DE3511278A1 - Nulleiter-trennvorrichtung - Google Patents

Description

• Beschreibung
• Die Erfindung betrifft eine Nulleiter-Trennvorrichtung zur mechanischen Kopplung an eine Unterbrechereinrichtung für Phasenkontakte mit einer aus einem elastisch biegbaren, einseitig befestigten Kontakthebel und einem Festkontaktstück gebildeten Kontaktanordnung, die mit Anschlußklemmen leitend verbunden innerhalb eines mit der Unterbrechereinrichtung etwa konturengleichen Gehäuses untergebracht ist, wobei der Kontakthebel über ein von Hand schaltbares, im Gehäuse schwenkbar gelagertes Betätigungsorgan steuerbar ist.
• Eine solche Trennvorrichtung ist beispielsweise aus der EP 00 96 793 A 2 bekannt Hierbei ist der selbstfedernde Kontakthebel fest an einer Anschlußklemme montiert und direkt durch diese gehalten. Zum Schließen der Kontaktanordnung wird ein am Kontakthebel angreifender Bügel, der mit dem Handbetätigungsorgan verbunden ist, über dieses in Schließrichtung verspannt.
• Das Öffnen der Kontakte erfolgt bei der entsprechenden Schaltstellung durch Eigenfederung des Kontakthebels.
• Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist die kurze und ungünstige Befestigung des Kontakthebels an der Anschlußklemme, da sich an dieser Stelle die Einbauverhältnisse nachträglich sehr leicht ändern können. Abweichungen im Federungsverhalten des Kontakthebels und Änderungen des Kraft-Weg-Verhältnisses am Angriffspunkt des Bügels sind so die Folge. Auch ist die Gefahr einer ungenügenden Aufrißkraft an der Kontaktstelle gegeben, so daß bei einem Verkleben bzw.
• Verschweißen der Kontakte die Funktion der Trennvorrichtung nicht mehr gewährleistet ist.
• Weiterhin ist aus der DE 30 14 314 A 1 eine Nulleiter-Trennvorrichtung bekannl, bei der der Kontakthebel in Kontaktöffnungsrichtung vom Betätigungsorgan beaufschlagt wird. Auch hier ist der Kontakthebel an einer Anschlußklemme befestigt, während der Kontaktdruck über eine zusätzliche Druckfeder erzeugt wird. Das mit einem langen Hebelarm versehene Betätigungsorgan wirkt als Reibriegel in Öffnungsrichtung auf den Kontakthebel ein. Ein kleiner Kontaktöffnungsweg und ein langsames Öffnen des beweglichen Kontaktes sind bei dieser Anordnung von Nachteil.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nullleiter-Trennvorrichtung der eingangs genannten Art mit einer funktionssicheren und im Aufbau einfachen Kontaktunterbrechungseinrichtung auszugestalten, die sich zudem mit wenigen nur in das Gehäuse einzulegenden Teilen montieren läßt.
• Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die im Anspruch 1 genannten Merkmale vorgesehen. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.
• Von Vorteil bei der Erfindung ist insbesondere das günstige Übersetzungsverhältnis der auf den Kontakthebel wirkenden Rolle in Verbindung mit dem geringen Schwenkweg des Betätigungsorgans. Hierbei liegen sich die Kraftangriffspunkte der Rolle in Schließrichtung und einer Feder in Öffnungsrichtung praktisch gegenüber, so daß keine zusätzlichen Biegemomente in den Kontakthebel eingeleitet werden. Dieser hat aufgrund seiner Abwinklung und durch das Heranführen an das Betätigungsorgan lange Hebelarme, die ausgewogene Kraftverhältnisse als Abbrandreserve bereitstellen und einen gleichmäßigen Kontaktdruck gewährleisten. Außerdem bewirkt die Abwinklung eine Schubwirkung des Kontakthebels auf dem Festkontaktstück, die die Selbstreinigung der Kontakte fördert. Schließlich tragen lange Führungsbahnen im Gehäuse für den Kontakthebel und das Festkontaktstück zur exakten Lagebestimmung der so eingebauten Teile bei, so daß nachträgliche Verschiebungen ausgeschlossen sind und beim Anschließen der Zuleitungen am Einbauort der Trennvorrichtung keine nachteiligen Einflüsse auf diese funktionswichtigen Teile auftreten.
• Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt eine in Ausschaltstellung befindliche Nullleiter-Trennvorrichtung mit teilweise geöffnetem Gehäuse in Ansicht, während die Fig. 2 schematisch einen Schnitt gemäß der Linie 11-11 nach Fig. 1 wiedergibt.
• Fig. 3 zeigt die Trennvorrichtung in Draufsicht mit durch Strich-Punkt-Linien angedeutetem gekoppelten Leitungsschutzschalter.
• Die Nulleiter-Trennvorrichtung ist in einem aus einer unteren Gehäuseschale la und einer teilweise aufgebrochen gezeigten oberen Gehäuseschale lb zusammengesetzten Gehäuse 1 untergebracht. Dieses ist etwa konturengleich mit einer in einer parallelen Ebene ankoppelbaren Unterbrechereinrichtung für Phasenkontakte, beispielsweise einem Leitungsschutzschalter 10 und hat etwa die halbe Polbreite solcher Schalter. In das Gehäuse 1 ist ein aus elektrisch leitendem, federelastischem Werkstoff bestehender Kontakthebel 2 mit seinem einen zugleich ein Druckstück 2a bildenden Ende zwischen angeformte Gehäusestege in nahezu spielfrei eingelegt und im kurzen Abstand dazu an einer Abbiegung 2b zwischen zwei Gehäusetürmen id zusätzlich abgestützt.
• Der über die Gehäusetürme 1d freistehende längere Teil des Kontakthebels 2 weist danach etwa in der Mitte eine kräftige Abwinklung 2c auf, die gegen ein Betätigungsorgan 3 gerichtet ist, und bildet mit seinem anderen freien Ende ein bewegliches Kontaktstück 2d. Dieses arbeitet auf ein Festkontaktstück 4, welches ähnlich wie der Kontakthebel zwischen Gehäusestege le nahezu spielfrei eingelegt und ebenfalls als Druckstück 4a ausgebildet ist. Die festliegenden Druckstücke 2a bzw.
• 4a bilden zusammen mit jeweils einer zwischen den Gehäuseschalen längsverschieblich geführten Buchsenklemme 5, 5' mit Klemmschrauben 6, 6' die Anschlußklemmen der Trennvorrichtung für den nicht gezeigten N ullleiter.
• Der Kontakthebel 2 wird in Ausschaltrichtung von einer im Gehäuse abgestützten Druckfeder 7 belastet, die in der Nähe des Scheitelpunktes der Abwinklung 2c gegenüberliegend vom Betätigungsorgan 3 angreift.
• Dabei wird der Kontakthebel in der in Fig. 1 gezeigten Ausschaltstellung gegen eine Rolle 8 und eine damit tangierende gewinkelte Ausnehmung 3a des auf einem Gehäusezapfen 1f schwenkbar gelagerten Betätigungs- organs 3 gedrückt. Die Ausnehmung 3a ist der Abwinklung des Kontakthebels flächig angepaßt und übernimmt zugleich die Anschlagfunktion des Betätigungsorgans in der Ausschaltstellung.
• Die Rolle 8 ist aus drei zylindrischen Abschnitten mit zwei unterschiedlichen Durchmessern gebildet, wobei zweckmäßigerweise ein mittlerer Abschnitt 8a mit kleinem Zylinderdurchmesser und zwei äußere Abschnitte 8b mit großem Zylinderdurchmesser vorgesehen sind.
