DE3511278C2 - - Google Patents

Description

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 Festkontakt­ stück gebildeten Kontaktanordnung, die mit Anschlußklem­ men leitend verbunden innerhalb eines mit der Unterbrecher­ einrichtung etwa konturengleichen Gehäuses untergebracht ist, wobei der Kontakthebel über ein von Hand schalt­ bares, im Gehäuse schwenkbar gelagertes Betätigungsorgan steuerbar ist.

Eine solche Trennvorrichtung ist beispielsweise aus der EP 00 96 793 A2 bekannt. Hierbei ist der selbstfedernde Kontakthebel fest an einer Anschlußklemme montiert und direkt durch diese gehalten. Zum Schließen der Kontaktan­ ordnung wird ein am Kontakthebel angreifender Bügel, der mit dem Handbetätigungsorgan verbunden ist, über dieses in Schließrichtung verspannt. Das Öffnen der Kontakte er­ folgt bei der entsprechenden Schaltstellung durch Eigen­ federung des Kontakthebels.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist die kurze und un­ günstige Befestigung des Kontakthebels an der Anschluß­ klemme, 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 Auf­ rißkraft 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 A1 eine Nulleiter-Trenn­ vorrichtung bekannt, bei der der Kontakthebel in Kontakt­ öffnungsrichtung 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 Öff­ nungsrichtung auf den Kontakthebel ein. Ein kleiner Kon­ taktöffnungsweg und ein langsames Öffnen des beweglichen Kontaktes sind bei dieser Anordnung von Nachteil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nulleiter- Trennvorrichtung der eingangs genannten Art mit einer funktionssicheren und im Aufbau einfachen Kontaktunterbre­ chungseinrichtung auszugestalten, die sich zudem mit we­ nigen nur in das Gehäuse einzulegenden Teilen montieren läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind erfindungsgemäß die im An­ spruch 1 genannten Merkmale vorgesehen. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstän­ de der Unteransprüche.

Von Vorteil bei der Erfindung ist insbesondere das günsti­ ge Übersetzungsverhältnis der auf den Kontakthebel wirken­ den Rolle in Verbindung mit dem geringen Schwenkweg des Betätigungsorgans. Hierbei liegen sich die Kraftangriffs­ punkte der Rolle in Schließrichtung und einer Feder in Öffnungsrichtung praktisch gegenüber, so daß keine zusätz­ lichen Biegemomente in den Kontakthebel eingeleitet werden. Dieser hat aufgrund seiner Abwinklung und durch das Heran­ führen an das Betätigungsorgan lange Hebelarme, die aus­ gewogene Kraftverhältnisse als Abbrandreserve bereitstel­ len und einen gleichmäßigen Kontaktdruck gewährleisten. Außerdem bewirkt die Abwinklung eine Schubwirkung des Kon­ takthebels auf dem Festkontaktstück, die die Selbstreini­ gung der Kontakte fördert. Schließlich tragen lange Füh­ rungsbahnen im Gehäuse für den Kontakthebel und das Fest­ kontaktstück zur exakten Lagebestimmung der so eingebau­ ten Teile bei, so daß nachträgliche Verschiebungen ausge­ schlossen sind und beim Anschließen der Zuleitungen am Einbauort der Trennvorrichtung keine nachteiligen Einflüs­ se auf diese funktionswichtigen Teile auftreten.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine in Ausschaltstellung befindliche Null­ leiter-Trennvorrichtung mit teilweise geöffnetem Gehäuse in Ansicht, während die

Fig. 2 schematisch einen Schnitt gemäß der Linie II-II nach Fig. 1 wiedergibt.

Fig. 3 zeigt die Trennvorrichtung in Draufsicht mit durch Strich-Punkt-Linien angedeutetem gekoppelten Lei­ tungsschutzschalter.

Die Nulleiter-Trennvorrichtung ist in einem aus einer un­ teren Gehäuseschale 1 a und einer teilweise aufgebrochen ge­ zeigten oberen Gehäuseschale 1 b zusammengesetzten Gehäuse untergebracht. Dieses ist etwa konturengleich mit einer in einer parallelen Ebene ankoppelbaren Unterbrechereinrich­ tung für Phasenkontakte, beispielsweise einem Leitungs­ schutzschalter 10 und hat etwa die halbe Polbreite solcher Schalter. In das Gehäuse 1 ist ein aus elektrisch leiten­ dem, federelastischem Werkstoff bestehender Kontakthebel 2 mit seinem einen zugleich ein Druckstück 2 a bildenden Ende zwischen angeformte Gehäusestege 1 c nahezu spielfrei einge­ legt und im kurzen Abstand dazu an einer Abbiegung 2 b zwischen zwei Gehäusetürmen 1 d zusätzlich abgestützt.

