DE3614702A1

DE3614702A1 - Schaltungsunterbrecher

Info

Publication number: DE3614702A1
Application number: DE19863614702
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Fujihisa; Hiroshi Fujii; Yoshiaki Kobayashi; Kiyoshi Fukuyama Hiroshima Matsuura; Hirotoshi Ohishi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-05-01
Filing date: 1986-04-30
Publication date: 1986-11-06
Also published as: HK34190A; AU5701086A; AU563224B2; US4743878A; GB2176659B; GB2176659A; GB8610695D0

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltungsunterbrecher, insbesondere einen Schaltungsunterbrecher, der einen Kipphebel-Gelenkmechanismus, bestehend aus einem Betätigungsgriff und einem Verbindungsteil, einen Verriegelungshebel zum Festhalten und Freigeben eines beweglichen Teiles und des Verbindungsteiles, sowie eine Überstrom-Auslöseeinrichtung aufweist.

Ein herkömmlicher Schaltungsunterbrecher dieser Art hat einen Aufbau gemäß Fig. 1 und 2. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht zur Erläuterung des Auschalt-Zustandes «Lets herkömmlichen Schaltungs-

Unterbrechers, und Hg;/ 2 zeig»; eine perspektivische Explosionsdarstelluiig 2ur Erläuterung des Haupteiles des Schaltungsunterbrechers. In Fig. 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Basis aus einem elektrisch ° isolierenden Material. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Griff oder ein Betätigungsteil, das um eine Welle 101 drehbar gelagert ist, die ein Teil der Basis 1 bildet. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Torsionsfeder, die auf der Welle 101 montiert ist und die mit ihrem einem Ende mit der Basis 1 in Eingriff steht und mit ihrem anderen Ende mit dem Betätigungsteil 2 in Eingriff steht, um das Betätigungsteil 2 im Gegenuhrzeigersinn vorzuspannen.

Ein U-förmiger Stift 4 bildet ein Verbindungsteil, das mit einem Schenkel drehbar in ein nicht dargestelltes Loch im inneren Ende 201 des Betätigungsteiles 2 eingesetzt ist. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet ein bewegliches Teil, das von einer Welle 6 drehbar gelagert ist, welche in einem Langloch 102 in der Basis 1 gelagert ist. Das bewegliche Teil 5 hat ein Paar von ersten und zweiten Verriegelungsflächen 5a und 5b an einem der Drehendbereiche. Ein Verriegelungshebel 7 ist von der Welle 6 drehbar gelagert und normalerweise von einer Torsionsfeder 8 in der entgegengesetzten Richtung vorgespannt wie das bewegliche Teil 5 vorgespannt ist; der Verriegelüngshebel 7 hat ein Verriegelungsteil 7a, um normalerweise das andere Ende des Verbindungsteiles 4 zusammen mit den

Verriegelungsflächen 5a und 5b zu halten. 30

Eine Achse 11 ist am beweglichen Teil 7 angebracht. Ein beweglicher Kontakt 12 ist an einem Ende des beweglichen Teiles 5 befestigt. Eine Achse 13 ist an der Basis 1 montiert. Eine Spann- oder Zugfeder 14 ist zwischen der Achse 13 und der Achse 11 angeordnet. Ein stationäres Teil 15 ist an der Basis 1 befestigt. Ein stationärer Kontakt 16 ist am stationären Teil 15 so befestigt, daß er dem beweglichen Kontakt 12 gegenüberliegt. Eine Spule

-,ΤΙ ist mit einem Ende elektrisch mit dem stationären Kontaktteil 15 verbunden, und: ein 'Anschluß; 18 ist mit der Spule 17 elektrisch verbunden, um daran einen nicht dargestellten externen Leiter über einen Drahthalter 19 und eine Schraube 20 anzuschließen.

