DE3505004C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Leitungsschutz­ schalter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Ein solcher Leitungsschutzschalter ist aus dem DE-GM 71 08 072 bekannt.

Das DE-GM 71 08 072 zeigt einen einarmigen Kupplungs­ hebel, der im Inneren der Schaltereinheit auf der Achse des Handbetätigungshebels gelagert ist.

Der Kupplungshebel besitzt drei zapfenförmige Mitnehmer­ ansätze, von denen zwei koaxial gegenüberliegend am Kupplungshebel angeordnet sind und zur Übertragung der Bewegung zu den angekoppelten Schaltereinheiten dienen. Der Kupplungshebel wird gleichzeitig an einem dieser Mitnehmeransätze bei einer Überstromauslösung vom Ver­ rastungselement des Schaltschlosses beaufschlagt, wodurch in den angekoppelten Schaltereinheiten durch den dritten Ansatz am Kupplungshebel, der einen Hebelarm an der Halb­ welle als Klinkenelement des Schaltschlosses übergreift, die Halbwelle im Sinne der Lenkung des Schaltschlosses bewegt wird.

Bei dieser Auslösung gleitet ein Tastglied an der Unterkante des Klinkenteils entlang, wobei durch die unterschied­ lichen Lager- und Drehpunkte beider korrespondierender Teile Reibungsverluste entstehen. Das Übersetzungsverhält­ nis zwischen dem langen Hebelarm des Kupplungshebels und dem kurzen wirksamen Hebelarm des Klinkenteils wirkt sich auch nicht günstig auf die Funktion der Kupplung aus. Da außerdem bei dieser Ausführung jeweils nur eine be­ nachbarte 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 größer werdenden Zeitverzug, weil sich immer wieder die Verzugszeit des Auslösemechanismus jedes weiteren angekuppelten Schalters dazuaddiert.

Durch die DE-AS 25 21 341 ist ein aus baugleichen, ein­ poligen, aneinandergereihten, schmalbauenden Leitungs­ schutzschaltereinheiten bestehender Leitungsschutzschalter mit einem Verklinkungsglied gleichzeitig als Kupplungs­ hebel bekannt, der abseits von seinem Lager einen zapfen­ förmigen Mitnehmeransatz besitzt, der in ein Gegenstück des Kupplungshebels des nächsten Schalters eingreift.

Bei dieser Lösung ist es notwendig, beim Eingreifen des Mitnehmeransatzes in die Bohrung des Verklingungsgliedes der benachbarten Schaltereinheit einen sogenannten Frei­ weg in Form von Spiel vorzusehen, da sonst beim direkten Ineinandergreifen der Teile der thermische oder magnetische Auslöser einer Schaltereinheit alle angekoppelten Schal­ tereinheiten gleichzeitig mit auslösen müßte, was aber wegen des hohen Kraftbedarfs grundsätzlich bei der Kupp­ lung von einpoligen Schaltereinheiten zu mehrpoligen Lei­ tungsschutzschaltern vermieden wird. Damit kann auch mit dieser Lösung kein gleichzeitiges Auslösen aller Schalter­ einheiten erreicht werden.

Mit der US-PS 33 69 202 wird eine direkte Kopplung der Kupplungshebel vorgschlagen, wobei die aus den Kupplungs­ hebeln jedes Schalters und einer durchgesteckten Stange bestehende Schaltstange durch die Bewegung des Verrastungs­ hebels beaufschlagt wird und alle Klinkenelemente gleich­ zeitig im Sinne der Entklingung bewegt werden. Hierbei muß ein relativ großes Massenträgheitsmoment der Stange in Kauf genommen werden.

