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Mehrpoliger Leitungsschutzschalter
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Anwendungagebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen
Leitungsschutzschalter, bestehend aus mehreren, baugleichen, einpoligen, aneinandergereihten
Leitungsschutzschaltereinheiten. die untereinander mechanisch gekuppelt sind, so
daß beim Auftreten eines Überstromes in einem Pol alle angekuppelten Pole gleichzeitig
mit ausgelöst werden. Solche Schutzschalter dienen dem Schutz von Leitungen und
Verbrauchern in mehrphasigen Niederspannungsnetzen.
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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind zahlreiche
Lösungen für die Kupplung der Schaitmechanismen von mehrpoligen Leitungsschutzschaltern,
die aus aneinandergereihten, baugleichen, einpoligen Leitungsschutzschaltern in
Schmalbauweise bestehen, bekannt, durch welche die Übertragung der Auslösung beim
Auftreten eins Überstromes in einem Pol derart erfolgt, daß auch die angekuppelten
Schaltereinheiten gleichzeitig mit auslösen.
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So gibt es nach der DE-PS 1563919 Kupplungselemente, die beispielsweise
als Schieber oder Hebel ausgebildet sind und in spaltartigen Aussparungen der Seitenwände
der benachbarten Schaltereinheiten angeordnet sind, mit ihren Mitnehmeransätzen
vom Kontaktarm eines Poles betätigt werden und andererseits in die Klinkenmechanik
des benachbarten Poles eingreifen. Nachteilig ist, daß diese Lösung
wagen
der Lagerung des Kupplungselementes zwischen den Einzelpolen gegenüber den einpoligen
Geräten veränderte Gehäuseteile mit zusätzlichen äußeren Vertiefungen bedarf, und
daß sich das bewegliche Kupnlungselement in der spalt art igen Aussparung verkanten
und verklemmen kann. Außerdem erschweren große Reibungskräfte die Obertraung der
Auslösebewegung.
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Desweiteren sind zum Beispiel aus dar DE-OS 2817504 und der DE-AS
2711440 Kuprlungsvorrichtungen in Form von Achsstummel bekannt, die etwa der Breite
der Einzelpole entsprechen und mit entsprechenden Hebelansätzen zum Eingriff in
die Schaltmechanismgn versehen sind. Diese Achsen weisen an ihren Stirnseiten korrespondierende
Kupnlungsstücke auf bzw. wer en durch gesonderte einfügbare Zwischenteile beim Aneinanderfügen
der Einzelpole miteinander verbunden. Nachteilig hei dieser Ausführung ist, daß
die relativ kompakten Achsstück einen großen Platzbedarf im schalter benötigen und
nur in den durchgehenden Gehäusebohrungen gelagert werden können, so daß Aei geringen
Verschiebungen der Einzelpole geqenein ander sich die Achsstück verklemmen bzw.
besondere Zwischenstücke eingefügt werden müs,en, die dies verhindern. Ebenfalls
ist auf Grund des begrenzten Durchmessers der Achsstücke bzw. der iuplungsstücke
an deren Stirnseiten oder der eingefügten Zwischenstücke das zu übertragene Moment
nur gering. Auch geht beim Auftreten von Spiel in den Kupplungsstücken ein großer
Anteil der verfügbaren Bewegung verloren, was sich negativ auf die Geschwindigkeit
dr Obertragung der Auslösung auf die benachbarten Pole auswirkt.
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Aus dem DE-GM 7108072 ist ein Kupriungselement in Form eines zweiarmigen
Hebels bekannt, der im Inneren der Schaltereinheit an einer Lagerstelle so gelaqert
ist, daß die an beiden Hebelarmen nach beiden Seiten angeordneten Tastglieder in
den günstigsten Bereich der auslösenden und auszulösenden Organe des >vchaltmechanismus
eines Poles, als auch durch vorgesehene Gehäusedurchbrüche hindurch in den Mechanismus
der benachbarten Schaltereinheit eingreifen.