Ein Joch 21 ist an der Basis 1 angebracht, um einen Magnetkreis zu bilden. Ein Kolben 22 wird bei der Darstellung in der Zeichnung nach links gegen die Federkraft der Druckfeder 23 angezogen, wenn die Spule 17 erregt wird, und die Spule 17 ist um einen Spulenkörper 24 gewickelt, durch dessen Hohlteil sich der Kolben 22 lose erstreckt. Eine Stange 25 wird bei der dargestellten Anordnung nach links angetrieben, wenn der Kolben 22 angezogen wird. Ein flexibler Kupferdraht 26 ist an einem Ende elektrisch mit dem beweglichen Teil 5 verbunden, während das andere Ende des flexiblen Kupferdrahtes elektrisch mit einem Bimetall 27 verbunden ist. Das eine Ende des Bimetalls 27 ist an einem Anschluß 28 befestigt, um daran eine nicht dargestellte externe Leitung über einen Drahthalter 29 und eine Schraube 30 anzuschließen. Eine Stellschraube 31 ist in den Anschluß 28 eingeschraubt. Ein Isolierrohr 32 ist an dem Bimetall 27 angeordnet. Ein Bogenlaufteil 33 ist an einem Ende an dem Anschluß 28 befestigt und mit seinem anderen Ende in eine Nut in der Basis 1 eingesetzt, wobei Seitenplatten 34 parallel zur Bewegungsrichtung des Bogens zu beiden Seiten des Bogenlaufteiles 33 vorgesehen sind. Eine Bogenlöschkammer 35 dient zum Löschen eines Bogens, der zwischen dem beweglichen Kontakt 12 und dem stationären Kontakt 16 erzeugt wird, wobei eine Vielzahl von Gittere lementen 36 in vorgegebenen Abständen von einem Paar von Seitenplatten 37 gehalten ist.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, wird dann, wenn der Schaltungsunterbrecher sich entweder im Ausschalt-Zustand gemäß Fig. 1 oder im Einschalt-Zustand gemäß Fig. 3 befindet, das Verbindungsteil 4 von den

Verriegelungsf lachen* 5a »and 5b des -oewöglichen Teiles 5 und dem Verriegelung teil 7a des Vcrriegelungshebels 7 gehalten. Wenn das Betätigungsteil 2 des Schaltungsunterbrechers aus dem Ausschalt-Zustand gemäß Fig. 1 in der Richtung nach rechts gedreht wird (Einschalten), streckt sich der Kipphebel-Gelenkmechanismus, der von dem inneren Ende 201 des Betätigungsteiles 2 und dem Verbindungsteil 4 gebildet wird, wobei er über den Totpunkt hinausgeht, so daß dafür gesorgt wird, daß sich das bewegliche Teil 5 im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 6 dreht, und der bewegliche Kontakt 12 kommt mit dem stationären Kontakt 16 in Eingriff, so daß der Einschalt-Zustand gemäß Fig. 3 gebildet wird. Wenn dann das Betätigungsteil 2 in der Richtung nach links gedreht wird (Ausschalten), so klappt der von dem inneren Ende 201 des Betätigungsteiles 2 und dem Verbindungsteil 4 gebildete Kipphebel-Gelenkmechanismus zusammen und geht über den Totpunkt hinaus, so daß das bewegliche Teil 5 um die Achse 6 im Uhrzeigersinn gedreht wird, um den beweglichen Kontakt 12 vom stationären Kontakt 16 zu trennen und den Ausschalt-Zustand gemäß Fig. 1 herbeizuführen.

Wenn dann ein relativ kleiner überstrom, z.B. ein Überlaststrom fließt, wird das Bimetall 27 im Zustand gemäß Fig.

aufgrund der Joule'sehen Wärme ausgelenkt, so daß das Bimetall 27 mit seinem Spitzenbereich gegen den Hebel 7 ' drückt, um den Eingriff des anderen Endes des Hebels 7 zu lösen, wobei das bewegliche Teil 5 von der Vorspannungskraft der Spannfeder 14 im Uhrzeigersinn um die Achse 6 gedreht wird, um den beweglichen Kontakt 12 vom stationären Kontakt 16 zu trennen, so daß der Zustand im Augenblick der Auslösung gemäß Fig. 4 erreicht wird.

Danach bewirkt die Vorspannungskraft der Torsionsfeder eine Drehung des Betätigungsteiles 2 im Gegenuhrzeigersinn, wobei das andere Ende des Verbindungsteiles 4 zwischen die Verriegelungsflächen 5a und 5b und das Verriegelungsteil 7a gebracht wird, um das Verbindungsteil 4 mit den

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-v5-

Verriegelungsflächen 5a und 5b und.dem Verriegelungsteil 7a zu halten, was den Au3schart--Zuätand !gemäß Fig. 1 ergibt. Das bedeutet, daß eine automatische Rückstellung erhalten wird. Die oben beschriebene Auslösung wird mit einer Zeitverzögerung erreicht.

