DE3724464A1 - Schaltungsunterbrecher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltungsunterbrecher, bei dem ein beweglicher Kontakt bewegt wird, um zu öffnen, und zwar aufgrund einer elektromagnetischen Abstoßungskraft, die aus einem starken Strom unabhängig von der Unterbrechungsbetätigung durch einen automatischen Schaltmechanismus resultiert.

Ein herkömmlicher Schaltungsunterbrecher, auf den sich die Erfindung bezieht, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 beschrieben. Die Fig. 1 zeigt eine Seitenan­ sicht im Schnitt eines herkömmlichen Schaltungsunterbrechers, Fig. 2 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht von Fig. 1 zur Erläuterung der EIN-Position, Fig. 3 zeigt eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung zur Erläuterung der AUS-Position, Fig. 4 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, aber zur Er­ läuterung der SCHALT-Position, Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, aber zur Erläuterung der elektromagnetisch be­ tätigten Position, und Fig. 6 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, aber zur Erläuterung der Position, in der der erste Kontaktarm zurückgestellt wird.

In diesen Fig. 1 bis 6 der Zeichnung erkennt man den Schaltungsunterbrecher insgesamt, der ein elektrisch iso­ lierendes Gehäuse 1 aufweist, welches aus einer Basis 1 a und einem Deckel 1 b besteht. Ein stationärer versorgungs­ seitiger Leiter 2 ist auf der Basis 1 a montiert, an welchem ein stationärer Kontakt 3 befestigt ist. Eine automatische Schalteinheit 4 ist in dem Gehäuse 1 untergebracht, und ein stationärer lastseitiger Leiter 5 ist mit der automatischen Schalteinheit 4 elektrisch verbunden. Ein beweglicher Kontakt 6 ist an einem beweglichen Teil 7 befestigt, welches elektrisch mit der automatischen Schalteinheit 4 verbunden ist, und zwar über einen flexiblen Leiter 8 und ein Verbindungsteil 9. Das bewegliche Teil 7 ist von einer Kontakthebelanordnung 10 gehaltert; diese weist einen ersten Kontaktarm 10 a, der mit einem nachstehend im einzelnen beschriebenen Betätigungs­ mechanismus 20 verbunden ist, und einen zweiten Kontaktarm 10 b auf, an dem das bewegliche Teil 7 mit einem ersten Zapfen 11 drehbar gelagert ist.

Der erste Kontaktarm 10 a jeder Poleinheit ist außerdem mit einer Querschiene 13 für die gleichzeitige Bewegung sämtlicher Poleinheiten verbunden. Der erste Kontaktarm 10 a und der zweite Kontaktarm 10 b sind mit einem Drehzapfen 12 innerhalb des Gehäuses 1 unabhängig drehbar gelagert. In dem ersten Kontaktarm 10 a ist ein erstes Führungsloch 14 ausgebildet, daß sich im wesentlichen in der Bewegungsrichtung des Kontakt­ armes 10 a erstreckt. In dem zweiten Kontaktarm 10 b ist ein zweites langgestrecktes Führungsloch 15 ausgebildet, das sich in der Richtung der Erstreckung des Kontaktarmes 10 b erstreckt.

Ein Zapfen 16 erstreckt sich durch das erste und das zweite Führungsloch 14 und 15, um die relative Drehbewegung zwischen den ersten und zweiten Kontaktarmen 10 a und 10 b zu begrenzen.

Der Zapfen 16 ist zum freien Ende des Kontaktarmes 10 b hin mit einer Spannfeder 17 vorgespannt, die zwischen dem Zapfen 16 und dem Zapfen 11 montiert ist, der das bewegliche Teil 7 drehbar mit dem zweiten Kontaktarm 10 b verbindet. Um eine Kontakt-Vorspannungskraft zwischen dem beweglichen und dem stationären Kontakt 6 bzw. 3 auszubilden, ist eine Kontakt-Druckfeder 18 zwischen dem beweglichen Teil 7 und dem zweiten Kontaktarm 10 b angeordnet.

Ein Betätigungsgriff 19 ist mit einem Betätigungsmechanismus 20 verbunden, der eine auslösbare Wiege oder Gabel 20 a mit einem Anschlagstift 21 und einem Paar von Gelenkhebeln 20 b und 20 c aufweist, die zwischen der Gabel 20 a und dem ersten Kontaktarm 10 a angeordnet und mit diesen mit Gelenkzapfen 22 a und 22 b verbunden sind. Wie an sich bekannt, ist ein Bogenlöscher 23 vorgesehen, um einen Bogen zu löschen, der zwischen den getrennten Kontakten erzeugt werden kann, wenn diese voneinander getrennt werden.