Desweiteren sind zum Beispiel aus der DE-OS 28 17 504 und der DE-AS 27 11 440 Kupplungsvorrichtungen in Form von Achsstummeln bekannt, die etwa der Breite der Einzel­ pole entsprechen und mit entsprechenden Hebelansätzen zum Eingriff in die Schaltmechanismen versehen sind. Diese Achsen weisen an ihren Stirnseiten korrespondieren­ de Kupplungsstücke auf bzw. werden durch gesonderte ein­ fügbare Zwischenteile beim Aneinanderfügen der Einzel­ pole miteinander verbunden. Nachteilig bei dieser Ausfüh­ rung ist, daß relativ kompakte Achsstücke einen gro­ ßen Platzbedarf im Schalter benötigen und nur in den durchgehenden Gehäusebohrungen gelagert werden können, so daß bei geringer Verschiebung der Einzelpole gegen­ einander sich die Achsstücke verklemmen bzw. besondere Zwischenstücke eingefügt werden müssen, die dies verhindern. Ebenfalls ist aufgrund des begrenzten Durchmessers der Achsstücke bzw. der Kupplungsstücke an deren Stirnseiten oder der eingefügten Zwischenstücke das zu übertragende Moment nur gering. Auch geht beim Auftreten von Spiel in den Kupplungsstücken ein großer Anteil der verfügbaren Bewegung verloren, was sich negativ auf die Geschwindig­ keit der Übertragung der Auslösung auf die benachbarten Pole auswirkt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, für einpolige Leitungsschutz­ schalter in Schmalbauweise der eingangs genannten Art eine Kupplungseinrichtung zu schaffen, die nachträglich im Inneren der baugleichen, einpoligen Schaltereinheiten ohne aufwendige Änderungen eingefügt werden kann, einfache Kupplungsstücke aufweist, keine zusätzlichen Zwischen­ stücke zum Toleranzausgleich benötigt, reibungsarm beweg­ lich und gegenüber geringen Verschiebungen der Einzel­ pole gegeneinander unempfindlich ist.

Sie soll geeignet sein, ein relativ großes Moment zu über­ tragen und auch bei Aneinanderreihung von mehreren Einzel­ polen ohne zusätzlichen Zeitverzug arbeiten.

Die Aufgabe wird für den mehrpoligen Leitungsschutzschalter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen zeigen die Ansprüche 2 und 3. Bei dem erfindungsgemäß ausgeführten mehrpoligen Leitungs­ schutzschalter wird der einarmige Kupplungshebel nachträg­ lich im Inneren der Schaltereinheit, die dem baugleichen einpoligen Leitungsschutzschalter entspricht, auf die gleiche Achse, auf der auch der Verrastungshebel des Klin­ kenmechanismus gelagert ist, aufgesteckt.

Diese Lagerung gewährleistet eine reibungsarme Bewegung, zumal noch der Verrastungshebel bei einer Auslösung sich gleichsinnig bewegt und keine Relativbewegung zwischen diesen auf der gemeinsamen Achse angeordneten Teilen erfolgt. Als geringfügige Änderung gegenüber dem bau­ gleichen einpoligen Leitungsschutzschalter sind ledig­ lich in Gehäuse bzw. Deckel eine entsprechende Öffnung für den Durchgriff der am Kupplungshebel gegenüberliegenden Ansätze erforderlich, die zum einen die Funktion der Verbindung der Kupplungshebel der benachbarten Schalter­ einheiten untereinander dadurch erfüllen, daß der zapfen­ förmige Mitnehmeransatz im benachbarten Kupplungshebel eingreift bzw. umgekehrt, zum anderen dient der innenlie­ gende Mitnehmer gleichzeitig als Anschlag für das Verra­ stungsstück, um bei einer Auslösung von diesem in Bewe­ gung versetzt zu werden.

Der dritte Mitnehmeransatz am Kupplungshebel übergreift einen Hebelarm an der Halbwelle, wodurch bei einer Be­ wegung des Kupplungshebels die Halbwellen der angekuppel­ ten Schalter in Entklinkungsrichtung bewegt werden und alle angekuppelten Schaltereinheiten gleichzeitig aus­ schalten.

Die gegenüberliegenden Mitnehmeransätze befinden sich auf halbem Abstand zwischen Lagerstelle und den den Halbwellen­ hebelarm übergreifenden Ansatz am Kupplungshebel, wodurch gute Kraft-Weg-Verhältnisse für die Funktion der Kupp­ lungseinrichtung erreicht werden. Die Rückführung des Kupplungshebels in die Ausgangsstellung wird ebenfalls über diesen Mitnehmeransatz durch die Rückstellfeder der Halbwelle erreicht.

