DE3212474C2 - Überstromschutzschalter - Google Patents

Abstract

Ein Überstromschutzschalter mit einem vorzugsweise als zweiarmigen Kipphebel ausgebildeten Betätigungselement zur manuellen Ein-/Ausschaltung, einem vom gehäuseinneren Ende des Betätigungselementes angelenkten, in Streckstellung verrastbaren Kniehebelelement, das im wesentlichen aus einem ersten und einem zweiten Streckhebel besteht, wobei die beiden Streckhebel mittels eines Kniegelenkes verbunden sind, ist zur Erzielung eines definierten Schaltverhaltens dadurch gekennzeichnet, daß ein am zweiten Streckhebel gelagerter Kontaktarm (9) bei der Einschalt-Schließbewegung vor Schließung des Hauptkontaktes (48) von einem Rückhalteanschlag (28) verriegelt wird, der beim Verbringen des Betätigungselementes in Einschaltstellung zur sprunghaften Schließung des Hauptkontaktes (48) den Kontaktarm (9) freigibt. Durch den mit dem Kontaktarm zusammenwirkenden Rückhalteanschlag, der den Kontaktarm so lange zurückhält bzw. den Hauptkontakt geöffnet hält, bis das Betätigungselement seine Einschaltstellung erreicht hat, wird ein schlagartiges, momentanes Schließen des Hauptkontaktes ermöglicht, wodurch das Abbrandverhalten des Hauptkontaktes wesentlich verbessert wird sowie das Schließen des Hauptkontaktes unabhängig von der jeweiligen Bewegungsstellung des Betätigungselementes immer mit einem wohldefinierten und gleichbleibenden Kontaktdruck erfolgt.

Description

dadurch gekennzeichnet, die Kombination der Merkmale:

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4. daß der Rückhalteanschlag (28) den Kontaktarm (9) auf der dem Festkontakt (30) zugewandten Seite anliegend untergreift und Bestandteil einer im wesentlichen in Schließrichtung (51) längsverschieblichen, mittels einer Feder (24) in Richtung auf das Betätigungselement (Kipphebel so 1) vorgespannten Rückhalteklinke (23) ist,

4.1. die in Rückhaltestellung (F i g. 5,6) hinter einem Gehäusevorsprung (Bolzen 25) verrastbar ist,

4.2. in Freigabestellung (F i g. 7) durch seitliche Beaufschlagung des Betätigungselementes (Kipphebel 1) ausrastbar ist,

4.3. die vermittels des Rückhalteanschlags nach der Ausrastung unter gleichzeitig zunehmender Vorspannung der Feder (Druckfeder 24) vom Kontaktarm derart mitnehmbar ist, daß dieser in Schließstellung durch die Kraft der Feder in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist,

5. der Überstromauslöser (15) im wesentlichen aus einer Spule mit Magnetkern (21) und Magnetjoch (20) besteht,

5.1. der einen auf das Kniegelenk (7) des Schalters einwirkenden Klappanker (16) aufweist, und

5.2. dessen Magnetjoch (20) auf der Seite des Klappankers (16) über das Spulenende hinaussteht und eine den Klappanker (16) übergreifende L-förmige Nebenschlußabbiegung (22) aufweist

2. Überstromschutzschalter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhalteklinke (23) sich im wesentlichen entlang des Kniehebelelementes (Streckhebel 5,6) erstreckt, an ihrem hauptkontaktseitigen Ende (52) den den Kontaktarm (9) untergreifenden Rückhalteanschlag (28) und an ihrem Betätigungsende (53) eine Auslösenase (29) aufweist die seitlich durch das innere Ende (Gelenk 4) des Betätigungselementes (Kipphebel 1) verschiebbar ist

3. Überstromschutzschalter nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhalteklinke (23) in ihrem Mittelbereich (54) eine im wesentlichen L-förmige Durchbrechung (55) aufweist in deren im wesentlichen rechtwinklig zur Schließrichtung (51) verlaufenden Rast-L-Schenkel (56) in Rückhaltesteliung (F i g. 5,6) der als Bolzen (25) ausgebildete Gehäusevorsprung einliegt.

