DE3105774C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Leistungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Leistungsschalter ist aus der DE-PS 6 16 133 bekannt. Hierbei stellt sich ein relativ kleiner Winkel zwischen den gegeneinander abgebogenen Hebeln des Kipphebelmechanismus ein, wenn die Kontakte offen sind. Dies erschwert ein Wiederschließen der Kontakte erheblich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Winkel zwischen den Hebeln des Kipphebelmechanismus im geöffneten Zustand der Kontakte groß zu halten und damit das Wiedereinschalten zu erleichtern, ohne bei Überstromauslösung den Bogenabstand zwischen dem geöffneten und dem stationären Kontakt zu begrenzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Durch den erfindungsgemäßen Anschlag wird der genannte Winkel im geöffneten Zustand der Kontakte optimal groß gehalten, so daß ein ungehindertes Schließen der Kontakte mit einem normalen Schaltknopfhub ohne Vergrößerung der Federkraft möglich ist, welche andererseits eine erhöhte Schließkraft erfordern würde.

Mittel zum Vergrößern des Trennabstandes zwischen den Kontakten bei Kurschlußauslösung zeigt auch die DE-AS 10 79 176. Die Bewegung des Kontaktarmes über die Bewegung der Schalttraverse hinaus erfolgt hier durch elektrodynamische Abstoßung.

Der eingangs genannte, bekannte Schalter weist auch einen Anschlag auf, mit dem der Grad der Drehung zwischen dem ersten und zweiten Hebel während der manuellen Kontaktrennung begrenzbar ist. Zur Vergrößerung des Trennabstandes zwischen den Kontakten ist dieser jedoch nicht geeignet.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbei­ spielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Leistungsschalter,

Fig. 2 eine Teilansicht mit der Darstellung des Leistungs­ schalters mit geschlossenen Kontakten,

Fig. 3 eine Teilansicht mit der Darstellung des Leistungs­ schalters mit manuell geöffneten Kontakten und

Fig. 4 eine Teilansicht mit der Darstellung des Leistungs­ schalters mit automatisch geöffneten Kontakten.

Ein Leistungsschalter gemäß Fig. 1 weist einen isolierenden Deckel 1 auf. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen isolierenden Grundkörper als Gehäuse für einen drei­ phasigen oder dreipoligen Leistungsschalter in Verbindung mit dem Deckel. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet stationä­ re Leiter, welche bei allen Polen verwendet werden, jedoch nur einer ist dargestellt. Jeder Pol hat einen stationären Kontakt 4 am linken Endabschnitt. Die anderen Enden der stationären Leiter 3 werden als Verbindungsanschlüsse für Außenleitungen verwendet. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine bewegliche Kontaktanordnung, die für jeden Pol vorge­ sehen ist und besteht aus einem beweglichen Kontakt 6, der dem stationären Kontakt 4 gegenüberliegt. Weiterhin umfaßt diese Anordnung einen beweglichen Kontaktarm 7, der an einer üblichen Stange 8 zum gleichzeitigen Öffnen und Schließen aller Kontakte befestigt ist. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Bogenauslöschkammer, die für jeden Pol vorgesehen ist und die korrespondierenden stationären und beweglichen Kon­ takte 4 und 6 umschließen. Ein Kipphebelmechanismus 10 um­ faßt einen ersten Hebel 11 und einen zweiten Hebel 12 und ist mit dem Zentrum eines der drei Pole verbunden. Eines der Enden des ersten Hebels 11 ist schwenkbar mit dem Mittelabschnitt eines L-förmigen Winkelhebels 13 mittels einer Achse 14 ver­ bunden. Das andere Ende ist an einem der Enden des zweiten Hebels 12 angelenkt. Das andere Ende des Hebels 12 ist am Mittelabschnitt des beweglichen Kontaktarmes 7 schwenkbar angeschlossen. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet einen Schalt­ knopf für das manuelle Öffnen und Schließen des Leistungs­ schalters oder Unterbrechers. Ein Ende einer Betätigungs­ feder 17 steht mit dem Schaltknopf 16 in Verbindung. Das andere Ende der Feder ist an der Welle (Kniegelenk) 15 des Kipphebel­ mechanismus 10 angeschlossen. Die Feder 17 wird expandiert und steht in der geschlossenen Stellung des beweglichen Kon­ taktes 6 unter Spannung. Die Bezugszeichen 18 und 19 bezeich­ nen einen thermischen Auslösemechanismus bzw. einen magneti­ schen Auslösemechanismus, welche beide dazu bestimmt sind, eine Auslösestange 22 um einen Drehzapfen 22 A bei ihrer Wirkung im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Die Auslösestange 22 wird durch eine thermisch induzierte Biegewirkung eines Bimetall­ streifens 20 des thermischen Auslösemechanismus 18 gedreht, wenn der Stromfluß durch den Streifen sich auf ein Überstrom­ niveau erhöht, oder durch das magnetische Anziehen eines beweglichen Auslösejochs 21, wenn der momentane Strom auf ein extrem hohes Niveau ansteigt, d. h. beim Vorliegen eines Kurzschlußstromes. Das Bezugszeichen 23 bezeichnet einen federvorgespannten Riegel eines Lösemechanismus, dessen eines Ende 23 A mit einem Abschnitt der Auslösestange 22 im Eingriff steht, d. h. mit einem Ende 21 A des beweglichen Auslösejochs 21. Das andere Ende 23 B wird mit einem Ende 13 A des Winkelhebels 23 im Eingriff gehalten, und zwar sowohl während des geschlossenen und von Hand geöffneten Zustands des beweglichen Kontaktes 6.

