DE3490209C2 - - Google Patents
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- DE3490209C2 DE3490209C2 DE19843490209 DE3490209A DE3490209C2 DE 3490209 C2 DE3490209 C2 DE 3490209C2 DE 19843490209 DE19843490209 DE 19843490209 DE 3490209 A DE3490209 A DE 3490209A DE 3490209 C2 DE3490209 C2 DE 3490209C2
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Description
Die Erfindung betrifft einen ein- und mehrpoligen Schutzschalter
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 10.
Ein Schutzschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruches 1 ist aus der DE-AS 10 91 204 bekannt.
Die US-PSen 39 59 755 und 41 17 285 offenbaren bisherige
Schutzschalter mit einem feststehenden elektrischen
Kontaktteil, einem bewegbaren elektrischen Kontaktteil,
der an einem bewegbaren Kontaktarm montiert ist, Mit
teln zum manuellen Öffnen und Schließen der Kontaktteile
sowie Mitteln zum automatischen Öffnen der Kontakt
teile in Abhängigkeit von einem den Schutzschalter
durchfließenden Überstrom. Die Bauteile des Schutzschal
ters sind dabei in einem isolierenden Kunststoff-Gehäuse
untergebracht.
Die Schutzschalterhersteller fertigen im allgemeinen
eine vollständige Erzeugnisreihe aus einer Anzahl von
Schutzschaltergrößen, von denen jede einen anderen,
ggf. manchmal auch überlappenden Betriebsstrombereich
abdeckt. Derzeit erfordert jede Schutzschaltergröße
ihre eigenen Bauteile- und Gehäusegrößen. Jede Bautei
le- und Gehäusegrößenkombination ist dabei im allgemeinen
nur für Stromkreise eines einzigen Nennstrombe
reichs brauchbar. Die Notwendigkeit für die Bereitstellung
je eines anderen Satzes von Bauteil- und Gehäuse
größen für jeden Nennstrom trägt zu den Gesamtkosten
für Schutzschalter dieser allgemeinen Art bei. Die
Schutzschaltergrößen wurden bisher durch eine Vielzahl
von Faktoren bestimmt.
Ein derartiger Faktor betrifft den erforderlichen Min
destluftspalt, der für einen gegebenen Nennstrom
zwischen den Kontaktteilen aufrechterhalten werden
muß, wenn die Schutzschalter-Kontakte von Hand ge
öffnet oder automatisch ausgelöst werden. Bei vielen
Schutzschaltern trennen sich die Kontaktteile beim
manuellen Öffnen mit einem ersten Abstand und beim
automatischen Auslösen oder Schalten mit einem zwei
ten Abstand. Es ist dabei notwendig, den Schutzschal
ter so groß auszulegen, daß der erforderliche Mindest
spalt bei manueller und automatischer Betätigung, je
nachdem, bei welcher der kleinere Spalt entsteht, ein
gehalten wird. Dieses Erfordernis hat einen Einfluß
auf die Gesamtgröße des Schutzschalters.
Mit sich vergrößernder Stromführung- oder
Nennleistung des Schutzschalters muß sich der Spalt
zwischen seinen elektrischen Kontaktteilen in der AUS-
(oder Offen-)Stellung proportional vergrößern. Da be
kannte Schutzschalter ihre elektrischen Kontaktteile,
verglichen mit ihrer Gesamtgröße, nur auf einen ver
gleichsweise begrenzten Abstand zu trennen vermögen,
hat es sich als nötig erwiesen, immer größere Schutz
schalter anzufertigen, um den für größere Nennströme
nötigen größeren Abstand zwischen den elektrischen
Kontaktteilen in der AUS-Stellung einzuhalten.
Die Gesamtabmessungen von Schutzschaltern werden außer
dem zum Teil durch die Notwendigkeit bestimmt, indu
striellen Sicherheitsnormen zu genügen. Industrie
normen, z. B. die deutschen VDE-Vorschriften und die
vorgeschlagene IEC-Norm, fordern typischerweise, daß
das Kunststoff-Gehäuse des Schutzschalters so ausge
legt ist, daß Objekte, wie ein menschlicher Finger,
daran gehindert werden, von außen her bis auf einen
vorgegebenen Abstand zu elektrisch leitenden Teilen
des Schutzschalters einzudringen. Wenn Schutzschalter
in mehrpoliger Anordnung verwendet werden, ist es auch
erforderlich, einen bestimmten Abstand zwischen den
leitenden Teilen benachbarter Schutzschalter-Pole ein
zuhalten.
Mehrpolige Schutzschalter umfassen typischerweise
mehrere untereinander verbundene und nebeneinander
angeordnete Einpoleinheiten. Die manuell betätigbaren
Schalthebel oder -griffe der jeweiligen Schutzschalter
können zur gleichzeitigen manuellen Betätigung aller
Pole miteinander gekoppelt sein. Wahl
weise oder zusätzlich zur Kopplung der betreffenden,
manuell betätigbaren Schalthebel können Mittel vorge
sehen sein, um alle Schutzschalter-Pole gleichzeitig
in die Offenstellung auszulösen, wenn einer dieser
Pole ausgelöst wird.
Herkömmliche Mehrpol-Schutzschalteranordnungen ent
halten je einen jedem Pol des Mehrpol-Schutzschalters
zugeordneten Auslösehebelmechanismus. Jeder Auslöse
hebel weist einen Abschnitt zu seiner Verbindung mit
benachbarten Auslösehebeln auf. Wenn einer der Pole
durch einen Überstrom in die Offenstellung ausgelöst
bzw. geöffnet wird, läßt der Schutzschaltermechanismus
dieses Pols den Auslösehebel sich um seine Lagerachsen
verschwenken. Die Schwenkbewegung eines Hebels bewirkt
das gleichzeitige Verschwenken aller mit ihm gekoppel
ten Auslösehebel. Jeder Hebel kann einen Arm aufweisen,
der am Anker oder Kippmechanismus seines zugeordneten
Pols anschlägt, um damit jeden Pol zu öffnen.
Obgleich im allgemeinen zufriedenstellend, ist diese
Vorrichtung mit bestimmten Mängeln behaftet. Beim
automatischen Auslösen eines ersten Pols muß eine
ziemlich langwierige Reihe von mechanischen Bewegungen
für das Auslösen jedes Schutzschalter-Pols stattfinden.
Der ausgelöste Pol muß eine Schwenk- oder Kippbewegung
seinem zugeordneten Auslösehebel erteilen; dieser Aus
lösehebel muß den anderen Auslösehebeln, mit denen er
verbunden ist, eine ähnliche Bewegung erteilen. Jeder
Aulösehebel muß den Anker seines zugeordneten Pols
berühren oder kontaktieren, und die Anker müssen jeden
betreffenden Pol in die Offenstellung auslösen bzw.
öffnen. Bei bekannten Schutzschaltern wird eine Stift-
und Fassungseinheit oder eine ähnliche Anordnung zum
gegenseitigen Verbinden der verschiedenen Auslösehebel
verwendet. Aufgrund von Fertigungstoleranzen ist die
Fassung oder der Sitz zwischen den Hebeln möglicher
weise etwas lose, und die Bewegung einiger Hebel läuft
im allgemeinen derjenigen anderer Hebel mit einer
Größenordnung entsprechend einem Mehrfachen von
0,0254 mm hinterher. Die Auswirkung dieser mechanischen
Verzögerungen vervielfältigt sich mit zunehmender Zahl
der Pole. Diese mechanischen Verzögerungen bewirken
zeitliche Verzögerungen in der Schutzschalteraus
lösung; dies kann letztlich zu einer Beschädigung des
zu schützenden Stromkreises führen. Idealerweise sollte
daher das Auslösen aller Pole beim Auslösen irgend
einen Pols praktisch gleichzeitig stattfinden.
Bei einer anderen bekannten Anordnung erstreckt sich
eine drehbare Auslösestange durch jeden Pol des Mehr
pol-Schutzschalters. Wenn ein Pol ausgelöst wird, dreht
sich die Stange unter Öffnung der restlichen Pole. Ob
gleich diese Vorrichtung nicht an den Spiel-Verzöge
rungen krankt, die durch die beschriebene Stiftver
bindungseinrichtungen mit lockerem Sitz hervorgerufen
werden, ist dabei dennoch der Ablauf einer langwierigen
Folge mechanischer Bewegungen für das Auslösen bzw. Öffnen
aller Schutzschaltereinheiten notwendig. Der zuerst
ausgelöste Schutzschalter muß an seinem zugeordneten
Auslösehebel anschlagen; der Auslösehebel muß dann
gegen eine Lasche oder Nase der drehbaren Auslöse
stange anschlagen. Die restlichen Laschen der Auslöse
stangen müssen die Anker der restlichen Schutzschalter
kontaktieren, und die Anker müssen gegen die auto
matischen Auslöseeinrichtungen jedes Schutzschalters
anschlagen.
Weiterhin ist es herkömmliche Praxis, die manuellen
Schalthebel eines Mehrpol-Schutzschalters durch Ein
führen eines Stifts durch eine Bohrung in jedem Schalt
hebel miteinander zu verbinden. Aufgrund von Fertigungs
toleranzen besteht dabei ein etwas lockerer Sitz des
Stifts in jedem Schalthebel. Einige der Schalthebel
laufen daher hinter anderen hinterher, wenn alle zu
sammen zum Öffnen oder Schließen aller Pole bewegt
werden. Demzufolge öffnen oder schließen die elek
trischen Kontakte der verschiedenen Pole nicht genau
zum selben Zeitpunkt.
Ein weitere Mangel der vielen bekannten Schutzschaltern
zugeordneten manuellen Schalteinrichtungen ist
die vergleichsweise lange Bewegung, die nötig ist,
um die Schalthebel zwischen EIN- und AUS-Stellung zu
bewegen. Mit zunehmender Länge des Schalthebel- "Hubs"
verlängert sich auch die für das manuelle Öffnen des
Schutzschalters erforderliche Zeit. Obgleich sie nur
in kleinen Sekundenbruchteilen meßbar sind, sind diese
Zeitunterschiede von Bedeutung, wenn eine schnelle
Unterbrechung eines elektrischen Stromkreises erforder
lich ist. Dieses Problem wird durch das Spiel und die
Verzögerung aufgrund des locker sitzenden, typischer
weise die Schalthebel eines Mehrpol-Schutzschalters
verbindenden Stifts noch verstärkt. Eine wünschens
werte Verkleinerung des "Hubs" des Schalthebels zwi
schen EIN- und AUS-Stellung ist allgemein von einer
unerwünschten Verkleinerung des größten Abstands zwi
schen elektrischen Kontaktteilen des Schutzschalters
in der AUS- oder Offenstellung begleitet.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen ein-
oder mehrpoligen Schutzschalter zu schaffen, der zuver
lässig arbeitet, hohe Ströme zu schalten vermag,
die Sicherheitsvorschriften für die Luft- und Kriechstrecken einhält
und dennoch
klein und kompakt gestaltet werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Schutzschalter nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß
durch die in dessen kennzeichnendem
Teil enthaltenen Merkmale gelöst.