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Da aber bei dieser Ausführung jeweils nur eine benachbarte Schaltereinheit
direkt ausgelöst wird, kommt es bei der Aneinanderreihung von mehr als zwei Polen
in den weiteren Polen zu einem mit der
Anzahl der Pole immer gröSer
werdenden Zeitverzug, da sich immer wieder die Verzugszeit des Auslösemechanismus
jedes weiteren angekuppelten Schalters dazuaddie rt.
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Ziel der Erfindung Es ist Ziel der Erfindung, für einpolige Leitungsschutzschaltßr
in Schmalbauweise der eingangs genannten Art, eine Kupplung einrichtung zu schaffen,
die nachträglich im Inneren der baugleichen, einpoligen Schaltereinheiten ohne aufwendige
Anderungen eingefügt werden kann, einfache Kupplungsstücke aufweist und keine zusätzlichen
Zwischenstücke zum Toleranzausgleich benötigt.
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Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, eine Kuprlungseinrich tung zu finden, die die im Ziel der Erfindung genannten
Anforderungen erfüllt, reibungsarm beweglich ist und gegenüber gerinnen Verschiebungen
der Einzelpole gegeneinander unempfindlich funktioniert.
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Siel soll geeignet sein, ein relativ großes Moment zu übertragen und
auch bei Aneinanderreihung von mehreren Einzelpolen ohne zusätzlichen Zeitverzug
arbeiten.
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Die Aufgabe wird für den mehrpoligen Leitungsschutzschalter der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß gelöst, indem das Kupplung element als einarmiger
Kupplungshebel ausgebildet ist und gemeinsam mit dem Verrastungshebel des Schaltmechanismus
auf einer Achse gelagert ist, und daß der Kupplungshebel drei zapfenförmige Mitnehmeransätze
besitzt, von denen zwei koaxial zum Drehlager gegenüberliegend am Kupplungshebel
angeordnet sind und zur Übertragung der Bewegung zu den angekupoelten Schaltereinheiten
gegenseitig ineinandergreifen und gleichzeitig an einnem dieser Mitnehmeransätze
bei einer Oberstromauslösung vom Verrastungshebel beaufschlagt wird, wodurch in
den angekuppelten Schaltereinheitdn durch den dritten Ansatz am Kup lungahe bel,
der den Hbelarm der Halbwelle übergreift, die Halbwelle im Sinne der Entklinkung
des Schaltachlosses bewegt wird.
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Bei dem erfindungsgemäß ausgeführten mehrpoligen Leitungsschutzschalter
wird das Kupplungselement, das in Form eines einarmigen Hebels gestaltet ist, nachträglich
im Inneren der Schaltereinheit, die dem baugleichen einpoligen Leitungsschutzschalter
entspricht, auf die gleiche Achse, auf der auch der Verrastungahebel des Klinkenmechanismus
gelagert ist aufgesteckt. Diese Lagerung gewährleistet eine reibungsarme Bewegung,
zumal noch der Vorrastungshebel bei einer Auslösung sich gleichsinnig bewegt und
keine Relativbewegung zwischen diesen auf der gemeinsamen Achse angeordneten Teilen
erfolgt. Als geringfügige Anderung gegenüber dem baugleichen einpoligen Leitungsschutzschalter
sind lediglich in Gehäuse bzw. Deckel eine entsprechende Uffnung für den Durchgriff
der am Kupplungshebel gegenüberliegenden Ansätze erforderlich, die zum einen die
Funktion der Verbindung der Kupplungshebel der benachbarten Schaltereinheiten untereinander
dadurch erfüllen, daß der zylindrische Hebelansatz im benachbarten Kupplungshebel
eingreift bzw. umgekehrt, zum anderen dient der innenliegende Hebelansatz gleichzeitig
als Anschlag für das Verrastungsstück, um Sei einer Auslösung von diesem in Bewegung
versetzt zu werden.
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Der dritte Mitnehmeransatz am Kupplungshebel übergreift einen Hebelarm
an der Halbwelle, wodurch bei einer Bewegung des Kupplungshebels die Halbwellen
der angskuppelten schalter in Entklinkungsrichtung bewegt werden und alle angekuppelten
schaltereinheiten gleichzeitig ausschalten.