Wenn der Schaltknopf 16 nach unten in die geschlossene Stellung gezogen wird, d. h. wenn der Winkelhebel 13 mit dem Riegel 23 im Eingriff steht, wird die Welle 15 nach rechts bewegt und der Kipphebelmechanismus 10 streckt sich bzw. wird ausgezogen. Die weitere Bewegung der Welle 15 wird begrenzt, wenn sie am Winkelhebel 13 anstößt, zu welcher Zeit der bewegliche Kontakt 6 den stationären Kontakt 4 berührt hat, und zwar in Übereinstimmung mit der Ausziehwirkung bzw. Spreizwirkung bzw. Streckwirkung des Kipphebelmechanismus.

Wenn der Schaltknopf 16 in die offene Stellung gezogen wird, d. h. in Fig. 1 nach links, wird der Kipphebelmechanismus 10 um die Welle 15 gedreht. Dies führt zu einem Hochziehen des beweglichen Kontaktarmes 7, wodurch dieser im Gegenuhrzei­ gersinn um und mit der Stange gedreht wird, um die Kontakte 4, 6 zu öffnen. Solch eine Drehung wird durch den Kontaktarm 7 be­ grenzt, in dem dieser gegen die Achse 24 des Winkelhebels 13 stößt. Dies wird allgemein als erster Anschlag bezeichnet.

Wenn ein Überstrom oder eine vorübergehende Spitze im Kreis auftritt, wird der Kontakt zwischen dem Winkelhebel 13 und dem Riegel 23 unterbrochen, der gelöste Winkelhebel dreht im Uhrzeigersinn um die Achse 24 und seine Drehung wird begrenzt, indem er gegen die stationäre Achse 24 stößt, was als zweiter Anschlag bezeichnet wird. Bei dieser automatischen Öffnungs­ aktion, wenn die den Winkelhebel 13 mit dem oberen (ersten) Hebel 11 verbindende Achse 14 die Aktionslinie der Feder 17 infolge des Loslassens des Winkelhebels durch den Riegel 23 kreuzt, wird der Kipphebelmechanismus 10 durch die Rückstellkraft der ausgezogenen Feder um die Welle 15 verdreht. Das Abbie­ gen des Kipphebelmechanismus verursacht eine Gegenuhrzeiger­ sinn-Drehung des beweglichen Kontaktarmes 7 und der Stange 8, wodurch die Kontakte 4, 6 jeden Pols gleichzeitig geöffnet werden.

Außerdem ist ein dritter Anschlag 26 vorgesehen. Durch die Anordnung der Winkelhebelachse in eine höhere Lage, wird der Abstand zwischen der Schwenkachse und dem Kontakt­ arm 7 größer.

Der dritte Anschlag 26 besteht aus einer flachen Metallplatte und ist nahezu auf demselben Niveau angeordnet wie die Achse 24.

Beim Betrieb des Leistungsschalters ist die Konfiguration der Elemente entsprechend der Darstel­ lung in Fig. 2, wenn der stationäre Kontakt 4 und der bewegli­ che Kontakt 6 sich in der geschlossenen Lage befinden. Wenn der Schalter mittels des Schaltknopfs 16 manuell geöffnet wird, erfolgt die Betriebsweise des Kipphebelmechanismus 10 auf die beschriebene Weise. Konsequenter­ weise bewegt sich die Welle 15 im Uhrzeigersinn um die Achse 14 und zwar unter Bildung eines Winkels R zwischen den Hebeln 11 und 12 von weniger als 180°, wenn die voreilende Kante 10 A des Hebelmechanismus in der Nähe der Gelenkverbindung gegen den dritten Anschlag 26 stößt, was auftritt, bevor der Kontaktarm 7 die Achse 24 erreicht. Wie aus Fig. 3 deut­ lich ist, hat die Welle 15 ihre Drehung im Uhrzeigersinn um die Achse 14 beschränkt, wodurch der Winkel R relativ groß bleibt. Wenn entsprechend der Schaltknopf 16 nach rechts be­ wegt wird, um die Kontakte 4 und 6 zu schließen, gelangt die Mittellinie der Feder 17 schnell und leicht über die Achse 14 mit nur einem kurzen Betätigungshub des Knopfes, unter Auf­ bringung nur einer geringen Kraft.