Wenn andererseits ein großer überstrom, wie z.B. ein Kurzschlußstrom fließt, wird die Spule 17 erregt und zieht den Kolben 22 gegen die Vorspannungskraft der Druckfeder 23 an, wobei die Stange 25 herausgedrückt wird, um den Hebel 7 im Uhrzeigersinn um die Achse 6 zu drehen, so daß das andere Ende des Verbindungsteiles 4 freigegeben wird. Danach ist die Wirkungsweise die gleiche wie bei dem Betrieb, wenn ein Überlaststrom die Auslösung bewirkt. Diese Auslösung wird momentan erreicht.

Da bei dem herkömmlichen Schaltungsunterbrecher der oben beschriebenen Art der Verriegelungshebel 7 mit einer Achse 6 am beweglichen Teil 5 angebracht ist, wird beim Kurzschluß eine Aufprallkraft von der Stange 25 über die Achse 6 direkt auf das bewegliche Teil 5 übertragen, was eine momentane Trennung des beweglichen Kontaktes 12 vom stationären Kontakt 16 bewirkt, so daß ein elektrischer Bogen zwischen ihnen erzeugt wird und ein sofortiges erneutes Schließen erfolgt, was das Problem der Kontaktverschweißung mit sich bringt. Da außerdem das bewegliche Teil 5 elektromagnetisch abgestoßen wird, um sich zusammen mit dem Verriegelungshebel 7 zu trennen, wenn ein Kurzschlußstrom ansteigt, wird der Zeitpunkt verzögert, bei dem die Stange 25 den Verrieglungshebel 7 wegdrückt, was zu einer Verzögerung bei der Auslösung führt. Dadurch entsteht das Problem, daß eine schnelle Unterbrechung nicht durchgeführt werden kann. Dieses Problem ist schwerwiegend bei höheren momentanen Auslösestromwerten.

λ Aufgabe der Erfindung ist daher, einen Schaltungsunterbrecher anzugeben, bei dem ein Verschweißen der Kontakte

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nicht ohne weiteres -sta+tfipclet und-bei dem rasche Unterbrechung gewährleistet ist..

Gemäß der Erfindung wird somit ein Schaltungsunterbrecher angegeben, bei dem ein Loch, insbesondere ein kreisförmiges Loch in der Basis vorgesehen ist, so daß der Verriegelungshebel von einer Achse gelagert ist, die in dem kreisförmigen Loch aufgenommen ist, wobei ein Langloch in dem beweglichen Teil ausgebildet ist, so daß das Langloch das bewegliche Teil auf der Basis mittels einer Achse lagert.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Verriegelungshebel mit einem Vorsprung ausgebildet, um den Verriegelungshebel in der Richtung zum Lösen des Eingriffs des Verbindungsteiles zu drehen, und zwar durch die Trennung des beweglichen Teiles aufgrund der elektromagnetischen Abstoßung.

Beim erfindungsgemäßen Schaltungsunterbrecher wird die auf den Verriegelungshebel ausgeübte Stoß- oder Aufprallkraft direkt durch die Achse auf die Basis übertragen, nicht aber auf das bewegliche Teil.

Das bewegliche Teil drückt gegen den Vorsprung des Verriegelungshebels bei der Trennung aufgrund der elektro- magnetischen Abstoßung, um den Verriegelungshebel in die Richtung zum Lösen des Eingriffs des Verbindungsteiles zu drehen, um die Auslösung zu erzielen.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

"SL Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt zur Erläuterung

des Ausschalt-Zustandes eines herkömmlichen

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— 7 —
Schaltungsunterbrechers;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung zur Erläuterung der Hauptteile eines herkömmlichen Schaltungsunterbrechers gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht im Schnitt zur Erläuterung des Einschalt-Zustandes des Schaltungsunterbrechers gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Seitenansicht im Schnitt zur Erläuterung

der Wirkungsweise des Schaltungsunterbrechers;

Fig. 5 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Hauptteile des erfindungsgemäßen Schaltungs

unterbrechers; und in

Fig. 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Hauptteile einer weiteren Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Schaltungsunterbrechers.

Eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Dabei werden die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Teile wie bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 4 verwendet. Das Bezugszeichen 103 bezeichnet ein kreisförmiges Loch, das · in der Basis 1 ausgebildet ist. Das Bezugszeichen 5c bezeichnet jeweils ein Langloch, die jeweils im beweglichen Teil 5 ausgebildet sind und durch die sich die Achse 6 erstreckt. Der Verriegelungshebel 7 ist direkt von der Achse 6 gelagert, die in dem kreisförmigen Loch 103 in der Basis 1 aufgenommen ist.

Im übrigen ist der Aufbau der Anordnung der gleiche wie bei der oben beschriebenen Anordnung, so daß die Beschreibung der entsprechenden Teile und Baugruppen an dieser Stelle entbehrlich erscheint.

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Bei einer derartigen Anordnung ρind die öffnungs- und Schließvorgänge der Kontakte im wesentlichen die gleichen wie bei der herkömmlichen Anordnung. Wenn großer Überstrom, wie z.B. ein Kurzschlußstrom fließt, wird die Spule 17 erregt und zieht den Kolben 22 gegen die Vorspannungskraft der Druckfeder 23 an, um die Stange 25 herauszudrücken. Dadurch wird bewirkt, daß der Verriegelungshebel 7. sich im Uhrzeigersinn um die Achse 6 dreht, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, so daß das andere Ende des Verbindungsteiles 4 freigegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die auf den Verriegelungshebel 7 ausgeübte Stoß- oder Aufprallkraft über die Achse 6 direkt auf die Basis 1 übertragen, und die auf das bewegliche Teil 5 übertragene Kraft wird durch das Langloch bzw. die Langlöcher 5c reduziert, so daß der bewegliche Kontakt 12 und der stationäre Kontakt 16 nicht getrennt werden.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform gemäß der Erfindung_/wobei das Bezugszeichen 103 ein Kreisloch in der Basis 1 bezeichnet. Das Bezugszeichen 5c bezeichnet jeweils ein Langloch in dem beweglichen Teil 5, durch welche sich die Achse 6 erstreckt. Der Verriegelungshebel 7 ist mit einem, gegebenenfalls hakenförmigen Vorsprung 7b versehen und von der Achse 6 direkt gelagert, die in dem kreisförmigen Loch 103 in der Basis 1 aufgenommen ist.

Bei einer derartigen Bauweise sind die öffnungs- und Schließvorgänge der Kontakte die gleichen wie bei einer herkömmlichen Anordnung. Wenn ein großer überstrom, wie z.B. ein Kurζschlußstrom fließt, bewirken eine Kontaktabstoßungskraft, die zwischen dem beweglichen Kontakt 12 und dem stationären Kontakt 16 erzeugt wird, sowie die Parallelleiter-Abstoßungskraft, die zwischen dem beweglichen Teil 5 und dem stationären Teil 15 erzeugt wird, daß das bewegliche Teil 5 getrennt wird, wobei gegen den

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Vorsprung 7b des Verrlegelungshebelfe 7 gedrückt wird, um den Verriegelungshebel 7 im "Uhrzeigersinn zu drehen, so daß der Eingriff des Verbindungsteiles 4 gelöst wird, um den Unterbrecher auszulösen. Zu diesem Zeitpunkt wird außerdem der Kolben 22 angezogen und die Stange 25 herausgedrückt, um den Verriegelungshebel 7 im Uhrzeigersinn zu drehen. Diese Wirkung wird mehr verzögert im Vergleich zu der Abstoßungstrennung des beweglichen Teiles 5, wenn der Strom ansteigt. 10

Während bei den oben beschriebenen Ausführungsformen das Gehäuse als Basis 1 verwendet wird,in der das kreisförmige Loch 103 ausgebildet ist, kann auch eine Trägerplatte zur Lagerung des Kipphebel-Gelenkmechanismus, des bewegliehen Teiles 5 und des Verriegelungshebels 7 als Basis verwendet und in dem Gehäuse untergebracht werden, was ähnliche Vorteile wie bei den obigen Ausführungsformen mit sich bringt.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, wird gemäß der Erfindung ein Schaltungsunterbrecher angegeben, bei dem die Kontakte nicht ohne weiteres verschweißen, da ein kreisförmiges Loch in der Basis ausgebildet ist, der Verriegelungshebel direkt von der Achse in dem kreisförmigen Loch gelagert wird, ein Langloch in dem beweglichen Teil ausgebildet ist und das bewegliche Teil von * der Basis mit der Achse in dem Langloch gelagert wird. Da außerdem der Verriegelungshebel mit einem Vorsprung ausgebildet sein.kann, um den Verriegelungshebel in der Richtung zu drehen, um den Eingriff des Verbindungsteiles durch die Trennung des beweglichen Teiles aufgrund der elektromagnetischen Abstoßung zu lösen, läuft der Auslöse vorgang rasch ab und ermöglicht es, eine schnellwirkende Strombegrenzungsunterbrechung hoher Ströme zu erzielen.

