DE3726175A1 - Mehrpoliger schaltungsunterbrecher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Schaltungs­ unterbrecher mit einer ersten Poleinheit, die mit einem Betätigungsmechanismus ausgerüstet ist, mit einer zweiten Poleinheit, die ohne Betätigungsmechanis­ mus, aber mit einem Alarmschalter versehen ist, und mit einer Trennwand zwischen der ersten und der zweiten Poleinheit.

Ein herkömmlicher Schaltungsunterbrecher, auf den sich die Erfindung bezieht, wird nachstehend im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 4 beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Draufsicht eines herkömmlichen mehrpoligen Schaltungsunterbrechers; Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 zeigt eine teilweise vergrößerte Schnittansicht längs der Linie III-III in Fig. 1; und Fig. 4 zeigt eine Teilvergrößerung der Fig. 3 zur Erläuterung der Schalt-Position.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, weist der Schaltungsunter­ brecher ein elektrisch isolierendes Gehäuse 1 auf, das aus einer Basis 1 a und einem Deckel 1 b besteht. Das isolierende Gehäuse 1 ist mit zwei Trennwänden 1 c in drei Abteile unter­ teilt, um darin die jeweiligen Poleinheiten des mehrpoligen Schaltungsunterbrechers unterzubringen. Bei der dargestellten Ausführungsform hat der Schaltungsunterbrecher eine zentral angeordnete, erste Poleinheit 1 A, die mit einem Betätigungs­ mechanismus 20 versehen ist, und zwei zweite Poleinheiten 1 B, die ohne Betätigungsmechanismus versehen, aber stattdessen mit einem Alarmschalter 30 versehen sind, um das Auslösen oder Schalten des Schaltungsunterbrechers festzustellen, wie es Fig. 3 zeigt.

In jeder Poleinheit ist ein stationärer, versorgungsseitiger Leiter 2 an der Basis 1 a montiert und hat einen daran befestigten stationären Kontakt 3. In dem Gehäuse 1 ist eine automatische Schalteinheit 4 vorgesehen, die eine Auslöse- oder Schalteinheit aufweist, die von thermisch ansprechender elektromagnetischer oder elektronischer Bauart ist. Ein stationärer lastseitiger Leiter 5 ist mit der automatischen Schalteinheit 4 elektrisch verbunden. Ein beweglicher Kontakt 6 ist an einem beweglichen Teil 7 befestigt, das mit der automatischen Schalteinheit 4 über einen flexiblen Leiter 8 und eine Verbindung 9 elektrisch verbunden ist.

Das bewegliche Teil 7 ist von einer Kontaktarmanordnung 10 gelagert, die einen ersten Kontaktarm 10 a, der in der nach­ stehend beschriebenen Weise mit einem Betätigungsmechanismus verbunden ist, und einen zweiten Kontaktarm 10 b besitzt, an dem das bewegliche Teil 7 mit einem ersten Zapfen 11 drehbar gelagert ist. Der erste Kontaktarm 10 a jeder Polein­ heit ist außerdem mit einer Querschiene 13 verbunden, damit eine gleichzeitige Bewegung der Poleinheiten möglich ist. Der erste Kontaktarm 10 a und der zweite Kontaktarm 10 b sind innerhalb des Gehäuses 1 mit einem Drehzapfen 12 unabhängig voneinander gelagert bzw. drehbar.

In dem ersten Kontaktarm 10 a ist ein erstes Führungsloch 14 ausgebildet, das sich im wesentlichen in der Bewegungsrichtung des ersten Kontaktarmes 10 a erstreckt. In dem zweiten Kontakt­ arm 10 b ist ein zweites längliches Führungsloch 15 ausgebildet, das sich in der Erstreckungsrichtung des zweiten Kontaktarmes 10 b erstreckt. Ein Gleitzapfen 16 erstreckt sich durch das erste und zweite Führungsloch 14 und 15, um die relative Drehbewegung zwischen den ersten und zweiten Kontaktarmen 10 a und 10 b zu begrenzen.