Die Erfindung schafft also einen Schutzschalter mit
einem nicht-leitfähigen Gehäuse und einem nicht-leitfä
higen Griff für die manuelle Betätigung des Schutzschal
ters. Miteinander zusammenwirkende Abschnitte des
Griffs und des Gehäuses legen einen nicht-linearen
Spalt zwischen äußeren Bereichen des Griffs und des Ge
häuses sowie elektrisch leitfähigen Abschnitten des
Schutzschalters im Gehäuse fest. Der tatsächliche Ab
stand bzw. die kürzeste Funkenstrecke zwischen den äuße
ren Teilen des Gehäuses in der Nähe des Griffs über den
nicht-linearen Spalt zu elektrisch leitenden Teilen des
Schutzschalters beträgt mindestens 8 mm während der line
are Abstand über die zwischengefügten Bauteile gemessen,
zwischen dem zugänglichen Bereich und den leitenden
Teilen wesentlich kleiner ist als diese Größe.
Die Ausgestaltungen der zusammenwirkenden Abschnitte
von Gehäuse und Griff sind derart, daß diese Abschnitte
zwar den nicht-linearen Spalt festlegen, die Bewegung
des Griffs aber nicht behindern. In bevorzugter Ausfüh
rungsform legen Griff und Gehäuse bogenförmige Stege
fest, die eine Schwenkbewegung des Griffs zulassen, da
bei aber nicht eine gewundene Strecke festlegen.
Ein Auslösehebel wird vorteil
haft bei einem Mehrpol-Schutzschalter benutzt, bei dem
jeder Einpol-Schutzschalter einen Gelenk- oder Kipp
mechanismus und Mittel zum Freigeben des Gelenks zum
Öffnen des Schutzschalters aufweist. Jeder Hebel um
faßt zwei für Schwenkbewegung miteinander verbundene
Schenkel und einen Abschnitt zum Verbinden jedes
Hebels mit ähnlichen Hebeln benachbarter Einpol-Schutz
schalter, so daß alle Hebel gleichzeitig verschwenk-
oder kippbar sind. Ein Schenkel jedes Hebels ist so
angeordnet, daß er von einem Abschnitt seines zuge
ordneten Schutzschalters beaufschlagt wird, wenn
letzterer ausgelöst und geöffnet wird, so daß allen
angekoppelten Hebeln eine Schwenkbewegung erteilt
wird. Der zweite Schenkel jedes Hebels greift dann an
der Gelenkfreigabeeinrichtung an, um damit die rest
lichen Schutzschalter zu öffnen.
Jeder Auslösehebel weist einen verbesserten Abschnitt
auf, welcher den Hebel mit ähnlichen Hebeln benach
barter Einpol-Schutzschalter zu koppeln vermag. Jeder
Hebel ist mit einem sich verjüngenden oder konischen
Fortsatz und einer konischen Bohrung versehen. Der
Fortsatz durchsetzt miteinander fluchtende Öffnungen
in benachbarten Schutzschaltergehäusen und greift in
die konische Bohrung eines benachbarten Hebels ein.
Die konische Form von Bohrung und Fortsatz ermöglicht
es, daß der Fortsatz leicht, aber sicher sitzend in
die Bohrung eingeführt werden kann und damit der
lockere Sitz und das Spiel bei den bisher bekannten
Vorrichtungen vermieden werden.
Es sind auch verbesserte Mittel
oder Einrichtungen für die manuelle Betätigung aller
Schutzschaltereinheiten eines Mehrpol-Schutzschalters vorgesehen.
Jeder Schutzschalter enthält in seinem Gehäuse einen
manuellen oder Hand-Schaltteil, der einen mit
ähnlichen Schaltteilen benachbarter Schutzschalter zu
sammenpaßbaren Abschnitt aufweist. Mindestens einer
der Schutzschalter weist auch einen Abschnitt des Hand-
Schaltteils auf, der aus dem Gehäuse nach außen ragt
und einen Schalthebel oder Griff bildet.
Das Gehäuse jedes Schutzschalters mit einem nach außen
ragenden Griff weist eine Öffnung auf, durch die sich
der Griff erstreckt. Die Gehäuse der restlichen Schutz
schaltereinheiten des Mehrpol-Schutzschalters sind im
Bereich des Hand-Schaltteils undurchbrochen. Die zu
sammenpaßbaren Abschnitte der Schaltteile umfassen
leicht konische Vorsprünge oder Fortsätze, welche
Öffnungen in den Gehäusen benachbarter Schutzschal
tereinheiten durchsetzen. Diese verbinden die je
weiligen Hand-Schaltteile für gemeinsame Bewegung
ohne Spiel und dessen begleitende Nachteile. Zur Ver
meidung der vorher geschilderten Probleme der mecha
nischen zeitlichen Verzögerung sollten vorzugsweise
höchstens vier Schutzschaltereinheiten zu einer Mehr
polanordnung zusammengekoppelt werden.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist
einen verdickten Gehäusewandteil um die vom Hand-Schaltteil
durchsetzte Öffnung herum auf. Bei dieser Gehäuse
wandgestaltung ist die Strecke, die ein Funke von
einem inneren leitfähigen Element zur Außenseite zu
rücklegen muß, größer als die industriell geforderte
Mindeststrecke, und zwar wegen der gewundenen
Strecke, die ein solcher Funke durchlaufen muß. Diese
Ausgestaltung genügt somit Industrienormen, wie der
Deutschen VDE-Vorschrift.
Es kann wahlweise eine Abschirmung vorge
sehen sein, die jede Öffnung, durch die sich ein ko
nischer Fortsatz eines Hand-Schaltteils erstreckt,
zumindest teilweise verdeckt. Bei dieser Ausführungs
form ist die Abschirmung in einer durch Außenabschnitte
benachbarter Schutzschaltergehäuse festgelegten Aus
nehmung montiert, und sie ist in Abhängigkeit von der
Bewegung der Hand-Schalteinrichtung bewegbar. Die Ab
schirmung bildet eine von einer geraden Linie abweichen
de Strecke zwischen Innenabschnitten benachbarter
Schutzschaltereinheiten. Längs der abweichenden Strecke
beträgt der Abstand zwischen elektrisch leitenden Tei
len benachbarter Schutzschaltereinheiten mindestens
8 mm, während der lineare Abstand zwischen den leiten
den Teilen wesentlich kleiner ist. Der zwischen Schutz
schaltereinheiten verlaufende konische Fortsatz ist
selbstverständlich nicht leitfähig.
Jeder Pol eines Mehrpol-Schutzschalters
umfaßt ein
Gehäuse, in welchem mindestens eine Wand eine Ver
tiefung oder Ausnehmung aufweist. Die Ausnehmungen
benachbarter Wände bilden zusammen einen Raum für den
Einbau der genannten bewegbaren Abschirmung.
Der Schutzschalter weist einen
Griff auf, der schwenkbar gelagert und schwenkbar mit
einem ersten Kipplenker verbunden ist. Der erste Lenker
ist mit einem zweiten Kipplenker schwenkbar verbunden,
der seinerseits mit einem bewegbaren Kontaktarm ge
lenkig verbunden ist. Die erwähnte Schwenklagerung und
die schwenkbaren oder gelenkigen Verbindungen liegen
im wesentlichen in Flucht miteinander, wenn sich der
Schutzschalter in der EIN- (oder Schließ-)Stellung be
findet. Durch diese fluchtende Anordnung werden die
Kräfte minimiert, die auf den Teil des Schutzschalters
einwirken, welcher die Kipplenker in der Schließ
stellung in ihrem ausgestreckten Zustand hält. Demzu
folge ist eine minimale Kraft für das automatische
Auslösen des Schutzschalters erforderlich, und seine
Ansprechempfindlichkeit ist verbessert.
Der bewegbare Kontaktarm ist an einem feststehenden
Teil des Schutzschalters angelenkt. Diese Schwenklage
rung bildet zusammen mit der Schwenkverbindung zwischen
Kontaktarm und zweitem Kipplenker eine Linie, die im
wesentlichen senkrecht zu der Linie liegt, auf welcher
die restlichen Schwenkverbindungen liegen.
Die verschiedenen, auf beschriebene Weise
angeordneten Schwenkverbindungen sind in gegenseitigen Ab
ständen angeordnet, die bestimmten proportionalen Be
ziehungen entsprechen. Diese Anordnung ermöglicht die
Verwendung desselben wesentlichen oder grundsätzlichen
Mechanismus für Schutzschalter mehrerer verschiedener
Nennstrombereiche.
Die vorstehend beschriebenen Merkmale und Vorteile er
geben sich am deutlichsten aus der folgenden Beschrei
bung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
anhand der Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schutzschalters,
Fig. 2 eine Stirnseitenansicht des
Schutzschalters,
Fig. 3A eine Seitenansicht eines Betätigungs-Griffs
für den Schutzschalter
Fig. 3B einen Teilschnitt längs der Linie B-B in
Fig. 3A,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Gelenk- oder Kipp
mechanismus-Kurvenlenkers,
Fig. 5A und 5B eine Stirnansicht bzw. eine Seiten
ansicht des Kippmechanismus-Gehäuselenkers,
Fig. 6A bis 6C eine Seitenansicht, eine Aufsicht bzw.
eine Stirnansicht eines bewegbaren Kontakt
arms,
Fig. 7A die Schalteinrichtung für einen
Schutzschalter in einem von
Hand geöffneten Zustand,
Fig. 7B dieselbe Schalteinrichtung in einem ausge
lösten Offenzustand,
Fig. 7C den Rahmen für einen Schutzschalter,
Fig. 8 eine Teil-Schnittansicht des in das Schutz
schaltergehäuse einge
bauten Betätigungs-Griffs,
Fig. 9A eine im Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 9B
gehaltene Teil-Schnittdarstellung eines
Abschnitts des Schutzschaltergehäuses bei
einer mehrpoligen Ausführungsform,
Fig. 9B eine Teilseitenansicht des Mehrpol-Gehäuses,
Fig. 10A einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 10B
durch ein abgewandeltes Mehrpol-Gehäuse,
Fig. 10B eine Teilseitenansicht der abgewandelten
Mehrpol-Gehäusegestaltung nach Fig. 10A,
Fig. 11A eine im Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 10B
gehaltene Teildarstellung einer anderen
Gehäusekonfiguration in mehrpoliger
Ausführung,
Fig. 11B eine Teilseitenansicht des Gehäuses nach
Fig. 11A,
Fig. 12A und 12B eine bei Mehrpol-Schutzschaltern
verwendete Abschirmung,
Fig. 13A und 13B eine Stirnansicht bzw. eine Seiten
ansicht eines Auslösehebels,
Fig. 14 eine Seitenansicht eines Schutzschalters
mit dem Auslösehebel
nach Fig. 13A und 13B,
Fig. 15A und 15B eine Seitenansicht bzw. eine Stirn
ansicht eines Grifflenkers
und
Fig. 16 ausgewählte Elemente benachbarter Pole eines
Mehrpol-Schutzschalters,
einschließlich der Gehäuse, der Betätigungs
einrichtungen, der Auslösehebel und einer
Abschirmung zwischen Gehäusen.
