DE3049518C2 - Schloßmechanismus für einen Niederspannungs-Schutzschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schloßmechanismus für einen Niederspannungs-Schutzschalter mit einem Kurz- t>o schluß-Schnellauslöser und mindestens einem weiteren Auslöser wie einem Überstrom- und/oder Fehlerstromauslöscr, bestehend aus einer an den einen Hebelarm einer handbetätigten Kniehebelanordnung angelenkten doppelarmigen Schwinge, von deren einem Ende der bewegliche Kontaktträger des Schalters über eine vom Kurzschluß-Schnellauslöser aufhebbare Verbindung erfaßbar und beim Einschalten mitnehmbar ist und deren anderes Ende sich beim Einschalten gegen einen Sperrhebel abstützt, der von dem weiteren Auslöser bzw. den weiteren Auslösern aus seinem Sperrzustand lösbar ist.

Für viele Niederspannungs-Schutzschalter, insbesondere Niederspannungs-Selbstschalter, wird neben der Kurzschlußauslösung auch ein selbsttätiges Abschalten bei Über- und/oder Fehlerstrom gefordert. Die hierauf ansprechenden elektromagnetischen oder elektrothermischen Auslöser entwickeln im Vergleich zem 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. Für Kraftüjersetzungen reichen die Betätigungswege der Auslöser meistens nicht aus, und zwischengeschaltete Kraftspeicher müssen nach ihrer Entsperrung wieder »geladen« werden, was deren Einsatz kompliziert.

Bei einem bekannten Auslöser der eingangs genannten Art (DE-PS 6 38 997) ist die Schwinge zusammen mit dem einem Arm der Kniehebelanordnung um das Kniehebelgelenk zwischen den beiden Kniehebelarmen als in sich geschlossene Einheit verschwenkbar, wodurch im eingeschalteten Zustand der selbst als Feder ausgebildete Kontaktträger unter der Wirkung der von ihm erzeugten Federkraft die Schwinge über einen Ansatz am Kontaktträger nach oben wegdrückt und dadurch eine stabile Einschaltstellung in Frage stellt. Es besteht sogar die Gefahr, daß dieses Wegdrücken bereits während der Einschaltbewegung erfolgt. Eine dieses Wegdrücken vermeidende Ausgestaltung der Schwinge würde demgegenüber dazu führen, daß der Kurzschluß-Schnellauslöser nicht mehr in der Lage ist, den gesamten Schwingmechanismus auszuklinken und dadurch den Schalter auszulösen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aulgabe zugrunde, einen Schioümechanismus der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem Kurzschluß-Schnellauslösung durch einen oder mehrere Auslöser mit nur geringer Auslösekraft ohne Beeinträchtigung des Einschaltvorgangs nicht beeinträchtigt wird und dennoch auch beim Ansprechen der sonstigen Auslöser eine zuverlässige Öffnung der Schaltkontakte erfolgt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Anlenkstelle der Schwinge an der Kniehebelanordnung längs einer ortsfesten Bahn geführt ist, die hauptsächlich parallel zur Bewegungsrichtung des Kontaktträgers verläuft, daß sich die Schwinge im wesentlichen quer zu dieser Bahn erstreckt, daß zur Verbindung der Schwinge mit dem Kontaktträger eine an den Kontaktträger gelagerte Auslöseklinke vorgesehen ist, die von den Kurzschluß-Schnellauslöser gegen Federkraft außer Eingriff mit der Schwinge verschwenkbar ist, und daß der Sperrhebel um eine ortsfeste Achse verschwenkbar ist.

Nach einem ersten Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kniehebe!anordnu::g in Einknickrichtung federbelastet und richtet die Schwinge am Ende der Einknickbewegung mit Hufe fester Anschläge derart aus, daß sie mit ihren Enden die Auslöseklinke einerseits und den Sperrhebel andererseits erfaßt. 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 Schaltergehäuse nach auswärts durchragt und dort in bekannter Weise ein entsprechendes Betätigungsglied trägt.

Nach einem anderen Merkmal 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. Zweckmäßig ist der Sperrhebel in Sperrichtung federbelastet und erfaßt das Ende der Schwinge unter Bildung eines der Federbelastung entgegenwirkenden Drehmoments. Wird die Hilfsklinke durch einen weiteren Auslöser ausgehoben, versciiwenkt das auf der Schwinge im eingeschalteten Zustand des Schalters lastende Drehmoment den Sperrhebei, wodurch das Ende der Schwinge freigegeben wird und der Schalter unter der Wirkung einer an sich bekannten Kontaktöffnungsfeder auszuschalten vermag.