Beim Ausschaltvorgang von Hand über die Betätigungs­ handhabe bleibt das Verrastungsstück und damit auch der Kupplungshebel in Ruhe.

Durch das Eingreifen des zylindrischen Teils des einen der gegenüberliegenden Mitnehmeransätze in die Langloch­ bohrung des anderen gegenüberliegenden Ansatzes und den zwischen Verrastungsstück und dem korrespondierenden Mitnehmeransatz des Kupplungshebels vorhandenen Abstand ist die erfindungsgemäße Lösung unempfindlich gegen­ über geringen Verschiebungen der Schaltereinheiten ge­ geneinander.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgebildeten mehr­ poligen Leitungsschutzschalters wird nachstehend anhand der Zeich­ nungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Schaltmechanismus einer Schalter­ einheit mit eingesetztem Kupplungshebel in Ausschaltstel­ lung,

Fig. 2 einen Kupplungshebel in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, von drei Schalter­ einheiten mit eingesetzten Kupplungshebeln vor dem Zusammenbau zum mehrpoligen Gerät.

Der in Fig. 1 dargestellte Schaltmechanismus einer Schalterein­ heit eines mehrpoligen Leitungsschutzschalters entspricht in seinem Aufbau dem im DD-WP 2 04 343 oder in der DE-OS 32 26 820 dargestellten Leitungsschutzschalter in Schmalbauweise.

Ein Verrastungshebel 1 mit einer Kulissenführung 2 ist auf einer Achse 3, die im Gehäuse 4 befestigt ist, drehbar gelagert. In der dargestellten Ausgangsstellung stützt sich der Verrastungshebel 1 mit seiner nasenförmigen Klinke 5 auf der Halbwelle 6 ab. Bei Hand­ betätigung wird die Betätigungshandhabe 7 entgegen Uhrzeigersinn in Einschaltstellung gebracht, wodurch über die Lasche 8 der Schaltbügel 9 in der Kulissenführung 2 nach oben geführt wird. Dabei wird über den Schaltbügel 9 der nicht darge­ stellte Schaltkontakt betätigt sowie die in ihrer Wirkungs­ richtung mit F bezeichnete, nicht dargestellte Rückstell­ feder 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 Überlast- 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 ab­ schaltet. Gemeinsam mit dem Verrastungsstück 1 ist auf der Achse 3 der Kupplungshebel 14 drehbeweglich gelagert.

Wie in Fig. 2 ersichtlich, weist der Kupplungshebel 14 zwei gegenüberliegende Mitnehmeransätze 15 und 16 auf, die an ihren freien Enden zum gegenseitigen Ineinandergreifen mit einem zylindrischen Ansatz 17 am Mitnehmeransatz 15 bzw. mit einer Langlochbohrung 18 im Mitnehmeransatz 16 versehen sind. Neben dieser Funktion der Bewegungsübertragung zum Kupplungshebel 14 der benachbarten Schaltereinheit dient der Mitnehmeransatz 16 als Anschlag für das Verrastungsstück 1, wodurch der Kupplungshebel 14 angetrieben wird.

Der Mitnehmeransatz 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 Mitnehmeran­ sätze 15 und 16 befinden sich auf halbem Abstand a/2 zwischen Lagerstelle 20 und Ansatz 19 des Kupplungshebels 14, wodurch ein gutes Kraft-Weg-Verhältnis hinsichtlich Antrieb des Kupp­ lungshebels 14 und seiner Wirkung auf die Halbwelle 6 erreicht wird.

Der Kupplungshebel 14 wird nachträglich auf die Achse 3 der Schaltereinheit aufgesetzt, so daß der Mitnehmeransatz 19 des Kupplungs­ hebels 14 den Hebelansatz 11 der Halbwelle 6 übergreift.