Der Gleitzapfen 16 ist zum freien Ende des zweiten Kontakt­ armes 10 b hin mit einer Spannfeder 17 vorgespannt, die zwischen dem Gleitzapfen 16 und dem ersten Zapfen 11 montiert ist, der für eine Drehverbindung des beweglichen Teiles 7 am zweiten Kontaktarm 10 b sorgt. Um eine Kontaktvorspannungs­ kraft zwischen dem beweglichen Kontakt 6 und dem stationären Kontakt 3 auszubilden, ist eine Kontaktdruckfeder 18 zwischen dem beweglichen Teil 7 und dem zweiten Kontaktarm 10 b ange­ ordnet.

Wie an sich bekannt, ist ein Bogenlöscher 23 vorgesehen, um einen Bogen zu löschen, der zwischen den Kontakten erzeugt werden kann, wenn sich diese voneinander trennen. In der ersten Poleinheit 1 A, die mit einem Betätigungsmechanismus 20 ausgerüstet ist, ist ein Betätigungsgriff 19 mit dem Betätigungs­ mechanismus 20 verbunden. Der Betätigungsmechanismus 20 weist eine auslösbare Wiege oder Gabel 20 a mit einem Anschlag­ zapfen 21 und einem Paar von Gelenkhebeln 20 b und 20 c auf, die zwischen der Wiege 20 a und dem ersten Kontaktarm 10 a angeordnet und mit diesen über Gelenkzapfen 22 a und 22 b verbunden sind. Um die Wiege 20 a des Betätigungsmechanismus 20 lösbar einzurasten oder einzuklinken, ist eine Falle oder Klinke 24 drehbar an einem Zapfen 25 gelagert. Die Klinke 24 steht mit einem Klinkenhebel 27 in Eingriff, der seinerseits mit einer Auslöse- oder Schaltstange 26 der automatischen Schalt­ einheit 4 in Eingriff steht.

Um die Bewegung der Wiege 20 a des Betätigungsmechanismus 20 (vgl. Fig. 1 und 2) in der ersten Poleinheit 1 A durch die Trennwand 1 c auf einen Alarmschalter 30 zu übertragen, der in der zweiten Poleinheit 1 B angeordnet ist (vgl. Fig. 1 und 3), ist eine Öffnung 28 in der Trennwand 1 c ausgebildet. Auf diese Weise kann ein Betätigungsstift 29 gemäß Fig. 1, der sich von einem Betätigungsorgan 31 aus erstreckt, welches innerhalb der zweiten Poleinheit 1 B mit einem Zapfen 32 drehbar gelagert ist, den Alarmschalter 30 betätigen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist das Betätigungsorgan 31 ein im wesentlichen U-förmiges Teil mit zwei Schenkeln 31 a und 31 b, die von einer länglichen Platte gemäß Fig. 1 weggebogen sind. Die beiden Schenkel 31 a und 31 b haben aber unterschiedliche Länge und schließen, von der Seite gesehen, einen spitzen Winkel miteinander ein, wie es Fig. 3 zeigt. Das Betätigungsorgan 31 ist mit einer nicht dargestellten Torsionsfeder so vorgespannt, daß es sich um den Zapfen 32 im Uhrzeigersinn dreht, wie es mit einem Pfeil 35 in Fig. 3 angedeutet ist. Der kürzere Schenkel 31 a trägt den Betätigungsstift 29, der sich durch die Öffnung 28 erstreckt und mit dem Klinkenende der Wiege 20 a in Eingriff bringbar ist, während der längere Schenkel 31 b ein Ende hat, das mit dem Alarmschalter 30 zu dessen Betätigung in Eingriff bringbar ist.

Wenn die erste Poleinheit 1 A des Schaltungsunterbrechers 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, die Verbindung 9 und die automatische Schalteinheit 4 in der genannten Reihen­ folge. Wenn die zweite Poleinheit 1 B des Schaltungsunterbrechers sich in der EIN-Position gemäß Fig. 1 und 3 befindet, 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 und die Verbindung 9 in der genannten Reihenfolge.