4. Überstromschutzschalter nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (Druckfeder 24) einen iiL Richtung des Rast-L-Schenkels (56) der Durchquerung (55) von der Rückhalteklinke (23) abstehenden Vorsprung (58) untergreift.

5. Überstromschutzschalter nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakthebel (9) mittels einer im wesentlichen in Schließrichtung (51) in dem Gelenkende (50) verlaufenden Lagernut (57) auf einem Gehäusezapfen (Drehpunkt 13) gelagert ist.

6. Überstromschutzschalter nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Klappanker (16) in Ruhestellung an der der Spule zugewandten Seite der Nebenschlußabbiegung (22) anliegt.

Die Erfindung betrifft einen Überstromschutzschalter mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1. Ein derartiger Schalter ist aus DE-PS 93 512 bekannt. Aus dieser Entgegenhaltung ist der Grundgedanke bekannt, zur Momenteinschaltung eines Überstromschutzschalters einen Rückhalteanschlag mit dem Kontaktarm zusammenwirken zu lassen. Zu diesem Zweck ist im Bereich des Schwenkhebels eine Nase vorgesehen, hinter welcher ein Bolzen im Moment der Einschaltung ausrasten kann. Der Bolzen seinerseits ist auf einem Klinkenarm befestigt, der über ein Gelenk fest an dem Kontaktarm angelenkt ist. Nachteilig an dieser vorbekannten Vorrichtung ist zum einen, daß beim öffnen des Kontaktes zusätzlich Verklinkungsmassen beschleunigt werden müssen, was sich nachteilig auf das Schaltverhalten des Schalters auswirkt. Ein weiterer Nachteil liegt ebenfalls in der Konstruktionsweise bedingt. Das obere Rastende des Klinkenarmes wird hinter einer am Kniehebel angelenkten Nase verrastet. Durch Reibung oder Masseerhöhung des Kniehebels

ergibt sich dadurch eine sich auf das Schaltverhalten nachteilig auswirkende Verzögerung beim Ausschaltvorgang. DE-PS 9 59 291 und DE-OS 26 56 877 beschreiben elektromagnetische Überstrom-Auslösevorrichtungen, wie sie bei Oberstromschutzschaltern gemäß dem Stand der Technik einsetzbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß er ein definierteres Schaltverhalten aufweist, insbesondere sollen alle Schaltvorgänge mehr oder weniger schlagartig ausgelöst werden und ablaufen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst

Durch den mit dem Kontaktarm zusammenwirkenden Rückhalteanschlag, der den Kontaktarm solange zurückhält bzw. den Hauptkontakt geöffnet hält, bis das Betätigungselement seine Einschaltendstellung erreicht hat, wird ein schlagartiges, momentanes Schließen des Hauptkontaktes ermöglicht Dadurch ist dz- Abbrandverhalten des Hauptkontaktes wesentlich verbessert Das Schließen des Hauptkontaktes erfolgt unabhängig von der jeweiligen Bewegungsstellung des Betätigungselementes immer mit einem wohldefinierten und gleichbleibenden Kontaktdruck. Der Kontaktarm liegt in seinem Mittelbereich auf dem Rückhalteanschlag auf und nimmt diesen beim Einschnellen in die Schließstellung mit Dadurch kann auf weitere, die nachgebende Schließbewegung des Rückhalteanschlages auslösende Teile des Schaltschlosses verzichtet werden, wodurch die Betriebssicherheit des Schalters erhöht wird.

Die Rückhalteklinke, deren Rückhalteanschlag den Kontaktarm auf der dem Festkontakt zugewandten Seite untergreift, ist als von der Öffnungsbewegung des Kontaktarmes losgelöstes Teil ausgebildet Dadurch muß sie beim schnellen Ausschaltvorgang nicht mitbeschleunigt werden. Da die Feder die Öffnungsbewegung des Kontaktarmes zusätzlich aktiv unterstützt, kann die Kontaktöffnung schneller ablaufen, als bei Überstromschutzschaltern nach dem vorbekannten Stand der Technik. Bei Ausschaltung bzw. Überstromauslösung des Schalters springt die Rückhalteklinke zuverlässig in ihre Rückhaltestellung zurück.