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

F i g. 1 den Schalter in Ausschaltstellung,

F i g. 2 den Schalter in Einschaltstellung,

F i g. 3 den Schalter während des Ausschaltens durch Kurzschlußauslösung und

F i g. 4 den Schalter während des Ausschaltens durch Fehlerstrom oder eine sonstige Auslösung.

In der Zeichnung ist das Schaltergehäuse deb zweipoligen ausgebildeten Niederspannungsschalters angedeutet, das eine Zwischenwand 12 aufweist, die einen davorliegenden Raum 14 für den Schaltermechanismus von einem dahinterliegenden Kontaktraum 16 trennt.

Der Kontaktraum 16 enthält zwei feste Schaltkontakte 18 und zwei an einem verschiebbaren Kontaktträger 2ö 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. Der Kontaktraum 16 enthalt ferner in bekannter Weise (nicht gezeigte) Löschkammern zur Löschung der beim Öffnen der Kontakte auftretenden Schaltlichtbögen.

Die Zwischenwand 12 enthält einen Längsschlitz, 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 erstrekken. Auf der Achse 28 ist im Raum 14 eine Auslöseklinke (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.

In einem (nicht gezeigten) Lager auf der Rückseite der Zwischenwand 12 ist eine Schalterwellc 44 gelagert. Die Schalterwelle 44 (ragt innerhalb des Raums 14 in drehfester Verbindung cnen 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 einer Kniehebelanordnung, 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 (F i g. 1).

Das andere Ende der Schwinge 50 untergreift das abgeknickte Ende einer Abkantung 6Ö 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 fegen die Schwinge 50 zu verschwenken. In dieser Stellung (F i g. 1) wird das obe. Ende der Abkantung öö von einer Hiifskiinke 68 erfabi, c'ie auf einer an der Zwischenwand 12 festen Achse 70 schwenkbar gelagert ist und von einer Druckfeder 72 in die gezeigte Verklinkungsstellung gedruckt wird.

Ein beispielsweise als Fehlerstromauslöser ausgebildeter weiterer Auslöser 74 erfaßt mit seinem Betätigungsglied 76 einen hinter dem Sperrhebel 62 nach aufwärts verschiebbaren Stößel 78, der unmittelbar vor einem Mitnehmer80 an der Hilfsklinke:θ8 endet.

Der vorstehend beschriebene Mechanismus arbeitet wie folgt:

Bei geöffnetem Schalter (Fig. 1) ist die Kniehebelanordnung 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 Sperrhebel 62 untergreift. Die Schalterkontakte 18,22 sind unter der Wirkung tier Kc ntakt-Öffnungsfeder 24 geöffnet.

Wenn nun durch das Betätigungsglied auf der Außenseite des Schalters der Hebel 46 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird die Kniehebelanordnung 46, 48 gegen die Wirkung der Zugfeder 54 gesireckt. 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 24 in die Einschaltstellung bringt. Am Ende der Drehbewegung des Hebels 46 durchläuft die Kniehebelanordnung 46,48 ihre Strecklage und knickt wie üblich geringfügig bis an einen nicht gezeigten Anschlag nach der anderen Seite durch, was ζ·ι ei.'.er Selbstsperrung unter der Wirkung der Kontaktöffnungsfeder 24 führt (F i g. 2).

Bei dem vorbesiJiriebenen Einschalten wi^rd mit der Auslöseklinke 32 auch die Zugstange 38 angehoben und befindet sich mit ihrer unteren Abwinkelung unmittelbar unterhalb des Ankers 40 des Kurzschluß-Schnell-

bo auslösers 42. Wenn nun ein Kurzschluß in dem über dem Schalter geschlossenen Kreis auftritt, bewirkt der über den Auslöser 42 fließende Kurzschlußstrom. <!aß der Anker 40 angezogen wird und die 2!ugstange 38 mit nach unten nimmt. Dadurch wird die Aiislöseklinke 32

b5 nach rechts verschwenkt und die Verklinkung mit dem rechten Ende der Schwinge 50 gelöst, was zur Folge hat. daß die Kontaktöffnungsfedor 24. unterstützt vom Anker 40. den Kontaktträger 20 rasch mich unten drückt

und dadurch die Schaltkontakte 18,22 schnell voneinander trennt (F i g. 3). Durch das Ausklinken der Klinke 32 wird die Kniehebelanordnung 46, 48 nicht langer 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.