In den Fig. 1 und 2 ist
ein Schutzschalter
10 gezeigt. Der Schutzschalter 10 weist ein Ge
häuse 12 auf, das aus einem elektrisch isolierenden
Werkstoff, wie Kunststoff, hergestellt ist. Das Ge
häuse 12 besteht aus zwei komplementären Gehäuse-
Hälften 14 und 16, die mit Hilfe von Nieten oder ähn
lichen Befestigungselementen, welche
ihrerseits eine Anzahl oberer und unterer Befesti
gungselement-Bohrungen 18 und 20 durchsetzen, gegen
einander befestigt sind.
Ein vom oberen Abschnitt des Gehäuses 12 abstehender
Ansatz 22 enthält eine Öffnung 24 für einen
Kipp-Griff 26. Der Griff 26 ist ebenfalls aus einem
nicht-leitfähigen Werkstoff, typischerweise geformtem
Kunststoff, hergestellt. Zwei Flächen 28 und 30 be
grenzen die gegenüberliegenden Enden der Öffnung 24,
durch welche sich der Griff 26 erstreckt.
Ein Auslösemechanismus 32
umfaßt einen einstückigen Rahmen 34, der im Gehäuse
12 fest montiert ist. Der anhand von Fig. 7C noch näher
zu beschreibende Rahmen 34 trägt eine Überstrom-Aus
lösespule 36, die über eine elektrische Leitung 38 mit
einem Anschluß 40 verbunden ist.
Die Spule 36 umgibt einen Magnetkern 42.
Der Magnetkern 42 enthält eine Verzögerungs
röhre (vgl. auch
US-PS 40 62 052).
Der Magnetkern 42 endet in einem Polstück 44. Neben
dem Polstück 44 befindet sich ein Anker 46, der auf
einem am Rahmen 34 befestigten Stift 48 schwenkbar ge
lagert ist. Der Anker 46 ist durch eine nicht darge
stellte Feder (gemäß Fig. 1) drehbar im Uhrzeigersinn
vorbelastet, und er umfaßt einen Schenkel 50 und ein
Gegengewicht 52. Das Gegengewicht 52 besteht aus einer
erweiterten Verlängerung des Ankers 46 und kann einen
Schlitz 54 zur Aufnahme eines Stiftes 56 eines am Rahmen
34 drehbar gelagerten Trägheitsrads 58 aufweisen (vgl.
auch US-PS
34 97 838).
Der Griff 26 ist auf einem im Rahmen 34 befestigten
Stift 60 schwenkbar gelagert. Der Griff 26 weist zwei
Lappen 62 und 64 mit Öffnungen bzw. Bohrungen zur Auf
nahme eines Niets oder Stifts 66 auf, welcher den Griff
26 mit einem Kurvenlenker 68 verbindet. Der Kurven
lenker 68 ist seinerseits mittels eines Niets oder
Stifts 70 mit einem Aufnahme- oder Gehäuselenker 72
schwenkbar verbunden. Ein an sich bekannter Abzugs
stift 74 ist im Gehäuselenker 72 drehbar gelagert und
durch ein nicht dargestelltes Federmittel im Uhrzeiger
sinn vorbelastet. Am Abzugsstift 74 ist eine Abzugs-
Anschlagstange 76 befestigt.
Ein Niet oder Stift 78 dient zur schwenkbaren Verbin
dung des Gehäuselenkers 72 mit einem bewegbaren Kontakt
arm 80, der seinerseits auf einem am Rahmen 34 be
festigten Stift 83 schwenkbar gelagert und durch eine
Feder 81 entgegen dem Uhrzeigersinn vorbelastet ist.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Arm 80
auf dem Schwenkstift 83 auch verschiebbar montiert. Der
Kontaktarm 80 trägt an seinem einen Ende einen beweg
baren Kontaktteil 82, der in der Schließ- oder EIN-
Stellung des Schutzschalters gegen einen am Anschluß
86 montierten feststehenden Kontaktteil 84 gehalten
wird. Der Schutzschalter ist in an sich bekannter
Weise mittels Anschlüssen 40 und 86 in einen elek
trischen Stromkreis eingeschaltet.
Die Spule 36 ist mit dem Kontaktarm 80 über eine Lei
ter-Litze 88 elektrisch verbunden. Wenn der Schutz
schalter geschlossen ist, besteht eine durchgehende
elektrische Stromstrecke über den Anschluß 40, die Lei
tung 38, die Spule 36, die Litze 88, den Kontaktarm
80, die Kontaktteile 82 und 84 sowie den Anschluß 86.
Gemäß den Fig. 3A und 3B weist der Griff 26 in einer
Nabe 91 eine zentrale Bohrung 90 für die Schwenklagerung
des Griffs 26 auf dem Stift 60 auf. Zwei Bohrungen 92
und 94 in den Lappen 62 und 64 nehmen den beschriebenen
Niet 66 auf.
Konzentrisch zur Bohrung 90 sind zwei bogenförmige
Stege 96 und zwei bogenförmige Ausnehmungen 98 ange
ordnet. Von gegenüberliegenden Seiten des Griffs 26
stehen zwei seitliche Vorsprünge 100 ab, die jeweils
eine Bohrung 102 aufweisen. In Fig. 3A ist der Mitten
abstand von der Schwenkachse des Griffs 26 zum Zentrum
der Bohrungen 92 und 94, an denen der Griff 26 mit dem
Kurvenlenker 68 gekoppelt ist, mit dem Maß D₄ bezeich
net.
Gemäß Fig. 4 weist der Kurvenlenker 68 eine obere
Schwenkbohrung 104 auf, die den den Lenker 68 mit dem
Griff 26 verbindenden Niet 66 aufnimmt. Eine untere
Schwenkbohrung 106 nimmt einen Niet 70 auf, der den
Lenker 68 mit dem Gehäuselenker 72 verbindet. Eine
Kurvenfläche 108 weist eine Raste 110 auf, in welche
der Abzugsstift 74 einrastet, um die Lenker 68 und 72
des Gelenk- oder Kippmechanismus gegen eine Relativbe
wegung zu sichern. Der Abstand zwischen den Zentren
von oberer und unterer Schwenkbohrung 104 bzw. 106
ist mit dem Maß D₃ bezeichnet.
Gemäß den Fig. 5A und 5B weist der Gehäuselenker 72
zwei auf Abstand stehende, parallele Platten 111 und
113 auf, die durch zwei obere und untere Laschen 115
und 117 miteinander verbunden sind. Die Platten 111
und 113 weisen jeweils eine obere Schwenkbohrung 112 a
bzw. 112 b zur Aufnahme des Niets 70 und zur schwenk
baren Verbindung des Lenkers 72 mit dem Lenker 68 auf.
Außerdem enthalten die Platten 111 und 113 eine untere
Schwenkbohrung 114 a bzw. 114 b zur Aufnahme des Niets
78 für die schwenkbare Verbindung des Lenkers 72 mit
dem Kontaktarm 80. Der Abzugsstift 74 ist in zwei
Bohrungen 116 a und 116 b in den Platten 111 bzw. 113
drehbar gelagert.
Die gemäß Fig. 5A rechte Platte 113 ist mit einer Ver
längerung oder einem Fortsatz 118 versehen, der eine
vom Gehäuselenker 72 seitlich nach außen ragende Nase
120 aufweist. Wie am besten aus Fig. 1 hervorgeht,
wirkt die Nase 120 als Anschlag für die Anschlagstange
76 des Abzugsstifts 74. Der Abstand zwischen den Zen
tren von oberer und unterer Schwenkbohrung 112 bzw.
114 ist mit dem Maß D₂ bezeichnet.
Gemäß den Fig. 6A bis 6C umfaßt der bewegbare Kontakt
arm 80 zwei durch eine Bodenplatte 126 verbundene
Wände 122 und 124. Die Bodenplatte
126 enthält eine Bohrung 130 für die Anbringung des
bewegbaren Kontaktteils 82 am Arm 80. Die Wände 122
und 124 weisen Bohrungen 132 a bzw. 132 b für die schwenk
bare Verbindung des Kontaktarms 80 mit dem Gehäuse
lenker 72 mittels eines Niets 78 auf.
Zwei weitere Bohrungen 134 a und 134 b (von denen letztere
nicht dargestellt ist) in den Wänden 122
bzw. 124 dienen zur Aufnahme eines Stifts 83 für die
schwenkbare Verbindung des Arms 80 mit dem Rahmen 34.
Zwei nach innen ragende Anschläge 136 a und 136 b dienen
als Anlage oder Sitz für das eine Ende der Feder 81.
Das andere Ende der Feder 81 stützt sich am Rahmen 34
(Fig. 1) ab und belastet den Kontaktarm 80 in einer
Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn. Zwei Flächen
138 a und 138 b vermögen sich bei offenem Schutzschal
ter 10 gegen den Rahmen 34 anzulegen, um damit eine wei
tere Drehung des Kontaktarms 80 um seine Schwenkachse
entgegen dem Uhrzeigersinn zu verhindern. Der Abstand
zwischen der Schwenkachse des Arms 80 und der Achse
der Schwenkverbindung zwischen Arm 80 und Lenker 72
(Fig. 6A) ist mit dem Maß D₁ bezeichnet.
Fig. 7C veranschaulicht den Rahmen 34 allein in Seiten
ansicht. Der Rahmen umfaßt einen Hauptkörperteil, der
seinerseits eine L-förmige Rückplatte 340, gegen wel
che die Spule 36 anliegt, und zwei Seitenteile 341
(von denen nur eines in Fig. 7C vollständig darge
stellt ist) aufweist. Beide Seitenteile weisen einen
nach oben ragenden Arm 342 auf, der in einem kreis
förmigen Abschnitt mit einer vom Schwenkstift 60 durch
setzten Bohrung 343 ausläuft. Außerdem weist jeder
Seitenteil 341 einen nach unten gerichteten Schenkel
344 auf, der in einem Endabschnitt 345 mit einer vom
Schwenkstift 83 durchsetzten Bohrung 346 ausläuft.
Die beiden Seitenteile 341 enthalten außerdem Bohrungen
347, die vom Anker-Schwenkstift 48 durchsetzt werden.
Wenn der Schutzschalter 10 im Betrieb öffnet, verschwenkt
sich der Kontaktarm 80 um den Stift 83 bis zu dem Punkt,
an welchem die Flächen 138 a und 138 b an der Stirnfläche
der L-förmigen Rückplatte 340 anschlagen.
Die Verwendung ein
und desselben Schutzschaltermechanismus für Schutz
schalter unterschiedlicher Nennströme ist
infolge der Dimensionsbeziehung der Rahmenelemente zueinander möglich.
Die Höhe bzw. der lotrechte Abstand zwischen den
Zentren der Schwenkstift-Bohrungen 343 und 346 ist mit
D₅ bezeichnet. Der seitliche Abstand zwischen der Stift-
Bohrung 343 und der Schwenkstift-Bohrung 346 ist mit
D₆ angegeben. Die Maßlinien D₅ und D₆ bilden zwei
Schenkel eines rechtwinkligen Dreiecks, dessen Hypo
tenuse zwischen den Zentren der Schwenkstift-Bohrungen
343 und 346 verläuft und diese Zentren schneidet. Der
seitliche Abstand zwischen der Schwenkstift-Bohrung
346 und einer die Fläche der Rückplatte 340 enthalten
den und parallel zu dem durch die Maßlinie D₅ defi
nierten rechten Dreiecksschenkel verlaufenden Ebene
ist mit D₇ bezeichnet. Die Flächen 138 a und 138 b des
Kontaktarms 80 legen sich zur Begrenzung
der entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgenden Drehung des
Kontaktarms 80 an die Fläche der Rückplatte 340 des
Rahmens 34 an.