Wenn der Schaltungsunterbrecher sich in der EIN-Position gemäß Fig. 1 und 2 befindet, so fließt ein elektrischer Strom von dem stationären versorgungsseitigen Leiter 2 zu dem stationären lastseitigen Leiter 5 durch den stationären Kontakt 3, den beweglichen Kontakt 6, das bewegliche Teil 7, den flexiblen Leiter 8, das Verbindungsteil 9 und die automatische Schalteinheit 4 in der genannten Reihenfolge. Wenn der Betätigungsgriff 19 in die AUS-Position bewegt wird, wie es mit einem Pfeil 24 in Fig. 2 angedeutet ist, wird die Kontaktgeberanordnung 10 durch den Betätigungs­ mechanismus 20 angehoben, so daß der bewegliche Kontakt 6 zusammen mit dem beweglichen Teil 7 von dem stationären Kontakt 3 wegbewegt wird, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, so daß die Kontakte 3 und 6 öffnen. Da zu diesem Zeitpunkt der zweite Zapfen 16 sich in einem Aussparungsteil 14 a des Führungsloches 14 befindet, und zwar aufgrund der Vorspannungs­ funktion der Spannfeder 17, wird der zweite Kontaktarm 10 b um den Drehzapfen 12 durch den Betätigungsmechanismus 20 zusammen mit dem ersten Kontaktarm 10 a in der Öffnungsrichtung gedreht, bis er gegen den Anschlagstift 21 anliegt.

Wenn in der EIN-Position gemäß Fig. 1 und 2 ein Überlaststrom durch den Schaltungsunterbrecher fließt, so wird die auto­ matische Schalteinheit 4 betätigt, um die Gabel oder Wiege 20 a des Betätigungsmechanismus 20 auszulösen, so daß diese sich in der Richtung eines Pfeiles 25 in Fig. 2 drehen kann. Dann drehen die Gelenkhebel 20 b und 20 c des Betätigungsme­ chanismus 20 die Kontakthebelanordnung 10 im Uhrzeigersinn bei der Darstellung in der Zeichnung, um den beweglichen Kontakt 6 von dem stationären Kontakt 3 zu trennen und da­ durch den Überlaststrom zu unterbrechen. Dies ist die soge­ nannte geschaltete oder ausgelöste Position.

Da während dieser Bestätigung der zweite Zapfen 16 sich in dem Aussparungsteil 14 a des Führungsloches 14 befindet, nämlich durch die Wirkung der Spannfeder 17 in gleicher Weise wie in der AUS-Position gemäß Fig. 3, wird der zweite Kontaktarm 10 b von dem Betätigungsmechanismus 20 zusammen mit dem ersten Kontaktarm 10 a um den Drehzapfen 12 im Uhr­ zeigersinn gedreht, bis er gegen den Anschlagstift 21 anliegt.

Wenn ein großer Strom, wie z.B. ein Kurzschlußstrom, durch den Schaltungsunterbrecher in der EIN-Position gemäß Fig. 1 und 2 fließt, so bewirkt eine elektromagnetische Abstoßungs­ kraft, die zwischen dem stationären Leiter 2 und dem beweg­ lichen Teil 7 erzeugt wird, daß sich das bewegliche Teil 7 sofort von dem stationären Leiter 2 trennt, wie es Fig. 5 zeigt.

Da der Betätigungsmechanismus 20 es zu diesem Zeitpunkt dem ersten Kontaktarm 10 a nicht ermöglicht, betätigt zu werden, da er selbst noch nicht betätigt worden ist, dreht sich der zweite Kontaktarm 10 b im Uhrzeigersinn gemäß einem Pfeil 26 um den Drehzapfen 12, indem er den zweiten Zapfen 16 gegen die Federkraft der Spannfeder 17 aus dem Aussparungsteil 14 a längs des Führungsloches 14 bewegt, bis er gegen das Endteil 14 b des Führungsloches 14 anliegt. Eine elektromagnetische Abstoßungskraft wird sehr rasch beim Auftreten eines Kurzschlußstromes erzeugt, und somit wird die Kontakt-Trennung erzielt, bevor die automatische Schalteinheit 4 betätigt wird, was ein hohes Strombegrenzungsvermögen ergibt.