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Die gegenüberliegenden Mitnehmeransätze befinden sich auf halben Abstand
zwischen Lagerstelle und den den Halbwellenhebelarm übergreifenden Ansatz am Kupplungshebel,
wodurch gute Kraft-Weg-Verhältnisse für die Funktion der Kupplungseinrichtung erreicht
werden. Die Rückführung des Kupplungshebels in die Ausgangsstellung wird ebenfalls
über diesen Mitnehmeransatz durch die Rückstellfeder der Halbwelle erreicht.
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Beim Ausschaltvorgang von Hand über die Botätigungshandhabe bleibt
das Verrastungsstück und damit auch der Kupplungshebel in Ruhe.
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Durch das Eingreifen des zylindrischen Teils des einen der gegenüberließenden
Hebelansätze in die Langlochbohrung des anderen gegenüberliegenden Ansatzes und
den zwischen Verrastungsstück und dem korrespondierenden Hebelansatz des Kupplungshebels
vorhandenen Abstand ist die erfindungsgemäße Lösung unempfindlich gegenüber geringen
Verschiebungen der Schaltereinheiten gegeneinander, Ausführungsbaispiel Ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäß ausgebildeten mehrpoligen Leitungsschutzschalters wird nachstehend
anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf den tchaltmechanismus
einer Schaltereinheit mit eingesetztem Kupplungshebel in Ausschaltstellung Fig.
2 einen Kupplungshebel in perspektivischer Darstellung Fig. 3 eine Seitenansicht,
teilweise im Schnitt, von drei Schalter einheiten mit eingesetzten Kupplungshebeln
vor dem Zusamlonbau zum mehrpoligen Gerät Der in Fig. 1 dargestellte Schaltmechanismus
einer Schaltereinheit eines mehrpoliqen Leitungsschutzschalters entspricht in seinem
Aufbau dem im DO-WP 204 343 dargestellten Leitungsschutzschalter in Schmalbauweise.
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Ein Verrastungshebel 1 mit einer Kulissenführung 2 ist auf einer Achse
3, die im Gehäuse 4 befestigt ist, drehbar gelagert. In der dargestellten Ausgangsstellunn
Stützt sich das Verrastungsstück 1 mit seiner nasenförmigen Klinke 5 auf dr Halbwelle
6 ab. Bei Handbetätigung wird die Betätiqungshandhabe 7 entgegen Uhrzeigersinn
in
Einschaltstellung gebracht, wodurch über die Lasche 8 der Schalt bügel 9 in der
Kulissenführung 2 nach oben geführt wird. Dabei wird über den Schaltbügel 9 der
nicht dargestellte Schaltkontakt betätigt sowie die in ihrer Wirkungsrichtung mit
F bezeichnete, nicht dargestellte Rückatellfeder gespannt. Auf die Hebelarme 10
und 11 der Halbwelle 6 wirken ein nicht näher dargestellter magnetischer Auslöser
M und ein thermischer Auslöser 12, die bei Auftreten eines Oberlast- oder Kurzschlußstromes
die Halbwelle 6 um ihre Achse 13, die ebenfalls im Gehäuse 4 befestigt ist, in der
angegebenen Pfeilrichtung der Auslöser verschwenken, wodurch das Verrastungsstück
1 freigegeben wird und der Schalter abschaltet. Gemeinsam mit dem Verrastungsstück
1 ist auf der Achse 3 der Kupplungshebel 14 drehbeweglich gelagert.
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Wie in Fig, 2 ersichtlich, weist der Kupplungshebel 14 zwei gegenüberliegende
Mitnchmeransätze 15 und 16 auf, die an ihren freien Enden zum gegenseitigen Ineinandergreifen
mit einem zylindrischen Ansatz 17 am Mitnehmeransatz 15 bzw.
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mit einer Langlochbohrung 18 im Mitnehmeransatz 16 versahen sind.
Neben dieser Funktion der Bewegungsübertragung zum Kupplungshebel 14 der benachbarten
Schalte reinheit dient der Mitnehmeransatz 16 als Anschlag für das Verrastungsstück
1, wodurch der Kupplungshebel 14 angetrieben wird.