Zum Zwecke der folgenden Beschreibung seien die Achse
des den Kontaktarm 80 schwenkbar mit dem Rahmen 34 ver
bindenden Stifts 83 als erste Schwenkachse, die Achse
des den Gehäuselenker 72 mit dem Kontaktarm 80 ver
bindenden Niets 78 als zweite Schwenkachse, die Achse
des den Kurvenlenker 68 mit dem Gehäuselenker 72
schwenkbar verbindenden Niets 70 als dritte Schwenk
achse, die Achse des den Griff 26 schwenkbar mit dem
Kurvenlenker 68 verbindenden Niets 66 als vierte
Schwenkachse und die Schwenkachse des Griffs 26 (durch
den Stift 60 gebildet) als fünfte Schwenkachse be
zeichnet.
Wenn sich der Schutzschalter 10 in seiner Schließ
stellung oder EIN-Stellung (im folgenden nur noch als
Schließstellung bezeichnet) befindet, liegen zweite,
dritte und fünfte Schwenkachse im wesentlichen auf
einer gedachten geraden Linie zwischen der zweiten
Achse am Niet 78 und der fünften Achse am Stift 60.
Die vierte Schwenkachse ist gegenüber dieser gedachten
Linie geringfügig versetzt (gemäß Fig. 1 nach links).
Die Feder 81 belastet den Kontaktarm 80 entgegen dem
Uhrzeigersinn vor. Hierdurch wird wiederum der Gelenk-
oder Kippmechanismus aus den Lenkern 68 und 72 in Rich
tung einer zusammengeklappten Stellung vorbelastet.
Wenn der Abzugsstift 74 nicht vorhanden wäre, würde
sich infolgedessen der Kontaktarm 80 verdrehen und
dabei den Schutzschalter öffnen. In der in Fig. 1 dar
gestellten Schließstellung sitzt der Abzugsstift 74
in der Raste 110 des Kurvenlenkers 68, so daß er den
Gelenk- oder Kippmechanismus in seinem ausgestreckten
Zustand hält.
Zum Auslösen des Schutzschalters 10 in die Offenstellung
muß der Abzugsstift 74 auf noch näher zu beschreibenden
Weise entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht werden.
Durch die vorliegende Anordnung, bei welcher die
verschiedenen Schwenkachsen auf angegebene Weise mit
einander fluchten, werden die zwischen dem Abzugsstift
74 und der Raste 110 wirkenden Kräfte weitgehend herab
gesetzt, und damit wird die Ansprechempfindlichkeit
maximiert. Anderenfalls würden außergewöhnlich
große Kräfte zwischen dem Abzugsstift 74 und der Raste
110 wirken. In diesem Fall wäre eine ziemlich große
Kraft für das Drehen des Abzugsstifts und das Auslösen
des Schutzschalters 10 erforderlich, wodurch dessen An
sprechempfindlichkeit herabgesetzt werden würde.
Obgleich vorstehend angegeben wurde, daß zweite, dritte
und fünfte Schwenkachse im wesentlichen längs einer
geraden Linie liegen, die zwischen zweiter und fünfter
Achse verläuft, ist es eine auf diesem Fachgebiet an
sich bekannte Tatsache, daß dann, wenn zweite, dritte
und vierte Achse genau miteinander fluchten, die über
den Kontaktarm 80 auf den Gelenk- oder Kippmechanismus
wirkende Federvorbelastungskraft das Kippgelenk beim
Auslösen des Schutzschalters nicht zusammenklappen
läßt. Aus diesem Grund muß die dritte Schwenkachse am
Niet 70 einen geringfügigen Versatz gegenüber einer
zwischen der zweiten Achse am Niet 78 und der vierten
Achse am Niet 66 verlaufenden Linie besitzen. Dieser
Versatz ist sehr klein und nur so groß, daß das Zu
sammenklappen des Gelenk- oder Kippmechanismus sicher
gestellt ist. Eine weitgehende Ausrichtung zwischen
zweiter bis vierter Achse gewährleistet eine Verringe
rung der zwischen dem Abzugsstift 74 und der Raste 110
wirkenden Kräfte sowie eine Verbesserung der Ansprech
empfindlichkeit des Schutzschalters.
Außerdem ist es notwendig, die vierte Achse am Niet
66 geringfügig gegenüber einer Linie zwischen zweiter
und fünfter Achse zu versetzen, um damit sicherzu
stellen, daß der Griff 26 und somit der Schutzschal
termechanismus insgesamt unter dem Einfluß der Feder
81 in seiner einmal eingenommenen, in Fig. 1 darge
stellten Schließstellung verbleibt. Dieser Versatz ist
wiederum auf das zur Gewährleistung von Stabilität
des Schutzschalters 10 in der Schließstellung erforder
liche Mindestmaß begrenzt. Es kann somit gesagt wer
den, daß zweite bis fünfte Achse sämtlich im wesent
lichen miteinander fluchten.
Wenn der im Betrieb durch den Schutzschalter 10 fließende
Strom einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt,
reicht die Stärke des von der Spule 36 erzeugten Magnet
felds aus, den Anker 46 gegen das Polstück 44 anzu
ziehen. Wenn sich der Anker 46 um den Stift 48 ver
schwenkt, berührt der Schenkel 50 die Abzugs-Anschlag
stange 76 unter Verdrehung des Abzugsstifts 74 ent
gegen dem Uhrzeigersinn. Aufgrund seiner Drehung tritt
der Abzugsstift 74 aus der Raste 110 des Kurvenlenkers
68 aus. Beim Fehlen der durch den Abzugsstift 74 aus
geübten Hemmkraft kann der aus den Lenkern 68 und 72
bestehende Gelenk- oder Kippmechanismus ungehindert
zusammenklappen, so daß sich der Kontaktarm 80 unter
dem Einfluß der Feder 81 entgegen dem Uhrzeigersinn
verschwenken kann. Hierdurch trennen sich die Kontakt
teile 82 und 84 voneinander, so daß der Stromkreis
über den Schutzschalter 10 unterbrochen wird.
Der Stromkreis kann auch von Hand unterbrochen werden.
Wenn der Griff 26 um seine Schwenkachse am Stift 60
entgegen dem Uhrzeigersinn umgelengt wird, führt der
den Kurvenlenker 68 am Griff 26 halternde Niet 66 eine
Kreisbahnbewegung um den Stift 60 ent
gegen dem Uhrzeigersinn durch. Der Abzugsstift 74 ver
bleibt in Eingriff mit der Raste 110, und die Lenker
68 und 72 verbleiben in ihrer Lage verriegelt (vgl.
Fig. 1 und 7A). Wenn der Niet 66 einen um die Achse
des Stifts 60 zentrierten Kreisbogen durchläuft, wer
den die Lenker 68 und 72 gemäß Fig. 7A angehoben und
verdreht. Der den Gehäuselenker 72 mit dem Kontaktarm
80 verbindende Niet 78 bewegt sich aufwärts und durch
läuft einen um die Achse des Stifts 83 zentrierten
Kreisbogen. Dies bewirkt eine Bewegung des Kontakt
arms 80, durch welche die Kontaktteile 82 und 84 von
einander getrennt werden und der Stromkreis durch den
Schutzschalter unterbrochen wird.
Besonders vorteilhafte Wirkungen werden durch einen
Schutzschalter gewährleistet, wenn die speziellen,
vorstehend beschriebenen Beziehungen zwischen den ver
schiedenen betrieblichen Bauteilen des Schutzschalters
eingehalten werden. Wie eingangs erläutert, muß für
eine vorgegebene Nennstromstärke bei einem Schutz
schalter eine Mindestspaltgröße (Luftspalt) aufrecht
erhalten werden. Mit größerer Nennstromstärke muß auch
dieser Spalt vergrößert werden. Im Gegensatz zu bis
herigen Schutzschaltern ist es jedoch nicht nötig,
die Gesamtgröße zu vergrößeren, um den Luftspalt zwi
schen den elektrischen Kontaktteilen in der Offen
stellung des Schutzschalters zu vergrößern. Die spe
ziellen, oben angegebenen und nachstehend erläuterten
Beziehungen gewährleisten einen größtmöglichen Luft
spalt zwischen den geöffneten Schutzschalterkontakt
teilen innerhalb vorgegebener Dimensions- oder Maß
grenzen sowohl im von Hand geöffneten als auch im
automatisch ausgelösten Betriebszustand. Infolgedessen
lassen sich Schutzschalter vergleichsweise kleiner
Gesamtabmessungen zur Verwendung bei vergleichsweise
hohen Stromstärken und in einem weiten Bereich von
Nennstromstärken herstellen. Weiterhin gewährleisten
die bevorzugten räumlichen Beziehungen zwischen den
Bauteilen das besonders vorteil
hafte Ergebnis, daß Kontaktarme verschiedener Ab
messungen und Nennstromgrößen gegeneinander ausge
tauscht werden und dennoch mit demselben Gelenk- oder
Kippmechanismus einwandfrei funktionieren können.
Zur Erzielung besonders vorteil
hafter Ergebnisse werden die oben angegebenen Maße oder Ab
messungen D₁-D₇ in einer bestimmten Beziehung zuein
ander gehalten. Der Griff 26, der Kurvenlenker 68,
der Gehäuselenker 72 und der Kontaktarm 80 sind sämt
lich so ausgebildet, daß die gewünschten Beziehungen
eingehalten werden.
Die Fig. 7A und 7B veranschaulichen den
Schutzschalter 10 im von Hand oder normal ausge
lösten Offenzustand bzw. im nicht ausgelösten Zustand.
Wenn der Schutzschalter 10 normal ausgelöst oder von Hand
geöffnet wird, wird der Griff 26 gemäß Fig. 7A um die
Schwenkachse am Stift 60 entgegen dem Uhrzeigersinn
verschwenkt. Wenn sich der Griff in dieser entgegen
dem Uhrzeigersinn verschwenkten Stellung befindet,
besteht zwischen den Kontaktteilen 82 und 84 ein Luft
spalt G₁. Fig. 7B veranschaulicht den
Schutzschalter 10 im nicht ausgelösten Zustand
(d. h. mit zwangsweise in der Schließstellung gehaltenem
Griff). Wenn der Schutzschalter 10 ausgelöst wird, trennen
sich die Kontaktteile 82 und 84 über eine durch den
Luftspalt G₂ definierte Strecke. Die Luftspalte G₁
und G₂ sind bei einem Schutzschalter 10 vorgegebener Ab
messungen maximiert, wenn die Maße D₁, D₂, D₃, D₄, D₅,
D₆ und D₇ die folgenden Beziehungen zueinander be
sitzen:
D₃ : D₁ < D₄ : D₁ < D₂ : D₁;
D₇ : D₁ < D₆ : D₁ < D₃ : D₁ < D₄ : D₁ < D₂ : D₁ < D₅ : D₁ und
D₇ : D₅ < D₆ : D₅.
D₇ : D₁ < D₆ : D₁ < D₃ : D₁ < D₄ : D₁ < D₂ : D₁ < D₅ : D₁ und
D₇ : D₅ < D₆ : D₅.