Dieser Vorteil ist besonders wichtig im Zusammenhang mit höheren Strömen bei einem hohen momentanen Stromauslösewert.

ι β·* - Leerseite -

Claims

Meissner, Bolte & Partner Patentanwälte · European Patent Attorneys München · Bremen* 36U702 Meissner, Bolle Sc Pirtner, Postfach 860624, D-8000 München 86 Anmelder: Mitsubishi Denki K.K. 2-3, Marunouchi 2-chome Chiyoda-ku Tokyo Japan Dr; Eugen Popp Dipl.-Ing., Dipl.-W.-Ing, WoirE.Sajda Dip1.-Phys. Hans Meissner* DipUng. (bis 1980) Erich Bolte* Dipl.-Ing. Dr. Claus Reinländer Dipl.-lng. Dr. Johannes Bohnenbcrger Dipl.-Ing. Friedrich Möller' Dipl.-Ing. BÜRO MÜNCHEN/MUNICH OFFICE: Widenmayerstraße 48 Postfach/P.O. Box 860624 D-8000 München 86 Telefon: (089) 222631 Telex: 5 213 222 epod Telekopierer: (089) 221721 Ihr Zeichen Yourref. Ihr Schreiben vom Your letter of Unser Zeichen Our ref. M/SOG-168-DE Datum Date 30. April Sj /cd 1986 Schaltungsunterbrecher Patentansprüche

1. Schaltungsunterbrecher, gekennzeichnet durch

- ein Betätigungsteil (2), das von einer Basis (1) für eine Drehbewegung gelagert ist;

- ein Verbindungsteil (4), das an seinem einen Ende mit dem Betätigungsteil (2) drehbar verbunden ist, um zusammen mit dem Betätigungsteil (2) einen Kipphebel-Gelenkmechanismus zu bilden;

- ein bewegliches Teil (5), das ein Langloch (5c) aufweist, mit dem Langloch (5c) von der Basis (1) drehbar getragen
ist sowie an einem Endbereich des Drehteiles einen beweglichen Kontakt (12) aufweist;

ORIGINAL INSPECTED

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- einen Verriegelungshebel (7), dar-mit einer Achse (6) in einem kreisförmigen: koch i'tQiY. in der Basis (1) drehbar gelagert ist, um das Verbindungsteil (4) zu verriegeln, so daß das bewegliche Teil (5) und das Verbindungsteil (4) normalerweise miteinander verbunden sind; und

- eine überstrom-Auslöseeinrichtung (17, 23 - 27) zum Drehen des Verrieglungshebels (7), wenn ein überstrom fließt, der einen vorgegebenen Wert überschreitet, um den Eingriff des beweglichen Teiles (5) und des Verbindungsteiles (4) zu lösen und den beweglichen Kontakt (12) von einem stationären Kontakt (16) zu trennen.

2. Schaltungsunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Verriegelungshebel (7) einen Vorsprung (7b) :

aufweist, der daran ausgebildet ist, um den Verrie- '

gelungshebel (7) in der Richtung zum Lösen des Eingriffs des Verbindungsteiles (4) durch die Trennung des beweglichen Kontaktes (12) aufgrund der elektromagnetischen Abstoßungskraft beim Kurzschluß zu drehen.

3. Schaltungsunterbrecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Basis (1) von einem Gehäuse mit einer Öffnung gebildet wird.

4. Schaltungsunterbrecher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Basis (1) eine Tragplatte aufweist, die in dem Gehäuse montiert ist und den Kipphebel-Gelenkmechanismus (2, 4), das bewegliche Teil (5) und den Verriegelungshebel (7) lagert.

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-3-

5. Schaltungsuntertfrscfcer Jiach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,^: " ' daß die Überstrom-Auslöseeinrichtung (17, 23 - 27) eine Spule (17) und einen Kolben (22, 25) zur Betätigung des Verriegelungshebels (7) aufweist.