Der über die Gehäusetürme 1 d freistehende längere Teil des Kontakthebels 2 weist danach etwa in der Mitte eine kräfti­ ge Abwinklung 2 c auf, die gegen ein Betätigungsorgan 3 ge­ richtet ist, und bildet mit seinem anderen freien Ende ein bewegliches Kontaktstück 2 d. Dieses arbeitet auf ein Fest­ kontaktstück 4, welches ähnlich wie der Kontakthebel zwi­ schen Gehäusestege 1 e nahezu spielfrei eingelegt und eben­ falls als Druckstück 4 a ausgebildet ist. Die festliegenden Druckstücke 2 a bzw. 4 a bilden zusammen mit jeweils einer zwischen den Gehäuseschalen längsverschieblich geführten Buchsenklemme 5, 5′ mit Klemmschrauben 6, 6′ die Anschluß­ klemmen der Trennvorrichtung für den nicht gezeigten Null­ leiter.

Der Kontakthebel 2 wird in Ausschaltrichtung von einer im Gehäuse abgestützten Druckfeder 7 belastet, die in der Nähe des Scheitelpunktes der Abwinklung 2 c gegenüberliegend vom Betätigungsorgan 3 angreift. Dabei wird der Kontakthe­ bel in der in Fig. 1 gezeigten Ausschaltstellung gegen eine Rolle 8 und eine damit tangierende gewinkelte Ausnehmung 3 a des auf einem Gehäusezapfen 1 f schwenkbar gelagerten Betä­ tigungsorgans 3 gedrückt. Die Ausnehmung 3 a ist der Abwink­ lung des Kontakthebels flächig angepaßt und übernimmt zu­ gleich die Anschlagfunktion des Betätigungsorgans in der Ausschaltstellung.

Die Rolle 8 ist aus drei zylindrischen Abschnitten mit zwei unterschiedlichen Durchmessern gebildet, wobei zweckmäßi­ gerweise ein mittlerer Abschnitt 8 a mit kleinem Zylinder­ durchmesser und zwei äußere Abschnitte 8 b mit großem Zylin­ derdurchmesser vorgesehen sind. Der mittlere Abschnitt 8 a ist in eine einseitig offene Lagerpfanne 3 b des Betätigungs­ organs elastisch eingesprengt und dort drehbar gelagert, während die beiden äußeren Abschnitte 8 b die seitliche Füh­ rung übernehmen und mit ihrer Mantelfläche auf der Ober­ seite 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 3 c des Betätigungsorgans angreifende Kraft auf den Kontakt­ hebel überträgt. Da die Zylinderdurchmesser ein Verhältnis von etwa 1 : 2,5 haben, verringert sich im entsprechenden Ver­ hältnis der Kraftbedarf am Knebel.

Zum Einschalten der Trennvorrichtung wird das Betätigungs­ organ manuell am Knebel 3 c im Uhrzeigersinn verschwenkt. Dabei bewegt sich die Rolle mit ihren großen Zylinderab­ schnitten 8 b auf der schräg ansteigenden Oberfläche der Ab­ winklung 2 c über die Mittelsenkrechte hinaus bis nahe des Scheitelpunktes 2 e und drückt den Kontakthebel mit seinem Kontaktstück 2 d auf das Festkontaktstück 4, welches seiner­ seits 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 kon­ taktseitiges Ende eine ausreichende Eigenelastizität, wo­ bei die sich spreizende Abwinklung zusätzlich eine Gleit­ bewegung in die Kontaktebene einleitet und damit zur Selbst­ reinigung der Kontaktoberfläche beiträgt.