Wenn die vorstehend angegebene Beziehung zwischen den
Maßen oder Abständen D₁-D₇ eingehalten ist, ist die
Luftspaltgröße G₁ maximiert, und zwar nicht nur in
bezug auf die Gesamtabmessungen des Schutzschalters 10,
sondern auch in bezug auf die Größe des Bewegungswegs
des Griffs 26. Im Vergleich zu bekannten Schutzschal
tern vergleichbarer Gesamtabmessungen ist der Luft
spalt G₁ wesentlich vergrößert, während der Bereich
der bogenförmigen Bewegung des Griffs 26 auf etwa
31-32° verkleinert ist; dieser Weg ist erheblich
kleiner als der für bekannte Vorrichtungen dieser Art
charakteristische Griffausschlag. Es wird
somit ein sehr schnell wirkender,
manuell auslösbarer Schutzschalter geschaffen, bei dem eine
größere Luftspaltlänge mit einer kleineren Ausschlag
bewegung der Hand-Steuereinrichtung erreicht wird.
Der Schutzschalter ist sowohl in der
von Hand zu öffnenden als auch in der automatisch aus
gelösten Betriebsart für gleich weite Bereiche von
Nennstromstärken einsetzbar.
Gemäß einem Beispiel kann der Schutzschalter
Teile mit den folgenden Abmessungen aufwei
sen: D₁=7,62 mm, D₂=10,92 mm, D₃=8,38 mm, D₄=
8,64 mm, D₅=27,76 mm, D₆=6,1 mm und D₇=3,2 mm.
Bei diesem Beispiel gilt:
D₂ : D₁ entspricht praktisch 1,43 : 1,00
D₃ : D₁ entspricht praktisch 1,10 : 1,00
D₄ : D₁ entspricht praktisch 1,13 : 1,00
D₅ : D₁ entspricht praktisch 3,64 : 1,00
D₆ : D₁ entspricht praktisch 0,80 : 1,00
D₇ : D₁ entspricht praktisch 0,42 : 1,00
D₆ : D₅ entspricht praktisch 0,22 : 1,00
D₇ : D₅ entspricht praktisch 0,12 : 1,00.
D₃ : D₁ entspricht praktisch 1,10 : 1,00
D₄ : D₁ entspricht praktisch 1,13 : 1,00
D₅ : D₁ entspricht praktisch 3,64 : 1,00
D₆ : D₁ entspricht praktisch 0,80 : 1,00
D₇ : D₁ entspricht praktisch 0,42 : 1,00
D₆ : D₅ entspricht praktisch 0,22 : 1,00
D₇ : D₅ entspricht praktisch 0,12 : 1,00.
Die Luftspalte G₁ und G₂ sind daher auf praktisch
13,48 mm maximiert. Diese Größe reicht aus,
um den industriellen Sicherheitsvorschriften, wie der
Deutschen VDE-Vorschrift und den vorgeschlagenen IEC-
Sicherheitsnormen, zu genügen, die nur einen 3 mm
großen Luftspalt zwischen den Kontaktteilen in der
AUS- oder Offenstellung verlangen. Die Erfindung er
füllt diese Vorschriften mit einem Schutzschalter
kleinstmöglicher Abmessungen und ermöglicht die Ver
wendung kleinerer Schutzschalter, um Vorschriften be
züglich eines Mindest-Luftspalts zu genügen.
Die erwähnten Sicherheitsvorschriften
verlangen auch einen Abstand von mindestens 8 mm
zwischen "stromführenden" (elektrisch
leitenden) Teilen und zugänglichen Teilen des Schutz
schalters. Als zugängliche Teile oder Abschnitte sind
die Bereiche des Schutzschalters definiert, die von
der Außenseite des Gehäuses her mit einer 2×4 mm
großen Sonde erreicht werden können. Der Abstand ist
als kürzester Abstand vom zugänglichen Abschnitt über
einen Zwischenraum oder über eine oder mehrere, zu
stromführenden Teilen führende Fläche gemessen. Es hat
sich allgemein als nötig erwiesen, bestimmte Ab
schnitte der Schutzschalter und/oder ihrer Gehäuse zu
vergrößern oder zu erweitern, um diesen Vorschriften
zu genügen. Der vorliegende Schutzschalter entspricht dagegen diesen
Anforderungen, ohne daß seine Gesamtabmessungen
vergrößert zu werden brauchen.
Der Schutzschalter umfaßt eine Hand-Betätigungs
einrichtung und Gehäuseteile, die im Zusammenwirken
miteinander gewundene oder abgewinkelte Strecken
festlegen und dabei eine größtmögliche Trennung zwi
schen zugänglichen Abschnitten und stromführenden Tei
len bei kleinstmöglicher Abmes
sungen herstellen. Der Griff 26 weist zu diesem Zweck
die anhand von Fig. 3A und 3B beschriebenen bogen
förmigen Stege 96 und die bogenförmigen Ausnehmungen
98 auf.
Fig. 8 veranschaulicht einen Teil von Griff 26 und Ge
häuse 14, 16 zur Verdeutlichung der Art
und Weise, auf welche diese Bauteile eine ausreichende
Trennung zwischen den Außenabschnitten des Schutz
schalters 10 und den stromführenden Teilen herstellen.
Der Griff 26 weist einen schmalen Mittelteil oder Abschnitt 144 (Fig. 8)
auf, der zwischen nach innen gezogenen Wandteilen 146
des Ansatzes 22 des Gehäuses 12 liegt. Der verengte
Mittelteil 144 erstreckt sich radial einwärts von einem
erweiterten Außenabschnitt 27 in Richtung auf das
Innere des Gehäuses 12 und endet an den Stegen 96. Die
Gehäusehälften 14 und 16 sind in mancher Beziehung
zueinander spiegelbildlich. Jede Gehäusehälfte ent
hält eine bogenförmige Ausnehmung 140 und einen bogen
förmigen Steg 142. Die Kreisbögen der Ausnehmungen 140
und der Stege 142 sind um die Achse des Stifts 60 für
die schwenkbare Lagerung des Griffs 26 zentriert. Aus
nehmung 140 und Steg 142 bilden einen nicht-ebenen
Oberflächenteil jeder Gehäusehälfte 14 und 16, welcher
den durch die Stege 96 und die Ausnehmungen 98 gebil
deten nicht-ebenen Flächenteilen des Griffs 26 kom
plementär ist. Die Basis 148 des schmäleren oder ver
engten Mittelteils 144 ist von der Außenseite des
Schutzschalters 10 her zumindest potentiell zugänglich.
Der kürzeste Abstand von der Basis 148 zu einem strom
führenden Teil im Inneren des Gehäuses liegt längs
einer gewundenen Strecke oder eines gewundenen bzw. ab
gewinkelten Luftspalts 150, der an einer Stelle 152
im Innenbereich des Schutzschalters 10 mündet. Die ge
wundene Strecke über den Luftspalt 150 ist wesentlich
größer als der geradlinige Abstand von der Stelle 148
zum Inneren des Gehäuses. Bei einer auf die darge
stellte Weise und mit den Proportionen gemäß Fig. 3A,
3B und 8 ausgebildeten Vorrichtungen beträgt die Strecke
vom Punkt 148 über den Luftspalt 150 zum Punkt 152 etwa
8,5 mm, während der lotrechte Abstand zwi
schen den Punkten 148 und 152 nur etwa 3,5 mm
beträgt.
Die Kreisbogenform der Stege und Ausnehmungen 96, 98,
114 und 142 läßt die normale Schwenkbewegung des Griffs
26 zu. Jedoch kann
die Bewegung zwischen Offen- und
Schließstellung auch geradlinig erfolgen.
Der Schutzschalter kann auch in mehr
poliger Anordnung eingesetzt werden. Wie beispiels
weise aus den vorher erwähnten US-PSen 34 44 488 und
37 86 380 hervorgeht, können mehrpolige Schutzschal
ter eine Anzahl von einpoligen Schutzschaltern um
fassen, die nebeneinander angeordnet und betrieblich
oder wirkungsmäßig miteinander verbunden sind. Der
vorliegende Schutzschalter enthält Mittel, die
ihn für die Verwendung in mehrpoliger Anordnung ge
eignet machen, wobei gleichzeitig die eingangs ge
schilderten Mängel der bisherigen mehrpoligen Schutz
schalter vermieden und die industriellen Sicherheits
anforderungen erfüllt werden.
Die Fig. 9A und 9B veranschaulichen eine bevorzugte
Ausführungsform eines Gehäuses, das
speziell für eine mehrpolige Ausgestaltung zweckmäßig
ist. Die mehrpolige Anordnung erfordert, daß ein oder
mehrere Verbindungslenker oder -gestänge die benach
barten Gehäusewände der verschiedenen einpoligen Ein
heiten durchsetzen. Um den industriellen Sicherheits
vorschriften zu genügen, muß ein Mindest-
Luftspalt von 8 mm zwischen der Außenseite des Gehäuses
an der Seitenöffnung und dem nächstgelegenen strom
führenden Teil im Inneren des Gehäuses vorhanden sein.
Die in Fig. 9A und 9B dargestellte Ausführungsform
verkörpert eine neuartige Konstruktion, welche diese
Anforderung erfüllt.
Dargestellt ist nur eine Gehäusehälfte; die andere Ge
häusehälfte ist - mit den nachstehend angegebenen
Unterschieden - praktisch gleich bzw. komplementär
ausgebildet. Vom Gehäuse 12 ragt der Ansatz 22 nach
oben. Ein Wandteil 146 bildet die Innenwand des An
satzes 22 und begrenzt zusammen mit dem entsprechenden
Wandteil der gegenüberliegenden Gehäusehälfte den
Griff 26. Eine bogenförmige Ausnehmung 140 und ein
bogenförmiger Steg 150 nehmen den bogenförmigen Steg
96 bzw. die bogenförmige Ausnehmung 96 auf, die vorher
im einzelnen erläutert worden sind. Eine abgestufte
bogenförmige Ausnehmung 143 führt zu einer Ausnehmung
188, die von einem hochgezogenen Flächenabschnitt 185
an der Innenwand des Gehäuses 12 umgeben ist und von
dieser nach innen verläuft und zur Aufnahme des einen
Endes des Stiftes 60 dient. In der Seitenwand
des Gehäuses 12 ist eine bogenförmige Öffnung (Lang
loch) 182 vorgesehen. Ein Verbindungselement erstreckt
sich durch benachbarte Öffnungen 182 zwecks Verbindung
der Schutzschaltermechanismen benachbarter Polein
heiten. Das Verbindungselement wird nachstehend noch
näher erläutert werden.
Der Ge
häuse-Innenwandabschnitt ist im Bereich der Öffnung 182
relativ zum restlichen Wandabschnitt 50 ausgebildet, daß
die unmittelbarste Entfernung zwi
schen der Außenseite des Schutzschalters und dem
nächstgelegenen stromführenden Teil gleich groß oder
größer als der erforderliche Mindesabstand von 8 mm.
Insbesondere erstreckt sich ein Wandsegment 187 von
der Hauptinnenfläche 189 nach außen. Die durch dieses
nach außen ragende Wandsegment gebildete Funkenstrecke
ist wesentlich größer als eine beim Fehlen dieses
Segments 187 vorliegende Funkenstrecke.