Eine besonders einfache und funktioneile Art der Anordnung und Führung des Rückhalteanschlages lehren die Ansprüche 2 und 3, wobei hervorzuheben ist, daß die Freigabe des Rückhalteanschlages unmittelbar und damit auf baulich einfache Weise durch das Betätigungselement selbst erfolgt.

Gemäß Anspruch 4 übt die Feder auf die Rückhalteklinke über den Vorsprung, welchen sie untergreift, ein derartiges Drehmoment auf, daß bei öffnung des Hauptkontaktes die Rückhalteklinke sicher hinter dem sie in Rückhaltestellung haltenden Gehäuseversprung verrastet und gleichzeitig einen gegen das Betätigungselement gerichteten Anlagedruck ausübt

Das Kennzeichen des Anspruches 5 gibt eine Lehre für eine konstruktiv einfache Lagerung des Kontakthebels.

Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 6 ist dafür Sorge getragen, daß der Klappanker solange ruhig in seiner Ruheposition verharrt und an der Nebenschlußabbiegung »klebt«, bis die durch den Spulenfluß auf ihn ausgeübte Kraft größer ist als die Haltekraft der Nebenschlußabbiegung. Dadurch wird ein Flattern des Ankers und somit ein gegebenenfalls vorzeitiges Auslösen vermieden.

Die Erfindung ist anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Innenansicht des Schalters in der Einschaltstellung,

F i g. 2 eine Innenansicht in der Ausschaltstellung,
F i g. 3 das Schaltschloß — schematisch in der Aus-Stellung,

F i g. 4 das Schaltschloß — schematisch in der Stellung kurz vor der Momenteinschaltung der Hauptkontukte und

ίο F i g. 5 das Schaltschloß — schematisch in der Einstellung.

Die manuelle Betätigung des Schaltschlosses erfolgt über den Kipphebel 1. Dieser ist in den beiden Gehäusehälften mit seinen beidseitigen Zapfen 3 drehbar gelagert In der Zeichnung ist das Gehäuse-Unterteil 2 dargestellt Im inneren Bereich des Kipphebels ist ein Gelenk 4 angeordnet. An ihm lagert das Kniehebelelement, bestehend aus dem ersten Streckhebel 5 und dem zweiten Streckhebel 6, die ihrerseits mittels des Kniegelen- M kes 7 drehbar verbunden sind. Das untere Ende des Kniehebelelements ist über den Bolzen 8 mit dem Kontaktarm 9 gelenkig verbunden. Der Streckhebel 5 ist etwa dreieckig gestaltet und hat in der dritten Ecke einen weiteren Drehpunkt 10, in dem ein Verklinkungshebel 11 gelagert ist Der Verklinkungshebel kann mit einer Raste 12 des Streckhebels 6 verhaken, so daß das Kniegelenk 7 steif wird. In der F i g. 1 und in den F i g. 3 bis 5 wird das verrastete Kniegelenk gezeigt, dagegen ist in der F i g. 2 die Verrastung gelöst Sobald das Kniegelenk 7 steif ist, kann bei der manuellen Betätigung des Kipphebels 1 der Kontaktarm 9 um seinen Drehpunkt 13 geschwenkt werden. Je nach der Betätigungsrichtung des Kipphebels werden die Kontakte geöffnet oder geschlossen.

In der Einschaltstellung ist die Kraftkomponente so ausgerichtet, daß auf den Kipphebel 1 ein linksdrehendes Moment ausgeübt wird. Durch den Anschlag 14 im Gehäuse kommt der Kipphebel 1 in dieser Stellung zur Ruhe. Das Schaltschloß ist gespannt. Die Kraftkomponente des gespannten Schaltschlosses ist größer als die Gegenkraft der Drehfeder (nicht dargestellt) am Kipphebel 1. Bei der manuellen Betätigung bleibt das Kniegelenk 7 verrastet Die Kontakte werden allein durch die Kipphebelstellungen beeinflußt
Die automatische Auslösung des Schaltschlosses erfolgt über den magn.-hydr. Auslöser 15.