Wenn der Betätigungsgriff 19 in die AUS-Position bewegt wird, wie es mit einem Pfeil 33 in Fig. 2 angedeutet ist, so wird die Kontaktarmanordnung 10 von dem Betätigungsmechanismus 20 abgehoben, so daß der bewegliche Kontakt 6 zusammen mit dem beweglichen Teil 7 von dem stationären Kontakt 3 wegbewegt wird, so daß die beiden Kontakte 3 und 6 öffnen. Da zu diesem Zeitpunkt der Gleitzapfen 16 sich in einem Aussparungsteil 14 a des Führungsloches 14 befindet, und zwar wegen der Vorspannungs­ wirkung der Spannfeder 17, wird der zweite Kontaktarm 10 b von dem Betätigungsmechanismus 20 um den Drehzapfen 12 in die Öffnungsrichtung gedreht, und zwar zusammen mit dem ersten Kontaktarm 10 a, bis er gegen den Anschlagzapfen 21 anliegt. Da die ersten Kontaktarme 10 a sämtlicher Poleinheiten starr miteinander über die Querschiene 13 verbunden sind, öffnen die drei Poleinheiten gleichzeitig.

Wenn in der EIN-Position gemäß Fig. 1 und 2 ein Überlaststrom durch den Schaltungsunterbrecher fließt, so wird die automatische Schalteinheit 4 betätigt, um die Wiege 20 a des Betätigungs­ mechanismus 20 auszulösen, so daß diese sich in Richtung eines Pfeiles 34 in Fig. 2 drehen kann. Dann drehen die Gelenkhebel 20 b und 20 c des Betätigungsmechanismus 20 die Kontaktarmanordnung 10 im Uhrzeigersinn, um den beweglichen Kontakt 6 von dem stationären Kontakt 3 zu trennen und dadurch den Überlaststrom zu unter­ brechen. Dies ist die sogenannte ausgelöste oder geschaltete Position.

Da während dieses Vorganges der Gleitzapfen 16 sich durch die Wirkung der Spannfeder 17 in dem Aussparungsteil 14 a des Führungsloches 14 befindet, wird der zweite Kontaktarm 10 b von dem Betätigungsmechanismus 20 im Uhrzeigersinn um den Drehzapfen 12 gedreht, und zwar zusammen mit dem ersten Kontaktarm 10 a, bis er gegen den Anschlagzapfen 21 anliegt. Diese Bewegung des ersten Kontaktarmes 10 a der ersten Polein­ heit 1 A wird auf den ersten Kontaktarm 10 a in der zweiten Poleinheit 1 B über die Querschiene 13 übertragen, so daß die Kontaktarmanordnung 10 der zweiten Poleinheit 1 B ebenfalls in die offene Position gemäß Fig. 4 bewegt wird.

Sobald die Wiege 20 a ausgelöst wird und sich während der Kontaktöffnung dreht, wird der Betätigungsstift 29 aus seinem Eingriff mit der Wiege 20 a gelöst, so daß er sich nach oben bewegen kann, und das Betätigungsorgan 31 dreht sich gemäß Fig. 3 um den Zapfen 32, wie es mit dem Pfeil 35 angedeutet ist. Dann bewegt sich der längere Schenkel 31 b des Betätigungs­ organs 31 von dem Alarmschalter 30 weg, wie es Fig. 4 zeigt, so daß der Alarmschalter 30 den Umstand feststellt, daß der Betätigungsmechanismus 20 des Schaltungsunterbrechers sich in einer ausgelösten oder geschalteten Position befindet, und erzeugt einen Alarm, der das Schalten des Schaltungsunter­ brechers anzeigt.

Wenn ein großer Strom, wie z. B. ein Kurzschlußstrom durch den Schaltungsunterbrecher in der EIN-Position gemäß Fig. 1 bis 3 fließt, wird eine elektromagnetische Abstoßungskraft zwischen dem stationären Leiter 2 und dem beweglichen Teil 7 erzeugt, die dafür sorgt, daß das bewegliche Teil 7 sich sofort von dem stationären Leiter 2 trennt. Da zu diesem Zeitpunkt der Betätigungsmechanismus 20 es nicht zuläßt, daß der erste Kontaktarm 10 a betätigt wird, da er selbst noch nicht betätigt worden ist, dreht sich der zweite Kontaktarm 10 b im Uhrzeigersinn um den Drehzapfen 12, indem er den Gleitzapfen 16 gegen die Federkraft der Spannfeder 17 aus dem Aussparungsteil 14 längs des Führungsloches 14 bewegt, bis er gegen das Endteil 14 b des Führungsloches 14 anliegt. Die elektromagnetische Abstoßungskraft wird beim Auftreten eines Kurzschlußstromes sehr rasch erzeugt, und somit erfolgt eine Kontakttrennung, bevor der Betätigungsmechanismus 20 betätigt wird, was ein hohes Strombegrenzungsvermögen ergibt.