Eine abgewandelte Anordnung, die anstelle eines einge
bauten Innenwandsegments ein außenseitig montiertes
Abschirmelement verwendet, ist in den Fig. 10A und 10B
dargestellt. Die Fig. 10A und 10B zeigen eine "rechte"
Gehäusehälfte. Eine "linke" Gehäusehälfte besitzt eine
der dargestellten Gehäusehälfte praktisch spiegelbild
lich gleiche Form. Bei dieser Ausführungsform weist
das Gehäuse einen einen Ansatz 22′ bildenden Abschnitt,
einen Innenflächenabschnitt 146′, eine bogenförmige
Ausnehmung 140′ und einen bogenförmigen Steg 142′ auf,
die sämtlich den ähnlich bezeichneten Bauteilen oder
Abschnitten gemäß Fig. 9A und 9B entsprechen. Zusätz
lich ist im Gehäuse eine bogenförmige Ausnehmung (Lang
loch) 182′ vorgesehen, durch die sich ein dem Griff
mechanismus eines Pols zugeordnetes Verbindungselement
über benachbarte oder nebeneinander befindliche Gehäuse
wände zu einem benachbarten Pol erstrecken kann. Die
bogenförmige Gestalt der Öffnung 182′ erlaubt die noch
zu beschreibende bogenförmige Bewegung des Verbindungs
elements. Eine in der Innenfläche des Gehäuses ausge
bildete Ausnehmung 188′ nimmt das eine Ende des
Stiftes 60 (vgl. Fig. 2) auf.
Als Element der zu beschreibenden abgewandelten Aus
führungsform kann in der Außenwand des
Gehäuses um die Öffnung 182′ herum eine Ausnehmung 202
ausgebildet sein. Im Bereich der Öffnung 182′ steht
von der Wand ein Stift oder Zapfen 196 ab. Obgleich
die gegenüberstehende Gehäusehälfte (nicht dargestellt)
eine der Form gemäß Fig. 10A und 10B im wesentlichen
spiegelbildliche Form besitzt und bei dieser abge
wandelten Ausführungsform ebenfalls eine Ausnehmung
202 aufweist, ist darauf hinzuweisen, daß diese andere
Gehäusehälfte den Zapfen 196 nicht aufzuweisen braucht.
Das Gehäuse weist weiterhin eine Öffnung 174′ auf,
über welche zusätzliche Verbindungselemente zwischen
benachbarten Polen geführt werden können.
Die Fig. 11A und 11B veranschaulichen eine zweite Aus
gestaltung des Gehäuses bei der abgewandelten Aus
führungsform. Diese Ausführungsform ähnelt
derjenigen nach Fig. 10A und 10B, nur mit dem Unter
schied, daß sie für die Verwendung bei einem Schutz
schalterpol mit einem Grifflenker vorgesehen ist (vgl.
Fig. 15A und 15B sowie die zugehörige Beschreibung).
Die den Teilen von Fig. 10A und 10B entsprechenden
Teile gemäß Fig. 11A und 11B sind mit gleichen bzw.
ähnlichen Bezugsziffern wie vorher bezeichnet. Der
Ansatz 22′, die Ausnehmung 140′ und der Steg 142′ sind
bei dieser Ausgestaltung des Gehäuses überflüssig,
weil dabei weder ein aus dem Gehäuse herausragender
Griffabschnitt vorhanden noch ein Zugang zum Inneren
des Gehäuses in diesem Bereich möglich ist.
Die Fig. 12A und 12B veranschaulichen eine Abschirmung
oder Abdeckeinrichtung 190, die in den durch die Aus
nehmungen 202 in benachbarten oder nebeneinander be
findlichen Pol-Gehäuses bei einem mehrpoligen Schutz
schalter gemäß der abgewandelten Ausführungsform
festgelegten Raum einsetzbar ist. Fig. 12A veranschaulicht
die Lage der Abschirmung 190 und eines Verbindungs
elements 180 für den Fall, daß sich der Schutzschalter
in der Schließstellung befindet. Fig. 12B veranschau
licht dieselben Bauteile in der Offenstellung des
Schutzschalters. Die gestrichelte Linie 34 gibt die
Lage des Rahmens 34 im Gehäuse an.
Die Abschirmung 190 weist ebenfalls einen bogenförmigen
Schlitz (Langloch) 198 auf, dessen Radiusmittelpunkt
praktisch mit dem Zentrum der Öffnung 182
koinzidiert. Der bogenförmige Schlitz 198 besitzt
eine solche Weite, daß er vom Verbindungselement bzw.
Fortsatz 180 durchsetzbar ist. Der Schlitz 198 in der
Abschirmung 190 und der im Gehäuse ausgebildete Schlitz
182 bilden gemeinsam eine gewundene Strecke. Gemeinsam
dienen sie zur Aufrechterhaltung einer ausreichend
wirksamen Trennstrecke zwischen den leitenden oder
stromführenden Teilen benachbarter Poleinheiten, um
industriellen Sicherheitsvorschriften zu genügen.
Die Fig. 13A und 13B zeigen einen verbesserten Aus
lösehebel 154; in Fig. 14 ist der
Auslösehebel in einen Schutzschalter eingebaut darge
stellt. Der Auslösehebel 154 umfaßt einen ersten
Schenkel 156 und einen zweiten Schenkel 158. Ein Ver
bindungsstück 160 verbindet die Schenkel 156 und 158
an ihrem einen Ende. Ein am anderen Ende des ersten
Schenkels 156 vorgesehener Flansch 162 ist mit einem
erweiterten Ende 79 des Niets 78 (vgl. Fig. 2 und 14)
zur Verbindung des Gehäuselenkers 72 mit dem beweg
baren Kontaktarm 80 in Eingriff bring
bar. Ein am anderen Ende des zweiten Schenkels 158
ausgebildeter Flansch 164 vermag gegen die Abzugs-An
schlagstange 76 anzuschlagen. Das Verbindungsstück
160 ist mit einer sich verjüngenden bzw. konischen
Bohrung 166 versehen, die in Fig. 13A teilweise im
Schnitt dargestellt ist. Der Innendurchmesser der
Bohrung 166 verkleinert sich in Richtung auf ihr Innen
ende. Ein komplementär ausgebildeter Fortsatz 168
steht vom Verbindungsstück 160 nach außen ab. Der
Durchmesser des Fortsatzes 168 verkleinert sich in
Richtung auf sein Außenende. Die Bohrung 166 und der
Fortsatz 168 besitzen jeweils eine ähnliche Konizität,
so daß ein Fortsatz 168 eines Auslösehebels ohne wei
teres, jedoch mit sicherem Sitz in eine Bohrung 166
eines ähnlichen, anschließenden Auslösehebels unter
Herstellung eines Kraftschlusses mit diesem einsetz
bar ist. Die Schenkel 156 und 158 weisen zwei mitein
ander fluchtende Bohrungen 170 bzw. 172 für die schwenk
bare Lagerung des Auslösehebels 154 auf dem Stift 48
im Rahmen 34 auf (vgl. Fig. 14). Zwei im Schenkel 158
vorgesehene Ausnehmungen 173 und 175 dienen zur Auf
nahme einer nicht dargestellten Feder, welche den Aus
lösehebel 154 gemäß Fig. 14 im Uhrzeigersinn vorbe
lastet. Das Schutzschaltergehäuse weist Öffnungen 174
(vgl. Fig. 9B, 10B, 11B) auf, durch die ein Fortsatz
168 einer Schutzschalter-Poleinheit aus deren Gehäuse
herausragen und sich in das Gehäuse einer anschließen
den Schutzschalter-Poleinheit erstrecken kann. Der
Fortsatz 168 der letzten Poleinheit wird einfach ab
geschnitten, so daß er nicht aus der Anordnung heraus
ragt.
Bei dieser Anordnung sind die Auslösehebel 154 benach
barter Poleinheiten mittels der Fortsätze 168 und der
Bohrungen 166 miteinander verbindbar bzw. zusammensteck
bar. Bei einwandfreier Verbindung paßt die Außen
fläche eines konischen Fortsatzes 168 spielfrei und
sicher mit der ähnlich ausgebildeten konischen Innen
fläche einer anschließenden Bohrung 166 zusammen. Die
fest zusammengefügten Auslösehebel verschwenken sich
daher sämtlich im wesentlichen gleichzeitig, was eine
Verbesserung gegenüber den bekannten Vorrichtungen
darstellt, bei denen aufgrund von Fertigungstoleranzen
ein Spiel in der Verbindungseinrichtung hervorgerufen
wird. Dieses Spiel resultierte bisher in sich summierenden
Auslöseverzögerungen von Poleinheit zu Poleinheit.
Wenn eine der Poleinheiten des mehrpoligen Schutz
schalters durch einen Überstrom
in die Offenstellung ausgelöst wird, schlägt aufgrund
der Aufwärtsbewegung des Kontaktarms 80 das erweiterte
Ende 79 des Niets 78 (Fig. 14) gegen den Flansch 162
des Schenkels 156 an. Infolgedessen verschwenkt sich
der Auslösehebel der ausgelösten Poleinheit um den
Stift 48 entgegen dem Uhrzeigersinn (gemäß Fig. 14).
Die durch die verbesserte Verbindungseinrichtung 166,
168 miteinander gekoppelten anderen
Auslösehebel verdrehen sich auf ähnliche Weise und
praktisch gleichzeitig. Der Flansch 164 jedes Aus
lösehebels schlägt dabei gegen die betreffende Abzugs
Anschlagstange 76 der jeweils anderen, noch geschlos
senen Schutzschalter-Poleinheit an. Hierdurch werden
die einzelnen Poleinheiten des Mehrpol-Schutzschalters
in die Offenstellung ausgelöst.
Der Auslösehebel stelle eine wesentliche Verbes
serung gegenüber ähnlichen, bekannten Vorrichtungen dar. Wie
erwähnt, gewährleisten zum einen die konischen Bohrungen
166 und die konischen Fortsätze 168 eine weitgehende
Ausfluchtung und eine gleichzeitige Bewegung aller
Auslösehebel, die sämtlichen Poleinheiten des Mehrpol-
Schutzschalters zugeordnet sind. Das Ergebnis ist ein
im wesentlichen gleichzeitiges Auslösen aller Polein
heiten. Sobald das Nietende 79 am Flansch 162 eines
Auslösehebels anstößt, wird weiterhin die allen Aus
lösehebeln erteilte Bewegung unmittelbar auf die Ab
zugsstift-Auslöseeinrichtung jeder anderen Poleinheit
übertragen. Infolgedessen entfällt die komplexe und
langwierige Folge der mechanischen Bewegung bei den
bekannten Vorrichtungen, und die Zeitverzögerung zwi
schen dem anfänglichen Auslösen einer Poleinheit und
dem Auslösen oder Öffnen aller anderen Poleinheiten
wird beträchtlich verkürzt.
Der Schutzschalter weist darüber
hinaus eine verbesserte manuelle oder Hand-Schaltan
ordnung auf, die im folgenden anhand der Fig. 3A, 3B,
15A und 15B beschrieben ist.