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Der dritta Ansatz 19 am Kupplungshebel 14 dient zum Eingriff mit dem
Hebelarm 11 der Halbwelle 6 und befindet sich auf der gleichen Seite wie der Mitnehmeransatz
16. Die Mitnehmeransätze 15 und 16 befinden sich auf halben Abstand a/2 zwischen
Lagerstelle 20 und Ansatz 19 des Kuprlungshebels 14, wodurch ein gutes Kraft-Weg-Verhältnis
hinsichtlich Antrieb des Kuppe lungshebels 14 und seiner Wirkung auf die Halbwelle
6 erreicht wird.
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Der Kupplungshebel 14 wird nachtraglich auf die Achse 9 der Schaltereinheit
aufgesetzt, so daß der Ansatz 19 des Kupplungshebels 14 den Hebelansatz 11 der Halbwelle
6 übergreift.
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In Fig, 3 ist ersichtlich, wie die einzelnen Kupplungshe bol 14 beim
Aninandersetzen der Schaltereinheiten 21, 22 und 23 mit den Zylinderansätzen 17
und den Langlochbohrungen 18 an den Mitnehmeransätzen 15 und 16 durch die Gehäuseöffnung
25 hindurch ineinandergreifen. Durch die Langlochbohrung 18 wird ein gewisser Toleranzausgleich
und Unempfindlichkeit gegenüber geringen Verschiebungen der Schaltereinheiten gegeneinander
erreicht.
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Beim Auftreten eines Übrlast- oder Kurzschluß stromes in einem Pol
wird durch den Magnet auslöser M oder dem thermischen Auslöser 12 die Halbwelle
6 in Gegenuhrzeigersinn geschwenkt, wodurch die Klinkenstella 5 des Verrastungsatückes
1 freigegeben wird. Unter der Kraft der nicht dargestellten Rückstellfeder F in
der angegebenen Wirkungsrichtung wird über den Schaltbügel 9 das Verrastungsstück
1 schlagartig im Gegenuhr zeigersinn um die Achse 3 geschwenkt, schlägt dabei mit
seinem Rücken 24 gegen den Mitnehmeransatz 16 des Kupplungshebels 14 und verschwenkt
diesen und die Kupplungshebel 14 in den ange kuppelt:3n Polen. In den angekuppelten
Schaltereinheiten werden durch die die Haibwellenhebelarme 11 übergreifenden Ansätze
19 der Kupplungshebel 14 die Halbwellen 6 ebenfalls geschwenkt und somit die angekuppelten
Schaltereinheiten gleichzeitig zum Auslösen gebracht. Durch die gleichsinnige Bewegung
von Verrastungsstück 1 und Kupplungshebel 14 und dadurch. daß beide auf der gemeinsamen
Achse 3 gelagert sind und somit keine Relativbewegung gegeneinander vorhanden ist,
treten beim Verschwenken der Kupplungshebel 14 nur geringe Reibungsverluste auf.
Der relativ große Abstand a/2 zwischen Lagerstelle 20 des Kupplungshebels 14 und
Mitnehmeransatz 16 als Anschlag für das Verrastungsstück 1, gewährleistet die Übertragung
eines hohen Momentes und sichert geringe Ausschaltzeiten der angakuppelten Pole
21, 22, 23.
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Durch Rückführen der Bedienungehandhaben 7 werden die Verrastungestücke
1 wieder in ihre Ausgangsstellung, wie in Fig. 1 dargestellt, gebracht und die Schenkelfeder
26, die die Halbwelle 6 rückstellt führt zuglaich auch die Kupplungshebel 14 in
die Ausgangslage zurück.
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Beim Ein und Ausschalten von land bewegt sich lediglich der Schaltbügel
9, angetrieben durch die Bedienungshandhabe 7 über die Lasche a, in der kulissenführung
2 des Verrasstungsatückes 1 auf und ab, die Kupplungshebel 14 bleiben dabei in der
dargestellten Ausgangsstellung in Ruhe.