der Hebel 46 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird das Kniegelenk 46, 48 gegen die
Wirkung der Zugfeder 54 gestreckt, wobei die Schwinge 50 um ihr linkes Ende entgegen
dem Uhrzeigersinn nach aufwärts verschwenkt wird und dadurch über die Auslöseklinke
32 den Kontaktträger 20 mit den beweglichen Kontakten 22 unter Zusammendrückung
der Kontaktöffnungsfeder 20 in die Einschaltstellung bringt. Am Ende der Drehbewegung
des Hebels 46 durchläuft das Kniegelenk 46, 48 seine Strecklage und knickt wie üblich
geringfügig bis an einen nicht gezeigten Anschlag nach der anderen Seite durch,
was zu
einer Selbstsperrung unter der Wirkung der Kontaktöffnungsfeder
20 führt (Fig. 2).
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Bei dem vorbeschriebenen Einschalten wird mit der Auslöser klinke
32 auch die Zugstange 38 angehoben und befindet sich mit ihrer unteren Abwinkelung
unmittelbar unterhalb des Ankers 40 des Kurzschluß-Schnellauslösers 42. Wenn nun
ein Kurzschluß in dem über dem Schalter aeschlosssren Kreis auftritt, bewirkt der
über den Auslöser fließenden Kurzschlußstrom, daß der Anker 40 angezogen wird und
die Zugstange 38 mit nach unten nimmt. Daburch wird die Auslöseklinke 32 nach rechts
verschwenkt und die Verklinkung mit dem rechten Ende der Schwinge 50 gelöst, was
zur Folye hat, daß die Kontaktöffnungsfeder 24, unterstützt vom Anker 40, den Kontaktträger
20 rasch nach unten drückt und dadurch die Schaltkontakte 18, 22 schnell voneinander
trennt (Fig. 3). Durch das Ausklinken der Klinke 32 wird das Kniegelenk 46, 48 nicht
ltinger in der durchgedrückten Stellung belastet, und die Zugfeder 54 vermag die
Kniehebelanordnung 46, 48 in die Ausgangsstellung nach Fig. 1 zurückzuführen, in
welcher das rechte Ende der Schwinge 20 erneut mit der Klinke 32 verrastet.
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Tritt hingegen in dem über den Schalter geschlossenen Kreis z. B.
ein Fehlerstrom von solcher Cröße auf, daß rs der Schalter ausschalten soll, schiebt
der Fehlerstromauslöser 74 mit seinem Betätigungsglied 76 den Stößel 78 nach aufwärts
und verschwenkt die Hilfsklinke 68 außer Eingriff mit dem oberen Ende der Abkantung
60 des Sperrhebels 62. Andere Auslöser wie z. B.
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Uberstromauslöser können auf die Hilfsklinke 68 einwirken.
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Da die Schwinge 50 weiter rechts am Sperrhebel 62 angreift, als die
Achse 64 den Sperrhebel 62 lagert, übt die Schwinge 50 unter der Wirkung der Kontaktöffnungsfeder
54, deren Kraft über den Kontaktträger 20 und die Klinke 32 auf das rechte Ende
der Schwinge 50 übertragen wird, ein entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtetes Drehmoment
auf den Sperrhebel 62 aus und verschwenkt diesen so weit, daß das linke Ende der
Schwinge 50 nicht länger von dem abgeknickten runde der Abkantung 6o festgehalten
wird.
Dadurch vermag auch die Schwinge 50, und zwar im Uhrzeigersinn, um den oberen Schenkel
des Hebels 48 zu kippen, wodurch das rechte Ende der Schwinge 50 über die nicht
ausgerastete Auslöseklinke 32 zur Öffnung der Kontakte 18, 22 unter der Wirkung
der Kontaktöffnungsfeder 24 bis an einen Anschlag 58 zurückgeführt wird (Fig. 4).
Dadurch entfällt in ähnlicher Weise wie oben bei der Kurzschlußauslösung beschrieben,
die Belastung des Kniegelenks 46, 48, und die Zugfeder 54 führt das Kniegelenk in
die eingeknickte Stellung nach Fig. 1 zurück, in welcher das ausgeklinkte Ende der
Schwinge 50 wieder gegen den Anschlag liegt und mit dem Klinkenhebel 62 verrastet,
wodurch der Schalter erneut einschaltbereit ist.
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