Der Griff 26 (Fig. 3A und 3B) weist zwei entgegenge
setzt gerichtete seitliche Vorsprünge 100 auf, in
denen Bohrungen 102 vorgesehen sind. Ebenso wie die
Bohrungen 166 des Auslösehebels 154, sind diese Boh
rungen mit einem sich nach innen hin verkleinernden
Innendurchmesser konisch ausgebildet.
Die Fig. 15A und 15B veranschaulichen einen Griff
lenker 176. Dieser Grifflenker
176 ist wirkungsmäßig dem Griff 26 ähnlich, enthält
jedoch keinen Abschnitt, z. B. den Griffabschnitt 27,
der sich aus dem Gehäuse heraus erstreckt und die
manuelle Betätigung der Schutzschalter-Poleinheit er
laubt, welcher der Grifflenker 176 zugeordnet ist.
Die Bewegung des Grifflenkers 176 resultiert aus einer
Bewegung eines Griffs 26 einer zugeordneten, mit ihm
gekoppelten Poleinheit.
Der Grifflenker 176 wird anstelle des Griffs 26 bei
Einzelgriff-Mehrpolanordnungen
verwendet. Der Grifflenker 176 weist in einer Nabe
91′ eine Bohrung 90′ (entsprechend den ähnlich be
zeichneten Teilen des Griffs 26) für seine schwenk
bare Lagerung auf dem Stift 60 der zugeordneten Pol
einheit auf. In Lappen 62′ und 64′ sind Bohrungen 92′
bzw. 94′ vorgesehen. Ein Niet 66 durchsetzt die Boh
rungen 92′ und 94′ zwecks Verbindung des Grifflenkers
176 mit dem Kurvenlenker 68.
Von gegenüberliegenden Seiten des Grifflenkers 176
stehen zwei seitliche Vorsprünge 178 a, 178 b ab, die
von der Bohrung 90′ in einem Radialabstand angeordnet
sind, welcher dem radialen Abstand zwischen den Zentren
der Bohrung 102 und der Öffnung 90 des Griffs 26 ent
spricht. Ein konischer Fortsatz 180 geht von dem
einen seitlichen Vorsprung 178 a nach außen ab. Das
Gehäuse ist mit einer bogenförmigen
Öffnung 182 versehen, durch welche jeder Fortsatz 180
in das Gehäuse einer benachbarten Poleinheit einführ
bar ist.
Wenn die Poleinheiten des Mehrpol-Schutzschalters neben
einander angeordnet sind, sitzt ein Fortsatz 180 einer
Schutzschalter-Poleinheit mit festem Reibsitz (Kraft
schluß) in der Bohrung 102 der den Griff 26 aufweisen
den Poleinheit. Wenn somit der Griff 26 um seine Achse
verschwenkt wird, werden auch alle mit ihm gekoppelten
Grifflenker verschwenkt, so daß alle Poleinheiten
praktisch gleichzeitig geöffnet oder geschlossen wer
den. Der genaue Sitz der Fortsätze 180 in den Bohrungen
102 auf dieselbe Weise, wie vorher in Verbindung mit
den Bohrungen 166 und den Fortsätzen 168 beschrieben,
gewährleistet eine im wesentliche gleichzeitige Be
wegung aller Unterbrecher und eine beträchtliche Ver
kürzung der Zeitverzögerung zwischen dem Öffnen oder
Schließen der einzelnen Unterbrecher- oder Schutz
schalter-Poleinheiten, wie sie bei den bekannten Mehr
pol-Schutzschaltern auftritt.
Zur Vermeidung nachteiliger Verzugszeiten bei der
manuellen Betätigung von Mehrpol-Schutzschalterein
heiten kann es nötig sein, die Zahl der Unterbrecher-
oder Schutzschalter-Poleinheiten, die zu einer mehr
poligen Anordnung zusammengesetzt sind, zu begrenzen.
Obgleich zwei Unterbrecher unter Kopplung ihrer je
weiligen Griffmechanismen mit einer einzigen Umschalt
bewegung im wesentlichen gleichzeitig angesteuert wer
den können, kann auch durch Verwendung der
Grifflenkermechanismus nicht jegliche Ver
zögerung in der Unterbrecherbetätigung beseitigt wer
den, wenn mehr als vier Einheiten zu einer mehrpoligen
Schutzschalteranordnung zusammengesetzt sind. Bei
einer mehrpoligen Anordnung mit vier
Unterbrechern oder Schutzschaltern werden daher die
beiden mittleren Schutzschalter-Poleinheiten mittels
außenseitig verbundener Kipphebel oder Griffe 26 be
tätigt, wobei die beiden äußeren Schutzschalter oder
Unterbrecher mit den inneren Einheiten über die be
schriebenen Grifflenker 176 und ihre jeweiligen ko
nischen Abschnitte 180 verbunden sind.
Fig. 16 veranschaulicht nebeneinander befindliche oder
benachbarte Poleinheiten eines Mehrpol-Schutzschalters
sowie die Art und Weise, auf wel
che der Griff, der Grifflenker und die Auslösehebel
diese Einheiten miteinander gekoppelt sind. Fig. 16
veranschaulicht auch die Art und Weise, auf welche die
Abschirmungen 190 bei der abgewandelten Ausführungs
form verwendet werden. Eine Poleinheit enthält den
mittels der Nabe 91 schwenkbar gelagerten Griff 26.
Die konische Bohrung 102 des seitlichen Vorsprungs 100
des Griffs 26 nimmt den konischen Fortsatz 180 des
Grifflenkers 176 auf, der seinerseits auf der Nabe 91′
schwenkbar gelagert ist. Der konische Fortsatz 168 des
Verbindungsstücks 160 eines ersten Auslösehebels 154
sitzt in einer konischen Bohrung 166′ eines anderen,
der anderen Poleinheit zugeordneten Auslösehebels 154′.
Die Fortsätze 180 und 168 erstrecken sich dabei durch
Öffnungen 182 bzw. 174 der benachbarten Wände der Pol
einheiten. Bei der abgewandelten oder alternativen
Ausführungsform bilden die Ausnehmungen 202 in den
zusammenstoßenden Wänden gemeinsam einen Raum 204 zur
Aufnahme der Abschirmung 190.
Wenn der Schutzschalter von Hand in die Offenstellung
(AUS) umgeschaltet wird, bewegt sich der Fortsatz 180
entgegen dem Uhrzeigersinn um die mit der Achse des
Stifts 196 koinzidierende Achse seines Schwenklagers
60 in die in Fig. 12A eingezeichnete Stellung. Sobald
der Fortsatz 180 die volle Länge des bogenförmigen
Schlitzes 198 durchlaufen hat, wird durch die Berührung
mit seinem Endabschnitt 199 die Abschirmung 190 im Uhr
zeigersinn in die Stellung gemäß Fig. 12B verdreht.
Die einander benachbarte Poleinheiten mechanisch mitein
ander koppelnden Fortsätze 168 und 180 bestehen aus
einem nicht-leitfähigen Werkstoff, so daß die benach
barten Poleinheiten elektrisch gegeneinander isoliert
sind. Typischerweise bestehen der Grifflenker 176 und
der Griff 26 als Ganzes aus Formstücken aus einem
nicht-leitfähigen Kunststoff. Der Auslösehebel 154 ist
ebenfalls ein Formstück aus nicht-leitfähigem Kunst
stoff. Zur Begrenzung der Gesamtabmessungen der einzel
nen Poleinheiten und somit des gesamten Mehrpol-Schutz
schalters wird die Abschirmung 190 bei der abgewandel
ten oder alternativen Ausführungsform benutzt, um eine
ausreichende Trennung zwischen den elektrisch leiten
den Teilen benachbarter Poleinheiten aufrechtzuerhal
ten, so daß diese näher aneinander angeordnet werden
können, als dies anderenfalls möglich wäre.
Der Rahmen 34 stellt somit das elektrisch leitende
Element jeder Poleinheit dar, das im Bereich der
Öffnung oder Bohrung 182 der Wand der Poleinheit am
nächsten benachbart ist. Der Abstand zwischen Rahmen
teilen benachbarter Poleinheiten über die Bohrungen
182 ist die kürzeste Strecke zwischen elektrisch lei
tenden Teilen benachbarter Poleinheiten. Aus Sicher
heitsgründen muß dieser Abstand so groß sein, daß ein
Lichtbogen zwischen benachbarten Poleinheiten ver
hindert wird. Die vorher mehrfach erwähnten VDE- und
IEC-Vorschriften verlangen einen Abstand von mindestens
8 mm zwischen leitenden bzw. stromführenden Abschnitten
benachbarter Schutzschalter-Poleinheiten. Bei der be
vorzugten Ausführungsform gewährleisten
die gewundene Strecke des Gehäuses und dessen Dicke
um die Öffnung oder Bohrung 182 herum den erforder
lichen Abstand zwischen den stromführenden Elementen
benachbarter Poleinheiten. Bei der abgewandelten Aus
führungsform hält die Abschirmung 190 den erforder
lichen Abstand zwischen miteinander verbundenen Unter
brechern bzw. Poleinheiten bei Schutzschaltern mit
kleinstmöglichen Gesamtabmessungen aufrecht.
Bei der abgewandelten oder alternativen Ausführungs
form ist beim Fehlen der Abschirmung 190, wenn sich
der Fortsatz 180 in der Lage gemäß Fig. 12B befindet,
der effektive Abstand zwischen den Rahmen 34 benach
barter Poleinheiten eine geradlinige Strecke zwischen
den Rahmen zuzüglich des doppelten Abstands L, wobei
"L" dem Abstand zwischen den einander am nächsten be
nachbarten Kanten von Rahmen 34 und Bohrung 182′ be
deutet. Die Abschirmung 190 vergrößert den effektiven
Gesamtabstand zwischen benachbarten Rahmen durch Ver
größerung des Abstands zwischen der Kante des Rahmens
34 und der Gehäuseöffnung. Gemäß Fig. 12B entspricht
"L" dem Abstand zwischen der Kante der Gehäuseöffnung
182′ und der Abschirmungs-Öffnung 198, wenn sich der
Unterbrecher oder Schutzschalter in der Offenstellung
befindet. Wenn Fortsatz 180 und Abschirmung 190 die
Stellungen gemäß Fig. 12B einnehmen, ist die effektive
Entfernung zwischen benachbarten Rahmen 34 der gerad
linige Abstand zwischen ihnen zuzüglich des doppelten
Abstands (L+L′), wobei (L+L′) den Abstand zwischen
den am nächsten benachbarten Kanten von Rahmen 34 und
bogenförmigem Schlitz 198 bedeutet. Die Abschirmung
190 vergrößert somit den effektiven Abstand zwischen
den Rahmen 34 benachbarter Poleinheiten um eine Größe
entsprechend 2L′. Dieser vergrößerte Abstand ermög
licht die Aufrechterhaltung einer zweckmäßigen Trennung
zwischen benachbarten Rahmen in Schutzschaltern mit
kleineren Abmessungen, als sie bisher realisierbar
waren.
Obgleich gemäß vorstehender Beschreibung die Rahmen
34 die am dichtesten nebeneinander befindlichen leit
fähigen oder stromführenden Elemente sind, ist dann,
wenn die spezielle Anordnung der Bauteile von der dar
gestellten Anordnung abweicht und andere leitfähige
Elemente näher an einer Öffnung, wie der Öffnung 182,
liegen, der kleinste Abstand zwischen benachbarten
derartigen anderen leitfähigen Elementen der ausschlag
gebende Faktor.