Tritt hingegen in dem über den Schalter geschlossenen Kreis z. B. ein Fehlerstrom von solcher Größe auf. daß der Schalter ausschalten soll, schiebt der weitere; Auslöser 74 mil seinem Betätigungsglied 76 den Stößel 78 nach aufwärts und verschwenkt die Hilfsklink«; 6il außer Eingriff mit dem oberen Ende der Abkantung 6Cl des Sperrhebels 62. Andere Auslöser wie z. B. Über Stromauslöser können auf die Hilfsklinke 68 einwirken. Da die Schwinge 50 weiter rechts am Sperrhebel 62 angreift, als die Achse 64 den Sperrhebel 62 lagert, übt

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nungsfeder 24, 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 langer von dem abgeknickten Ende ?s der Abkantung 60 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 ausgeras'.ete Auslöseklinke 32 zur Öffnung der Kontakte 18, 22 jo unter der Wirkung der Kontaktöffnungsfeder 24 bis an einen Anschlag 58 zurückgeführt wird (Fi g. 4). Dadurch entfällt in ähnlicher Weise wie oben bei der Kurzschlußauslösung beschrieben, die Belastung der Kniehebelanordnung 46, 48, und die Zugfeder 54 führt das Kniege- J5 lenk 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

50

60

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schloßmechanismus für einen Niederspannungs-Schutzschalter mit einem Kurzschluß-Schnellauslöser und mindestens einem weiteren Auslöser wie einem Überstrom- und/oder Fehlerstromauslöser, bestehend aus einer an den einen Hebelarm einer handbetätigten Kniehebelanordnung angelenkten doppelarmigen Schwinge, von deren einem Ende der bewegliche Kontaktträger des Schalters über eine vom Kurzschluß-Schneliausiöser aufhebbare Verbindung erfaßbar und beim Einschalten mitnehmbar ist und deren anderes Ende sich beim Einschalten gegen einen Sperrhebel abstützt, der von dem weiteren Auslöser bzw. den weiteren Auslösern aus seinem Sperrzustand lösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkstel- Ie der Schwinge (50) an der Kniehebelanordnung (46,4S) längs einer ortsfesten Bahn (Nut 52) geführt ist. die hauptsächlich parallel zur Bewegungsrichtung des Kontaktträgers (20) verläuft, daß sich die Schwinge (50) im wesentlichen quer zu dieser Bahn (Nut 52) erstreckt, daß zur Verbindung der Schwinge (50) mit dem Kontaktträger (20) eine an dem Kontaktträger gelagerte Auslöseklinke (32) vorgesehen ist, die von dem KunLächluß-Schnellauslöser (42) gegen Federkraft außer Eingriff mit der Schwinge (50) verschwenkbar ist, und daß der Sperrhebel (62) um eine ortsfeste Achse (64) verschwenkbar ist.

2. Schloßmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebelanordnung (46, 48) in Eicknickrichtung fetL-rbelastet ist und die Schwinge (50) am Endo der Einknickbewegung mit Hilfe fester Anschläge (5b, 58) kran ausrichtet, daß sie mit ihren Enden die Auslöseklinke (32) einerseits und den Sperrhebel (62) anderseits erfaßt.

3. Schloßmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Hebelarm (46) der Kniehebelanordnung (46,43) auf einer Schalterwelle (44) sitzt, die das Schaltergehäuse nach auswärts durchragt und dort ein Betätigungsglied trägt.

4. Schloßmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnel. daß der Sperrhebel (62) in seiner Sperrstellung von einer Hilfsklinke (68) abgefangen ist, die von dem bzw. den weiteren Auslösern (74) gegen Federkraft (Druckfeder 72) außer Eingriff mit dem Sperrhebel (62) bewegbar ist.

5. Schloßmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichne!, daß der Sperrhebel (62) in Sperrichtung federbelasiet ist und das Ende der Schwinge (50) unter Bildung eines der Federbclastung (Spiralfeder 66) entgegenwirkenden Drehmoments erfaßt.

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