• Der mittlere Abschnitt 8a ist in eine einseitig offene Lagerpfanne 3b des Betätigungsorgans elastisch eingesprengt und dort drehbar gelagert, während die beiden äußeren Abschnitte 8b die seitliche Führung übernehmen und mit ihrer Mantelfläche auf der Oberseite des Kontakthebels aufliegen. (Fig. 2) Die am relativ kurzen Hebelarm des Betätigungsorgans 3 angreifende Rolle 8 hat aufgrund des kleinen Durchmessers in ihrem mittleren Abschnitt eine geringe Lagerreibung, während sie mit dem großen Durchmesser die beim Schalten von Hand am Knebel 3c des Betätigungsorgans angreifende Kraft auf den Kontakthebel überträgt. Da die Zylinderdurchmesser ein Verhältnis von etwa 1: 2,5 haben, verringert sich im entsprechenden Verhältnis der Kraftbedarf am Knebel.
• Zum Einschalten der Trennvorrichtung wird das Betätigungsorgan manuell am Knebel 3c im Uhrzeigersinn verschwenkt. Dabei bewegt sich die Rolle mit ihren großen Zylinderabschnitten 8b auf der schräg ansteigenden Oberfläche der Abwinklung 2c über die Mittelsenkrechte hinaus bis nahe des Scheitelpunktes 2e und drückt den Kontakthebel mit seinem Kontaktstück 2d auf das Festkontaktstück 4, welches seinerseits gegen Auslenkung zusätzlich im Gehäuse abgestützt ist. In dieser beispielsweise durch einen Gehäuseanschlag begrenzten Übertotpunktlage des Betätigungsorgans wird der Kontaktdruck und die Abbrandreserve an der Kontaktstelle von der Federkraft des Kontakthebels aufgebracht. Dieser hat durch sein langes, über die Rolle hinausstehendes kontaktseitiges Ende eine ausreichende Eigenelastizität, wobei die sich spreizende Abwinklung zusätzlich eine Gleitbewegung in die Kontaktebene einleitet und damit zur Selbstreinigung der Kontaktoberfläche beiträgt.
• In Ausschaltrichtung wird die Elastizität des Kontakthebels in dem ebenfalls sehr langen Bereich zwischen den Gehäusetürmen idund dem Auflagepunkt der Rolle 8 und zusätzlich die Kraft der Druckfeder 7 wirksam.
• Dadurch steht eine ausreichend große Öffnungskraft zur Verfügung, die neben einer schnellen Öffnung eine ausreichend große Abrißkraft an der Kontaktstelle 2dl4 aufbringt.
• Das Gehäuse der Trennvorrichtung läßt sich mit Klammern 9 nachträglich an ein entsprechend ausgebildetes Gehäuse des Leitungsschutzschalters 10 fest anflanschen, wobei eine teilweise Zwangskopplung der Mechanismen über das Betätigungsorgan 3 erfolgt. Da aus Sicherheitsgründen eine Trennung des Nulleiters nur erfolgen darf, wenn der dazugehörige Phasenkontakt bereits abgeschaltet ist oder zumindest voreilend ebenfalls abgeschaltet wird, übergreift beispielsweise der Knebel 3cvorstehend einen Knebel 10a des benachbarten Leitungsschutzschalters von der Ausschaltseite her. Eine Kopplung der beiden Knebel über Steckachsen und entsprechende Kulissen ist ebenso möglich. Dadurch ist gewährleistet, daß bei ausgeschaltetem Leitungsschutzschalter die Nulleiter-Trennvorrichtung sich sowohl in Einschaltstellung als auch in Ausschaltstellung befinden kann. Es wird jedoch mit Sicherheit verhindert, daß sich die Nulleiter-Trennvorrichtung bei eingeschaltetem Leitungsschutzschalter ohne diesen abschalten läßt, da beim manuellen Ausschalter der vorstehende Knebel 3c den Knebel 10a und damit den Mechanismus des Leitungsschutzschalters zwangsweise in die Ausschaltstellung mitnimmt. Im umgedrehten Fall wird beim manuellen Einschalten des Leitungsschutzschalters am Knebel lOa auch der Nulleiter zwangsweise mit eingeschaltet, so daß bei geschlossenen Phasenkontakten in jedem Fall die Kontakte der Nulleiter-Trennvorrichtung geschlossen sind.