In Ausschaltrichtung wird die Elastizität des Kontakthe­ bels in dem ebenfalls sehr langen Bereich zwischen den Gehäusetürmen 1 d und dem Auflagepunkt der Rolle 8 und zu­ sätzlich die Kraft der Druckfeder 7 wirksam. Dadurch steht eine ausreichend große Öffnungskraft zur Verfügung, die ne­ ben einer schnellen Öffnung eine ausreichend große Abriß­ kraft an der Kontaktstelle 2 d/4 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 Betäti­ gungsorgan 3 erfolgt. Da aus Sicherheitsgründen eine Tren­ nung des Nulleiters nur erfolgen darf, wenn der dazuge­ hörige Phasenkontakt bereits abgeschaltet ist oder zumin­ dest voreilend ebenfalls abgeschaltet wird, übergreift bei­ spielsweise der Knebel 3 c vorstehend einen Knebel 10 a des benachbarten Leitungsschutzschalters von der Ausschalt­ seite her. Eine Kopplung der beiden Knebel über Steckachsen und entsprechende Kulissen ist ebenso möglich. Dadurch ist gewährleistet, daß bei ausgeschaltetem Leitungsschutzschal­ ter die Nulleiter-Trennvorrichtung sich sowohl in Ein­ schaltstellung als auch in Ausschaltstellung befinden kann. Es wird jedoch mit Sicherheit verhindert, daß sich die Nulleiter-Trennvorrichtung bei eingeschaltetem Leitungs­ schutzschalter ohne diesen abschalten läßt, da beim manu­ ellen Ausschalter der vorstehende Knebel 3 c den Knebel 10 a und damit den Mechanismus des Leitungsschutzschalters zwangsweise in die Ausschaltstellung mitnimmt. Im umge­ drehten Fall wird beim manuellen Einschalten des Leitungs­ schutzschalters am Knebel 10 a auch der Nulleiter zwangs­ weise mit eingeschaltet, so daß bei geschlossenen Phasen­ kontakten in jedem Fall die Kontakte der Nulleiter-Trenn­ vorrichtung geschlossen sind.

Claims (10)

1. Nulleiter-Trennvorrichtung zur mechanischen Kopplung an eine Unterbrechereinrichtung für Phasenkontakte mit einer aus einem elastisch biegbaren, einseitig befestig­ ten Kontakthebel und einem Festkontaktstück gebildeten Kontaktanordnung, die mit Anschlußklemmen leitend ver­ bunden innerhalb eines mit der Unterbrechereinrichtung etwa konturengleichen Gehäuses untergebracht ist, wo­ bei der Kontakthebel über ein von Hand schaltbares im Gehäuse schwenkbar gelagertes Betätigungsorgan steuer­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der lediglich im Gehäuse (1) eingespannte Kontakthebel (2) von einer in seinem mittleren, eine Abwinklung (2 c) aufweisenden Be­ reich angreifenden und auf seiner Oberfläche gleitenden, im Betätigungsorgan (3) gelagerten Rolle (8) entgegen der Kraft einer Feder (7) in Kontaktschließrichtung beaufschlagt ist.

2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rolle (8) mehrere zylindrische Abschnit­ te (8 a/8 b) mit zwei unterschiedlich gestuften Durch­ messern aufweist, von denen Abschnitte (8 a) mit klei­ nem Zylinderdurchmesser im Betätigungsorgan (3) gela­ gert sind, während Abschnitte (8 b) mit großem Zylinder­ durchmesser als Druckrolle für den Kontakthebel (2) ausgebildet sind.

3. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einer aus drei Abschnitten gebildeten Rolle (8) der kleine Zylinderdurchmesser (Abschnitt 8 a) in der Mitte befindlich ist und in eine einseitig offe­ ne Lagerpfanne (3 b) des Betätigungsorgans (3) selbst­ haltend eingesprengt ist, während die beiden äußeren im Durchmesser größeren Abschnitte (8 b) beiderseits des Betätigungsorgans (3) eine axiale Führung bewirken.

4. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden unterschiedlichen Zylinder­ durchmesser der Rolle (8) etwa ein Verhältnis von 1 : 2,5 aufweisen.

5. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (3) mit einer der Abwinklung (2 c) des Kontakthebels (2) ange­ paßten und dessen Öffnungsweg begrenzenden gewinkelten Ausnehmung (3 a) versehen ist (Fig. 1).

6. Trennvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausnehmung (3 a) des Betätigungsorgans (3) auf einer Seite mit dem großen Zylinderdurchmesser (Ab­ schnitt 8 b) der Rolle (8) tangiert, während ihre andere Seite in der Ausschaltstellung als Anschlagfläche am Kontakthebel (2) ausgebildet ist.

7. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kontakthebel (2) auf sei­ ner der Kontaktstelle (2 d) gegenüberliegenden Seite (2 a) lediglich fest im Gehäuse (-stege 1 c) eingelegt ist.

8. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kontakthebel (2) und das Festkontaktstück (4) an ihren der Kontaktstelle (2 d/4) jeweils abgekehrten freien Enden zugleich als Druck­ stück (2 a bzw. 4 a) jeweils einer nur eingelegten, im Gehäuse verschieblich geführten Buchsenklemme (5, 5′) ausgebildet sind.

9. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kontaktdruck und die Ab­ brandreserve an der Kontaktstelle (2 d) durch Eigen­ federung des Kontakthebels (2) erzielt ist.

10. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mittels un­ verlierbarer beweglich angeordneter Klammern (9) an das in einer parallelen Ebene befindliche konturen­ gleiche Gehäuse eines als Unterbrechereinrichtung die­ nenden Leitungsschutzschalters (10) ankuppelbar ist.