In Fig. 3 ist ersichtlich, wie die einzelnen Kupplungshe­ bel 14 beim Aneinandersetzen der Schaltereinheiten 21, 22 und 23 mit den Zylinderansätzen 17 und den Langlochbohrungen 18 an den Mitnehmeransätzen 15 und 16 durch die Gehäuseöff­ nung 25 hindurch ineinandergreifen. Durch die Langlochbohrung 18 wird ein gewisser Toleranzausgleich und Unempfindlichkeit gegenüber geringen Verschiebungen der Schaltereinheiten gegen­ einander erreicht.

Beim Auftreten eines Überlast- oder Kurzschlußstromes in einem Pol wird durch den Magnetauslöser M oder dem thermischen Aus­ löser 12 die Halbwelle 6 in Gegenuhrzeigersinn geschwenkt, wodurch die Klinkenstelle 5 des Verrastungsstückes 1 freige­ geben wird. Unter der Kraft der nicht dargestellten Rückstell­ feder 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 kuppelten Polen. In den angekuppelten Schaltereinheiten wer­ den durch die die Halbwellenhebelarme 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 Re­ lativbewegung gegeneinander vorhanden ist, treten beim Ver­ schwenken 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 ange­ kuppelten Pole 21, 22, 23.

Durch Rückführen der Bedienungshandhaben 7 werden die Ver­ rastungsstücke 1 wieder in ihre Ausgangsstellung, wie in Fig. 1 dargestellt, gebracht und die Schenkelfeder 26, die die Halb­ welle 6 rückstellt führt zugleich auch die Kupplungshebel 14 in die Ausgangslage zurück.

Beim Ein- und Ausschalten von Hand bewegt sich lediglich der Schaltbügel 9, angetrieben durch die Bedienungshand­ habe 7 über die Lasche 8, in der Kulissenführung 2 des Ver­ rastungsstückes 1 auf und ab, die Kupplungshebel 14 bleiben dabei in der dargestellten Ausgangsstellung in Ruhe.

Claims (3)

1. Mehrpoliger Leitungsschutzschalter, bestehend aus mehreren baugleichen, einpoligen, aneinandergereihten Leitungsschutz­ schaltereinheiten in Schmalbauweise, die jeweils mit einer Betätigungshandhabe sowie einem thermischen und einem magne­ tischen Auslöseorgan versehen sind, die auf ein Schaltschloß einwirken, das im wesentlichen aus einer Halbwelle als Klinkenelement und einem Verrastungshebel mit einer Kulissen­ führung besteht, und mit Kupplungshebeln aus­ gerüstet sind, deren zapfenförmige Mitnehmeransätze die Übertragung der Auslösung zu den ange­ kuppelten Schaltereinheiten bewirken, wobei einer dieser Mitnehmeransätze bei einer Auslösung von der Bewegung eines Verrastungshebels beaufschlagbar wird, da­ durch gekennzeichnet, daß der einarmige Kupplungshebel (14) gemeinsam mit dem Verrastungshebel (1) des Schaltmechanismus auf einer Achse (3) gelagert ist und daß zwei zapfenförmige Mitnehmeransätze (15; 16) parallel zur Achse (3) gegenüberliegend am Kupplungshebel (14) angeordnet sind und zur direkten Kupplung der Kupplungshebel (14) be­ nachbarter Schaltereinheiten (21; 22; 23) miteinander gegenseitig spielfrei ineinandergreifen, wodurch in allen angekuppelten Schaltereinheiten (21; 22; 23) durch die Mitnehmeransätze (19) an den Kupplungshebeln (14), die den Hebelarm (11) der Halbwellen (6) übergreifen, alle Halbwellen (6) gleichzeitig im Sinne der Entklinkung der Schaltmechanismen bewegt werden.

2. Mehrpoliger Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die gegenüberliegenden Mitnehmeransätze (15) und (16) auf halben Abstand zwischen Lagerstelle (20) und Mitnehmeran­ satz (19) am Kupplungshebel (14) angeordnet sind.

3. Mehrpoliger Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die gegenüberliegenden Mitnehmeransätze (15) und (16) jeweils mit einem Zylinderansatz (17) oder einer Lang­ lochbohrung (19) zum gegenseitigen Ineinandergreifen der Kupp­ lungshebel (14) versehen sind.