Bei einem herkömmlichen mehrpoligen Schaltungsunterbrecher der oben beschriebenen Bauart wird die Bewegung der Wiege 20 a auf den Alarmschalter 30 durch die nach oben gerichtete Bewegung des Betätigungsstiftes 29 übertragen, der sich durch die Trennwand 1 c erstreckt. Somit muß die Öffnung 28 als Lang­ loch ausgebildet sein, wie es Fig. 2 bis 4 zeigen, damit die Bewegung des Betätigungsstiftes 29 möglich ist. Die Öffnung 28 nimmt somit eine relativ große Fläche ein, so daß die Abteile in dem Gehäuse über die relativ großen Öffnungen in Verbindung stehen und die elektrische Isolierung zwischen den Abteilen schlecht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen mehrpoligen Schaltungsunterbrecher anzugeben, der eine verbesserte Isolierung zwischen den Abteilen und den Poleinheiten ge­ währleistet.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung in zufriedenstellender Weise erreicht, wobei ein mehrpoliger Schaltungsunterbrecher angegeben wird, bei dem ein Alarmschalter über einen Betätigungsstift betätigt wird, der sich durch die Trenn­ wand erstreckt, wobei die elektrische Isolierung zwischen den Abteilen der Poleinheiten verbessert ist und die Öffnung in der Trennwand klein ist.

Der mehrpolige Schaltungsunterbrecher gemäß der Erfindung weist eine erste Poleinheit mit einem Paar von trennbaren Kontakten und einen Betätigungsmechanismus auf, um die Kontakte in Abhängigkeit von einem durch den Schaltungs­ unterbrecher fließenden Überstrom zu trennen; ferner ist mindestens eine zweite Poleinheit vorgesehen, die ein Paar von trennbaren Kontakten aufweist und die durch eine Trennwand in dem Gehäuse abgetrennt ist. Die Kontakte der ersten und der zweiten Poleinheiten sind mit einer Querschiene miteinander verbunden, um eine gleichzeitige Bewegung zu gewährleisten.

Ein Alarmschalter ist in der zweiten Poleinheit angeordnet, um das Auslösen oder Schalten des Betätigungsmechanismus anzuzeigen, und ein Betätigungsorgan ist zwischen dem Betätigungsmechanismus und dem Alarmschalter angeordnet, um das Auslösen oder Schalten des Betätigungsmechanismus festzustellen und den Alarmschalter zu betätigen. Das Betätigungsorgan weist eine drehbare Achse auf, die in dem Gehäuse gelagert ist und sich durch die Trennwand hindurch erstreckt, die eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung mit einem Durchmesser hat, der geringfügig größer ist als der der drehbaren Achse; ein Betätigungsarm ist an einem Ende der drehbaren Achse für eine Bewegung befestigt, die durch die Auslöse- oder Schaltwirkung des Betätigungsmechanis­ mus hervorgerufen wird, und ein Betätigungshebel ist am anderen Ende der drehbaren Achse befestigt, um mit dem Alarmschalter in Eingriff zu kommen und diesen zu betätigen.

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

Fig. 1 eine Draufsicht eines herkömmlichen mehrpoligen Schaltungsunterbrechers;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine Teilvergrößerung der Anordnung gemäß Fig. 3 zur Erläuterung der Schaltposition;

Fig. 5 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen mehrpoligen Schaltungsunterbrechers;

Fig. 6 einen Querschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie VII-VII in Fig. 5;

Fig. 8 eine Teilansicht zur Erläuterung der geschalteten Position; und in

Fig. 9 eine Teilansicht von Fig. 7 zur Erläuterung der geschalteten Position.

Nachstehend wird eine Ausführungsform gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 9 näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Baugruppen. In den Fig. 5 bis 9 ist der Betätigungsmechanismus 20 des mehrpoligen Schaltungsunterbrechers in gleicher Weise aufgebaut wie die Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 4.