Unmittelbar nachdem die elektromagnetische Abstoßungs-Trennung erreicht ist, schaltet die automatische Schalteinheit 4 und dreht den ersten Kontaktarm 10 a, um den zweiten Zapfen 16 in das Aussparungsteil 14 a des Führungsloches 14 zurückzubringen, nachdem er die Position gemäß Fig. 6 passiert hat, um die ausgelöste oder geschaltete Position gemäß Fig. 4 einzu­ nehmen. Dies wird als Rückstellen der Kontakthebelanordnung 10 bezeichnet. Zu dieser Zeit wird der zweite Zapfen 16 längs einer Zapfengleitfläche 15 a des Langloches 15 bewegt, wobei er durch die Spannfeder 17 gegen die Zapfengleitfläche 14 c des Führungsloches 14 vorgespannt ist.

Bei dem herkömmlichen Schaltungsunterbrecher der oben be­ schriebenen Art ist der Winkel R1, der zwischen der Zapfen­ gleitfläche 15 a des Langloches 15, längs der der zweite Zapfen 16 gleitet, und der Zapfengleitfläche 14 c des Führungs­ loches 14 kleiner als 90°; die (nach oben gerichtete) Rück­ stellkraft des ersten Kontaktarmes 10 a bewirkt eine Kraft, welche den zweiten Zapfen 16 nach unten gegen die Zapfengleit­ fläche 15 a des Langloches 15 drückt. Dann befindet sich der zweite Zapfen 16 in einer sandwichartigen Anordnung zwischen der Zapfengleitfläche 15 a des Langloches 15 a und der Zapfen­ gleitfläche 14 c des Führungsloches 14 durch die oben erwähnte Rückstellkraft, so daß die Bewegung des ersten Kontaktarmes 10 a schwach wird und die Rückstell-Belastung zunimmt, was in nachteiliger Weise eine große mechanische Kraft erfordert.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schaltungsunter­ brecher der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem das Rückstellen der Kontakthebelanordnung in gleichmäßiger Weise und ohne großen Kraftaufwand erfolgt.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung in zufriedenstellender Weise erreicht. Gemäß der Erfindung wird ein Schaltungs­ unterbrecher angegeben, bei dem der zweite Zapfen der Kontakthebelanordnung eine gleichmäßige Bewegung während des Rückstellens des ersten Kontaktarmes durchführen kann. Der erfindungsgemäße Schaltungsunterbrecher zeichnet sich dabei durch einen einfachen Aufbau aus.

Gemäß der Erfindung wird ein Schaltungsunterbrecher angege­ ben, der eine Kontakthebelanordnung zur Halterung des be­ weglichen Kontaktes aufweist und aus einem ersten Kontakt­ arm und einem zweiten Kontaktarm besteht, die von einem ge­ meinsamen Zapfen drehbar gelagert sind. Der erste Kontakt­ arm ist mit einem langgestreckten Führungsloch versehen, welches sich in Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktes erstreckt. Der zweite Kontaktarm weist ein Langloch auf, das sich im wesentlichen in der Erstreckungsrichtung des zweiten Kontaktarmes erstreckt. Ein zweiter Zapfen erstreckt sich durch das Langloch und das Führungsloch, und eine Feder ist vorgesehen, um diesen zweiten Zapfen vorzuspannen. Das Langloch hat eine Zapfengleitfläche, auf der der zweite Zapfen gleitet und die einen Winkel von 90° oder mehr be­ züglich einer Zapfengleitfläche des Zapfen-Führungsloches bildet, wenn der erste Kontaktarm zurückgestellt wird, nach­ dem der zweite Kontaktarm durch eine elektromagnetische Abstoßungskraft getrennt worden ist.

Gemäß der Erfindung ist der Winkel, der zwischen der Zapfengleitfläche des Langloches und der Zapfengleitfläche des Führungsloches definiert ist, mindestens 90° oder größer, so daß der zweite Zapfen während des Rückstellvor­ ganges des ersten Kontaktarmes nicht zwischen den beiden Gleidflächen gefangen oder eingeklemmt werden kann, so daß eine gleichmäßige und glatte Bewegung gewährleistet ist.

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

Fig. 1 eine Seitenansicht im Querschnitt zur Erläuterung einer Ausführungsform eines Schaltungsunterbrechers;

Fig. 2 eine Teilvergrößerung der Ausführungsform gemäß Fig. 1 in der EIN-Position;

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung zur Erläuterung der AUS-Position;

Fig. 4 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung zur Erläuterung der geschalteten Position;

Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung zur Erläuterung der Position nach der Trennung durch eine elektromagnetische Abstoßungs­ kraft;

Fig. 6 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung zur Erläuterung der Position während der Rückstellung; und in

Fig. 7 eine Teilvergrößerung zur Erläuterung des Hauptteiles des erfindungsgemäßen Schal­ tungsunterbrechers.