Bei entsprechendem Überstrom zieht der Klappanker 16 an und dreht sich dabei um den Drehpunkt 17. Der Arm 18 des Klappankers 16 drückt gegen den Verklinkungshebel 11 und bewegt diesen nach oben. Die Verrastung zwischen Verklinkungshebel 11 und der Raste 12 des Streckhebels 6 wird aufgehoben und das Kniegelenk 7 fällt zusammen. Dies wird durch die Drehfeder 19 bewirkt, die durch ihre Federkraft den Kontaktarm 9 nach oben bewegt.

Der magn. Kreis des magn.-hydraulischen Auslösers weist ein Magnet-Joch 20 auf, das mit einer in Verbindung mit dem Magnet-Kern 21 stehenden Nebenschlußabbiegung 22 versehen ist Im mittleren Bereich trägt das Joch seitliche Lappen, in denen die Teile des Schaltschlosses gelagert und geführt sind.

Der magnetische Fluß, der sich bei Stromdurchfluß in der Magnetspule ausbildet, verzweigt sich in Ruhestellung auch über die Nebenschlußabbiegung 22 und den Klappanker 16. Der Rest des Magnetflusses geht vom Klappanker 16 zum Kern 21. Durch entsprechende Querschnittwahl des Nebenschlusses kann der Klappanker 16 in seiner Ruhelage mehr oder weniger lange

fixiert werden. Erst bei größeren Strömen überwiegt die Anzugskraft zwischen Klappanker 16 und Kern 21 und der Klappanker 16 kann sich von seinem Anlagepunkt an der Nebenschlußabbiegung 22 losreißen.
Die Moment-Einschaltung der Kontakte:

Bei der Einschaltbev/egung des Kipphebels 2 wird der Kontakthebel 9 kurz vor seiner endgültigen Schließung festgehalten und momentartig freigegeben, nachdem das Schaltschloß gespannt ist
Dies bewirken folgende Teile:

- Rückhalteklinke 23

- Druckfeder 24

- Bolzen 25

- Bolzen 26

- Rückhalteanschlag 28

Am Bolzen 26 ist die Rückhalteklinke 23 drehbar und verschiebbar gelagert. Durch die Druckfeder 24 wird die Rückhalteklinke 23 gegen den Bolzen 25 gedrückt (F i g. 3). Wird das Schaltschloß in die Einschaltstellung überführt, führt das Kniehebelelement den Kontaktarm 9 nach unten. Diese Bewegung wird durch den Anschlag 28 gebremst. Der Bolzen 8 bewegt sich dabei in der Kulisse 27 frei und ungehindert In F i g. 5 ist diese Stellung dargestellt Bei weiterer Bewegung des Kipphebels 1 kann sich der Hauptkontakt 48 nicht schließen. Der Anschlag 28 wirkt wie ein Drehpunkt, so daß sich der Kontaktarm 9 an seinem Drehpunkt 13 mittels der Lagernut 57 bewegt Gleichzeitig kommt aber das Gelenk 4 des Kipphebels mit der Auslösenase 29 in Berührung und bewegt dadurch die Rückhalteklinke nach links, bis die Verrastung am Bolzen 25 freigegeben wird. Dadurch kann sich der Kontaktarm 9 schlagartig in Richtung des seinem Kontaktende 49 gegenüberliegenden Festkontakt 30 bewegen. Der aus Kontaktende 49 und Festkontakt 30 gebildete Hauptkontakt 48 schließt sich momentartig. Die Rückhalteklinke 23 wird durch den Anschlag 28 vom Kontaktarm 9 in Schließrichtung 51 mitgenommen und kann erst nach öffnen der Kontakte wieder in ihre Verraststellung gelangen.

Es ist darauf hinzuweisen, daß mehrere erfindungsgemäße Oberstromschutzschalter blockartig zu einer Funktionseinheit koppelbar sind.

Diese Kopplung erfolgt sowohl bei manueller Betätigung als auch bei Überstromauslösung.