Claims (29)
1. Schutzschalter mit einem nicht-leitfähigen Gehäuse
(14, 16), einer Anzahl von im Gehäuse (14, 16) an
geordneten, elektrisch leitfähigen Elementen und
einem nicht-leitfähigen Griff (26) zur Betätigung
mindestens einiger der elektrisch leitfähigen Ele
mente, bei dem
- (a) der Griff (26) einen ersten, aus dem Gehäuse (14, 16) herausragenden Abschnitt (27), einen zweiten, im Gehäuse (14, 16) befindlichen Ab schnitt und einen den ersten und zweiten Abschnitt verbindenden Mittelteil (144) aufweist,
- (b) der Mittelteil (144) im Vergleich zu erstem und zweitem Griffabschnitt eine verkleinerte Breite besitzt,
- (c) der Griff (26) einen Steg (96) aufweist,
- (d) das Gehäuse (14, 16) einen Wandteil aufweist, der sich im Bereich des Griff-Mittelteils (144) seitlich einwärts zum Griff hin erstreckt, und
- (e) das Gehäuse (14, 16) eine den Steg (96) aufneh mende Ausnehmung (140) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
- (f) der Griff (26) an seinem zweiten Griffabschnitt auf seinen beiden gegenüberliegenden Flächen eine Kombination aus mindestens dem einen Steg (96) und mindestens einer Ausnehmung (98) auf weist,
- (g) das Gehäuse (14, 16) auf seinen beiden, dem Griff (26) gegenüberliegenden Flächen jeweils eine Kombination aus mindestens der einen Aus nehmung (140) und mindestens einem Steg (142) aufweist,
- (h) die Oberflächen des Gehäuse-Wandteils und des Griff-Mittelteiles auf beiden Seiten des Griffs (26) jeweils zusammen mit den Stegen (96, 142) und Ausnehmungen (98, 140) eine gewundene Strecke zwischen Außen- und Innenseite des Gehäuses (14, 16) bilden.
2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die die gewundene Strecke bildenden Ober
flächen des Gehäuse-Wandteiles und des Griff-Mittel
teiles voneinander beabstandet sind und Luftspalte
praktisch gleichmäßiger Weite bilden.
3. Schutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die gewundene Strecke im Quer
schnitt im wesentlichen S-förmig ist.
4. Schutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Griff (26) relativ zum Gehäuse (14,
16) in einer Richtung praktisch parallel zu min
destens einem Abschnitt jeder Oberfläche bewegbar
ist.
5. Schutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß der Griff (26) relativ zum Gehäuse (14,
16) schwenkbar ist.
6. Schutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Stege (96, 142) und Ausnehmungen (98,
140) von Griff (26) und Gehäuse (14, 16) bogenför
mig geformt und von der Schwenkachse des Griffs
(26) beabstandet sind, wobei ihre Radiuszentren im
wesentlichen mit der Schwenkachse des Griffs (26)
übereinstimmen.
7. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Strecke vom nach
außen herausragenden ersten Abschnitt des Griffs
(26) über die gewundene Strecke zu einem der elek
trisch leitfähigen Elemente mindestens 8 mm be
trägt.
8. Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähi
gen Elemente einen Rahmen (34) und einen von diesem
getragenen Stift (60) umfassen, der
zweite Abschnitt des Griffs (26) auf dem Stift
relativ zum Rahmen schwenkbar gelagert
ist und der Mindestabstand vom nach außen herausra
genden Abschnitt (27) des Griffs (26) über die ge
wundene Strecke zum Rahmenelement zumindest den
industriellen Sicherheitsvorschriften entspricht.
9. Schutzschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Ausnehmungen (98, 140) und die Stege (96, 142) von Griff
(26) und Gehäuse (12, 14) bogenförmig sind und daß die Kreis
bögen der Stege und Ausnehmungen von der Schwenk
achse des Griffs (26) beabstandet und um diese
herum zentriert sind.
10. Mehrpol-Schutzschalter mit einer Vorrichtung zum
gleichzeitigen Auslösen jedes Pols des Mehrpol-
Schutzschalters, der für jeden Pol einen Rahmen, einen Unter
brechermechanismus, und ein bewegbares Kontaktele
ment
aufweist, nach einem der Ansprüche 1-9, gekennzeichnet
durch einen am Rahmen (34) relativ zu diesem bewegbar
montierten Auslösehebel (154) mit einem ersten
Schenkel (156), der so angeordnet ist, daß er beim
Öffnen des Schutzschalters durch einen Abschnitt
des Unterbrechermechanismus des einen Pols beweg
bar ist, und durch einem zweiten Abschnitt (158) zum Be
aufschlagen des Unterbrechermechanismus
eines weiteren Pols,
sowie durch ein ersten
und zweiten Schenkel starr verbinden
den Verbindungsstück (160), das einen sich verjüngenden bzw.
konischen Fortsatz (168) zur passenden Verbindung
mit einem ähnlichen Auslösehebel (154) einer benachbarten
Poleinheit im Mehrpol-Schutzschalter aufweist und
das weiterhin mit einer sich verjüngenden oder ko
nischen Bohrung (166) zur Aufnahme des konischen
Fortsatzes (168) eines ähnlichen Auslösehebels
einer benachbarten Poleinheit im Mehrpol-Schutz
schalter versehen ist.
11. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die konische Bohrung (166) und
der konische Fortsatz (168) so bemessen sind, daß
der konische Fortsatz mit Reib- oder Kraftschluß
passend in die konische Bohrung eines benachbarten
Auslösehebels (154) einsetzbar ist.
12. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Längsachsen von konischem
Fortsatz (168) sowie konischer Bohrung (166) des
Auslösehebels (154) praktisch parallel sind.
13. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die genannten Längsachsen im we
sentlichen linear fluchten.
14. Mehrpol-Schutzschalter nach einem der Ansprüche 10
bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Unter
brechermechanismus eine Gelenk- oder Kippeinrich
tung zum selektiven Aufrechterhalten dieses Unter
brechermechanismus in einem Schließzustand sowie
eine Gelenk-Freigabeeinrichtung zum Öffnen dieses
Unterbrechermechanismus aufweist und der zweite
Auslösehebel-Abschnitt (158) die Gelenk-Freigabe
einrichtung beaufschlagt, wenn der erste Auslöse
hebel-Abschnitt (156) durch den Unterbrechermecha
nismus bewegt wird.
15. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Gelenk-Freigabeeinrichtung
einen Abzugsstift (74), und Mittel zum Drehen desselben
aufweist und der zweite Auslösehebel-Abschnitt
(158) bei Bewegung des Auslösehebels (154) das den
Abzugsstift drehende Mittel beaufschlagt.
16. Mehrpol-Schutzschalter nach einem der Ansprüche 10
bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß
benachbarte
Gehäuse miteinander fluchtende Öffnungen (174) auf
weisen, so daß der konische Fortsatz (168) eines
Auslösehebels (154) benachbarte, fluchtende Öffnun
gen durchsetzt.
17. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß erster und zweiter
Schenkel (156, 158) zur Beaufschlagung eines bewegbaren Kon
taktelements des Schutzschalters und/oder der Gelenk-
Freigabeeinrichtung ausgebildet sind.
18. Mehrpol-Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1-17,
gekennzeichnet durch
einen mit dem Gelenk- oder Kippmechanismus min
destens eines Unterbrechungsmechanismus in einem
ersten Gehäuse gekoppelten Griff (26), der sich
aus dem ersten Gehäuse heraus erstreckt,
einen mit dem Gelenk- oder Kippmechanismus eines
zweiten, in einem zweiten Gehäuse befindlichen Un
terbrechermechanismus gekoppelten Grifflenker (176),
der vollständig vom zweiten Gehäuse umschlossen
ist, wobei:
der Griff (26) oder der Grifflenker (176) einen in Längsrichtung konischen oder verjüngten, seitlich abstehenden Fortsatz (180) und der jeweils an dere Griff oder Grifflenker eine Bohrung (102) mit einer komplementären Längsverjüngung zur Aufnahme dieses Fortsatzes (180) mit Reibungsberührung oder Kraftschluß zur Ermöglichung einer praktisch gleichzeitigen Bewegung aufweisen.
der Griff (26) oder der Grifflenker (176) einen in Längsrichtung konischen oder verjüngten, seitlich abstehenden Fortsatz (180) und der jeweils an dere Griff oder Grifflenker eine Bohrung (102) mit einer komplementären Längsverjüngung zur Aufnahme dieses Fortsatzes (180) mit Reibungsberührung oder Kraftschluß zur Ermöglichung einer praktisch gleichzeitigen Bewegung aufweisen.
19. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß benachbarte Wände der Gehäuse kom
plementäre, längliche Öffnungen (182) aufweisen, welche
der seitlich abstehende Fortsatz (180) durchsetzt.
20. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 19, dadurch ge
kennzeichnet, daß längs der abweichenden Strecke
die Entfernung zwischen elektrisch leitfähigen Tei
len einander benachbarter Poleinheiten zumindest
den industriellen Mindest-Sicherheitsvorschriften
entspricht.
21. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Entfernung längs der abwei
chenden Strecke mindestens 8,0 mm beträgt.
22. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 18, dadurch ge
kennzeichnet, daß benachbarte Wände der Gehäuse kom
plementäre, längliche Öffnungen (182) aufweisen, durch
welche sich der seitliche Fortsatz erstreckt, und
daß zwischen benachbarten Gehäusewänden im Bereich
der Öffnungen weiterhin eine Abschirmung (190) angeord
net ist, das die Öffnungen zumindest teilweise ab
deckt und eine gewundene Strecke um das Abschirm
mittel zwischen den Gehäusen herum, durch die Öff
nung im anderen Gehäuse und in das Innere des an
deren Gehäuses hinein festlegt.
23. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 22, gekenn
zeichnet durch eine im Außenabschnitt jeder der be
nachbarten Gehäusewände um die Öffnungen (182) herum aus
gebildete Ausnehmung (202) und Mittel zur bewegbaren Lage
rung der Abschirmung (190) in diesen Ausnehmungen.
24. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 23, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Mittel zur Lagerung der Ab
schirmung (190) einen von mindestens einer der Gehäusewände
abstehenden Zapfen (196)
umfassen.
25. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 22, dadurch ge
kennzeichnet, daß längs der gewundenen Strecke der
Abstand zwischen elektrisch leitenden Teilen benach
barter Poleinheiten zumindest den industriellen Min
dest-Sicherheitsanforderungen genügt.
26. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 22, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abschirmung (190) in einer praktisch
parallel zur Außenfläche der Wand liegenden
Ebene um eine praktisch senkrecht zur Außenfläche
verlaufende Schwenkachse schwenkbar ist.
27. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 26, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abschirmung (190) einen bogenför
migen Schlitz (198) aufweist, dessen Krümmungsradius um den Zapfen (196)
zentriert ist.
28. Mehrpol-Schutzschalter nach Anspruch 26 oder 27, da
durch gekennzeichnet, daß die Öffnung (182) eine bogenför
mige Gestalt mit einem um den Zapfen (196) zentrierten
Krümmungsradius besitzt.
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