Bei solch einer manuellen Betätigung des dritten Anschlages 26 in Form einer Platte ruht die vorliegende Kante 10 A fester auf als wenn ein Stift als Anschlag verwendet wurde. In die­ ser Hinsicht ist es wünschenswert, daß der dritte Anschlag einen relativ breiten oder weiten Oberflächenbereich hat, so daß die Kante 10 A immer exakt in ihrer Bewegung begrenzt wird. Da der Kontaktarm 7 während der Handbetätigung nicht gegen die Achse 24 stößt, wird der Eingriff zwischen dem Winkelhebel 13 und dem Riegel 23 entsprechend der Darstellung in Fig. 1 nicht zerstört, wodurch die Berührung zwischen dem Winkelhebel und dem Riegel fest aufrechterhalten wird. Wenn andererseits eine Stromüberlastung, ein Kurzschluß­ strom oder ein anderer abnormer elektrischer Zustand auf­ tritt, wird der Winkelhebel 13 durch den Auslösemechanis­ mus und den Kipphebelmechanismus 10 gelöst, welcher auf die­ selbe Weise funktioniert wie bei einem herkömmlichen Schalter. Bei einem solchen automatischen Betrieb dreht der Kontaktarm 7 in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn bis er gegen die Achse 24 stößt. Dementsprechend wird der bewegliche Kontakt 6 vom stationären Kontakt 4 durch einen größeren Abstand ge­ trennt (siehe Fig. 4), als wenn der Schalter manuell geöffnet wird. Bei einem solchen automatischen Betrieb ist die Größe des zu unterbrechenden Stromes beträchtlich größer als beim Handbetrieb. Daher ist es wünschenswert, daß der Trennab­ stand zwischen dem beweglichen und stationären Kontakt beim automatischen Lösen größer ist als beim Handbetrieb.

Wenn der Leistungsschalter wieder geschlossen wird, wird der Winkelhebel 13 durch den Schaltknopf 16 im Gegenuhrzeiger­ sinn gedreht, woraufhin der Winkelhebel wieder in Eingriff mit dem Riegel 23 gerät und die voreilende Kante 10 A des Kipphebelmechanismus gegen den dritten Anschlag 26 stößt, um so die Bewegung der Welle 15 im Uhrzeigersinn auf diesel­ be Weise wie beim Handbetrieb zu begrenzen.

Bei dem automatischen Modus kann das Schließen der Kontakte 4, 6 leicht durchgeführt werden, wie dies für den Handbetrieb zuvor erläutert wurde. Mit der Konstruktion dieser Erfindung ist es so möglich, den Trennabstand zwischen dem beweglichen Kontakt und dem stationären Kontakt zu erhöhen, ohne die Kraft der Feder 17 zu erhöhen oder den Betätigungshub oder -ausschlag des Schaltknopfes 16 zu vergrößern.

Claims (4)

1. Leistungsschalter mit einem stationären Kontakt (4), einer beweglichen Kontaktanordnung (5) mit einem beweglichen Kontaktarm (7) und einem beweglichen Kontakt (6), der vom stationären Kontakt trennbar ist, mit einem Kipphebelmechanismus (10), umfassend einen ersten Hebel (11), einen zweiten Hebel (12) und eine Feder (17), wobei ein Ende des zweiten Hebels über ein Kniegelenk (15) mit dem ersten Hebel verbunden ist und wobei das andere Ende des zweiten Hebels mit dem beweglichen Kontaktarm verbunden ist, mit einem Lösemechanismus (23), betreibbar in Abhängigkeit von einem abnormalen Stromfluß, mit einem mit dem ersten Hebel verbundenen Winkelhebel (13), welcher mit dem Lösemechanismus in Eingriff steht, wenn die Kontakte geschlossen werden und drehbar ist, wenn der Winkelhebel vom Auslösemechanismus gelöst ist, und mit einem mit der Feder verbundenen Schaltknopf (16) zum manuellen Öffnen und Schließen der Kontakte, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (26) die Bewegung des Kniegelenks (15) bei manueller Abschaltung begrenzt.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (26) innerhalb eines Raumes angeordnet ist, der vom beweglichen Kontaktarm (7), dem ersten Hebel (11), dem zweiten Hebel (12) und dem Winkelhebel (13) umgeben ist.

3. Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (26) dem Kniegelenk (15) zwischen dem ersten Hebel (11) und dem zweiten Hebel (12) gegenüberliegend angeordnet ist.

4. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (26) eine Anschlagfläche hat, gegen die der schwenkbar angeschlossene Abschnitt des ersten Hebels (11) und des zweiten Hebels (12) zur Begrenzung der Schwenkbewegung zwischen den Hebeln anstößt.