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Claims (10)

1. Patentansprüche 1. Nulleiter-Trennvorrichtung zur mechanischen Kopplung an eine Unterbrechereinrichtung für Phasenkontakte mit einer aus einem elastisch biegbaren, einseitig befestigten Kontakthebel und ei nem Festkontaktstück gebildeten Kontaktanordnung, die mit Anschlußklemmen leitend verbunden innerhalb eines mit der Unterbrechereinrichtung etwa konturengleichen Gehäuses untergebracht ist, wobei der Kontakthebel über ein von Hand schaltbares im Gehäuse schwenkbar gelagertes Betätigungsorgan steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der lediglich im Gehäuse (1) eingespannte Kontakthebel (2) von einer in seinem mittleren, eine Abwinklung (2c) aufweisenden Bereich angreifenden und auf seiner Oberfläche gleitenden, im Betätigungsorgan (3) gelagerten Rolle (8) entgegen der Kraft einer Feder (7) in Kontaktschließrichtung beaufschlagt ist.
2. 2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (8) mehrere zylindrische Abschnitte (8a/8b) mit zwei unterschiedlich gestuften Durchmessern aufweist, von denen Abschnitte (8a) mit kleinem Zylinderdurchmesser im Betätigungsorgan (3) gelagert sind, während Abschnitte (8b) mit großem Zylinderdurchmesser als Druckrolle für den Kontakthebel (2) ausgebildet sind.
3. 3. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer aus drei Abschnitten gebildeten Rolle (8) der kleine Zylinderdurchmesser (Abschnitt 8a) in der Mitte befindlich ist und in eine einseitig offene Lagerpfanne (3b) des Betätigungsorgans (3) selbsthaltend eingesprengt ist, während die beiden äußeren im Durchmesser größeren Abschnitte (8b) beiderseits des Betätigungsorgans (3) eine axiale Führung bewirken.
4. 4. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden unterschiedlichen Zylinderdurchmesser der Rolle (8) etwa ein Verhältnis von 1: 2,5 aufweisen.
5. 5. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (3) mit einer der Abwinklung (2c) des Kontakthebels (2) angepaßten und dessen Öffnungsweg begrenzenden gewinkelten Ausnehmung (3a)versehen ist (Fig. 1).
6. 6. Trennvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (3a) des Betätigungsorgans (3) auf einer Seite mit dem großen Zylinderdurchmesser (Abschnitt 8b) der Rolle (8) tangiert, während ihre andere Seite in der Ausschaltstellung als Anschlagfläche am Kontakthebel (2) ausgebildet ist.
7. 7. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakthebei (2) auf seiner der Kontaktstelle (2d) gegenüberliegenden Seite (2a) lediglich fest im Gehäuse (-stege Ic)eingelegt ist.
8. 8. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakthebel (2) und das Festkontaktstück (4) an ihren der Kontaktstelle (2d/4) jeweils abgekehrten freien Enden zugleich als Druckstück (2a bzw. 4a) jeweils einer nur eingelegten, im Gehäuse verschieblich geführten Buchsenklemme (5, 5') ausgebildet sind.
9. 9. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktdruck und die Abbrandreserve an der Kontaktstelle (2d) durch Eigenfederung des Kontakthebels (2) erzielt ist.
10. 10. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mittels unverlierbarer beweglich angeordneter Klammern (9) an das in einer parallelen Ebene befindliche konturengleiche Gehäuse eines als Unterbrechereinrichtung dienenden Leitungsschutzschalters (10) ankuppelbar ist.