Im folgenden wird auf Fig. 7 Bezug genommen, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigt, und zwar als Teil­ vergrößerung einer ähnlichen Anordnung wie in Fig. 6. In Fig. 7 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile wie in den vorstehend beschriebenen Figuren. In Fig. 7 hat das Langloch 15 eine Zapfengleit­ fläche 15 A, die einen Winkel R2 mit der Zapfengleitfläche 14 c des Führungsloches 14 bildet. Der Winkel R2 beträgt dabei mindestens 90° oder mehr. Im übrigen ist der Aufbau des Schaltungsunterbrechers in gleicher Weise getroffen wie bei der vorstehend beschriebenen Anordnung.

Da die Zapfengleitfläche 15 A des Langloches 15 gemäß der Erfindung so definiert ist, daß der Winkel R2 einen Wert von 90° oder mehr bezüglich der Zapfengleitfläche 14 c des Zapfenführungsloches 14 bildet, wird der zweite Zapfen 16 nicht zwischen der Zapfengleitfläche 15 A des Langloches 15 und der Zapfengleitfläche 14 c des Führungsloches 14 einge­ zwängt oder gefangen, so daß sich der zweite Zapfen 16 glatt und gleichmäßig längs des Langloches 15 bewegen kann.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß mit einer einfachen Anordnung des Trennschalters gemäß der Erfindung ein reibungsloser Betrieb möglich ist, ohne daß große Kräfte für die Rückstellbewegung erforderlich sind, so daß ent­ sprechende Reibungsverluste und Verschleiß durch Abrieb ver­ mieden werden, da sich der zweite Zapfen störungsfrei be­ wegen läßt.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, hat das Führungsloch 14 eine umgekehrte, etwa C-förmige Konfiguration, während das Lang­ loch 15 so ausgebildet ist, daß sich sein Querschnitt bei der Darstellung gemäß Fig. 7 von links nach rechts keil­ förmig verbreitert. Auf diese Weise hat die Zapfengleitfläche 15 A eine Schrägstellung gegenüber der Bodenfläche des Lang­ loches 15, so daß sich die gewünschte Winkelrelation für den Winkel R2 zwischen den Zapfengleitflächen 15 A und 14 c er­ gibt.

Claims (2)

1. Schaltungsunterbrecher, mit einem beweglichen Kontakt (6), einem stationären Kontakt (3) und einem Betätigungs­ mechanismus (20), wobei der Schaltungsunterbrecher beim Auftreten eines großen Überstromes durch eine elektro­ magnetische Abstoßungskraft öffnet und den beweglichen Kontakt (6) von dem stationären Kontakt (3) unabhängig von einem automatischen Schaltvorgang des Betätigungsmechanismus (20) trennt, gekennzeichnet durch,

• - eine Kontaktanordnung (10) zur Halterung des beweglichen Kontaktes (6), bestehend aus einem ersten Kontaktarm (10 a) und einem zweiten Kontaktarm (10 b), die von einem gemein­ samen Zapfen (12) drehbar gelagert sind, wobei der erste Kontaktarm (10 a) ein längliches Führungsloch (14) hat, das sich in der Bewegungsrichtung des beweglichen Kon­ taktes (6) erstreckt, und der zweite Kontaktarm (10 b) ein Langloch (15) aufweist, das sich im wesentlichen in der Erstreckungsrichtung des zweiten Kontaktarmes (10 b) erstreckt,
• - einen mit einer Feder (17) vorgespannten zweiten Zapfen (16), der sich durch das Langloch (15) und das Führungs­ loch (14) erstreckt,
• - und eine Zapfengleitfläche (15 A) in dem Langloch (15), auf der der zweite Zapfen (12) gleitet und die einen Winkel (R2) von 90° oder mehr bezüglich einer Zapfengleitfläche (14 c) des länglichen Führungsloches (14) bildet, wenn der erste Kontaktarm (10 a) zurückgestellt wird, nachdem der zweite Kontaktarm (10 b) durch eine elektromagnetische Abstoßungskraft getrennt worden ist.

2. Schaltungsunterbrecher nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Langloch (15) einen Querschnitt aufweist, der sich in Richtung des gemeinsamen Drehzapfens (12) der beiden Kontaktarme (10 a, 10 b) keilförmig verbreitert.