Die Kopplung für manuelle Betätigung erfolgt an den Kipphebeln 1 durch Zwischenschaltung eines Kupplungsstückes (nicht dargestellt). Die genannten Teile werden durch geeignete mechanische Elemente miteinander verbunden.

Die Kopplung für die Überstromauslösung wird durch den Kopplungshebel 33 und die Kopplungsachse 34 hergestellt Die Kopplungshebel 33 der nebeneinanderliegenden Geräte werden durch die Kopplungsachse 34, die durch die Gehäuseseitenwände hindurchragt miteinander verbunden. Am Drehpunkt 36 ist der Kopplungshebel 33 im Gehäuse gelagert Durch die Druckfeder 35 wird er rechtsdrehend nach unten bewegt und kommt dabei mit seinem Schenkel 37 am BoI-zen 8 zum Anliegen. Löst nun ein Schalter automatisch durch seinen Magnet-Auslöser aus, dann bewegt sich der Bolzen 8 mit dem Kontaktarm 9 nach oben und nimmt den Kopplungshebel 33 mit Dessen Schenkel 37 schlägt bei seiner Bewegung gegen den L-förmigen Lappen des Verklinkungshebels 11 und löst dabei die Verrastung des Kniegelenkes 7. Da die Achse 34 aber die Hebel 33 miteinander kuppelt kommen auch die benachbarten Geräte zum Auslösen.

In die Gehäuse-Teile sind weiterhin Hilfskontakte eingelegt. (F i g. 1 und 2). Im gezeigten Beispiel handelt es sich um einen Wechsler mit folgenden Teilen:

— Festkontakt-Öffner 39 (Von der Aus-Stellung betrachtet)

— Festkontakt-Schließer 40 (von der Aus-Stellung betrachtet)

— Kontaktfeder 41 in Schnappausführung

— Betätigungshebel 42

Der Betätigungshebel 42 hat zwei Anschlagpunkte. Der Anschlagpunkt 43 wird vom Kontaktarm 9 nach unten bewegt Mit ihm bewegt sich der Anschlagpunkt 44 gegen die Kontaktfeder und bringt sie zum Umschnappen.

Der Strom fließt vom Anschluß 45 zur Spule des magn.hydraulischen Auslösers 15, von dieser über eine Litze zum Kontaktarm 9 und dann über das Kontaktpaar zum Anschluß 46. Im Bereich der Kontakte sind Löschbleche angeordnet. Die Ausblasung der Lichtbogengase kann über entsprechende Kanäle in den Gehäusen nach aussen erfolgen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Überstromschutzschalter mit

1. einem Betätigungselement (zweiarmiger Kipphebel 1) zur manuellen Ein-Ausschaltung,

2. einem vom gehäuseinneren Ende des Betätigungselementes angelenkten, in Streckstellung verrastbaren Kniehebelelement, das

2.1. im wesentlichen aus einem ersten (5) und zweiten Streckhebel (6) besteht, wobei

2.1.1. die beiden Streckhebel (5,6) mittels eines Kniegelenks (7) verbunden sind.

2.1.2. der erste Streckhebel (5) mit seinem dem Betätigungselement zugewandten Ende an dessen gehäuseinnerem Ende befestigtist,

2.13. der zweite Streckhebel (6) mit seinem Wirkende (47) gelenkig mit einem schwenkbaren Kontaktarm (9) zum öffnen und Schließen des Hauptkontaktes (48) verbunden ist und

2.2. das Kniehebelelement (Teile 5, β, 7) im Überstromfalle über den Totpunkt hinaus durch den Auslösehebel eines Überstromauslösers (magnetischhydraulischer Auslöser 15) beaufschlagbarist, wobei

3. der Kontaktarm (9) bei der Einschalt-Schließbewegung vor Schließung des Hauptkontaktes (48) von einem Rückhalteanschlag (28) verriegelt wird, der

3.1. beim Verbringen des Betätigungselementes (Kipphebel 1) in Einschaltendstellung zur sprunghaften Schließung des Hauptkontaktes (48) des Kontaktarm (9) freigibt,