Bei dem erfindungsgemäßen mehrpoligen Schaltungsunterbrecher ist die Anordnung zur Übertragung der Bewegung des Betätigungs­ mechanismus 20 auf den Alarmschalter 30, der in dem angrenzenden Abteil der zweiten Poleinheit 1 B angeordnet ist, in spezieller Weise ausgebildet. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist die Klinke 24 zum lösbaren Verriegeln der Wiege 20 a von einer Achse 25 A gelagert, die mit einem nicht dargestellten Rahmen in dem Gehäuse 1 drehbar gelagert ist.

Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich, erstreckt sich die Achse 25 A durch eine kreisförmige Öffnung 28 A in der Trennwand 1 c in das nächste Abteil, in welchem die zweite Poleinheit 1 B und der Alarmschalter 30 untergebracht sind. An der Betätigungs­ achse 25 A ist ein Hebelarm 36 befestigt, und der Hebelarm 36 ist zusammen mit der Achse 25 A vorgespannt, um sich im Uhr­ zeigersinn zu drehen. Diese Vorspannung erfolgt mit einer Torsionsfeder 37, die zwischen dem Hebelarm 36 und einem am Rahmen angebrachten, nicht dargestellten Stift montiert ist.

In der EIN-Position gemäß Fig. 6 befindet sich der Hebelarm 36 unter der Wiege 20 a, die in der dargestellten Position mit der Klinke 24 verriegelt ist. Am Ende der Achse 25 A in der zweiten Poleinheit 1 B ist ein Betätigungsorgan 38 befestigt, um den Alarmschalter 30 zu betätigen. In der EIN-Position gemäß Fig. 7 befindet sich das Betätigungsorgan 38 in der Position zur Betätigung des Alarmschalters 30.

Wenn ein Überstrom durch den Schaltungsunterbrecher fließt, so löst die automatische Schalteinheit 4 die Wiege 20 a mit dem Klinkenmechanimus mit Klinke 24 und Klinkenhebel 27 aus, um den Betätigungsmechanismus zu betätigen, so daß die Kontakte 3 und 6 gemäß Fig. 8 in die Offenstellung gebracht werden. Sobald die Wiege 20 a ausgelöst ist, bewegt sich das Verriegelungsende der Wiege 20 a nach oben, wie es mit einem Pfeil 34 angedeutet ist, und der Hebelarm 36 an der Achse 25 A dreht sich im Uhrzeigersinn, wie es mit einem Pfeil 39 ange­ deutet ist, und zwar aufgrund der Vorspannungskraft der Torsionsfeder 37. Diese Drehung im Uhrzeigersinn des Hebel­ armes 36 wird über die Achse 25 A auf das Betätigungsorgan 38 übertragen, das in der zweiten Poleinheit 1 B angeordnet ist, um dafür zu sorgen, daß er sich in Richtung eines Pfeils 40 gemäß Fig. 7 in die Position gemäß Fig. 9 dreht.

Wie oben angedeutet, wird die Auslöse- oder Schaltbewegung der Wiege 20 a des Betätigungsmechanismus 20 in der ersten Poleinheit 1 A auf den Alarmschalter 30 in der zweiten Pol­ einheit 1 B durch die Drehbewegung der drehbaren, zylindrischen Achse 25 A übertragen. Somit ist nur ein kleines Spiel um die drehbare Achse 25 A erforderlich, und die Öffnung 28 A, die den Durchgang und die Bewegung der Achse 25 A durch die Trennwand 1 c ermöglicht, kann eine sehr kleine kreisförmige Öffnung im Vergleich mit dem Langloch 28 sein, das bei dem herkömmlichen Schaltungsunterbrecher gemäß Fig. 1 bis 4 verwendet wird. Da die Öffnung 28 A sehr klein ist, ist die Verschlechterung der elektrischen Isolierung zwischen den beiden Poleinheiten 1 A und 1 B minimal.

Claims (3)

1. Mehrpoliger Schaltungsunterbrecher, mit einem elektrisch isolierenden Gehäuse (1) mit Trennwänden (1 c), die eine Mehrzahl von Abteilen bilden, gekennzeichnet durch

• - eine erste Poleinheit (1 A), die in einem der Abteile angeordnet ist und ein Paar von trennbaren Kontakten (3, 6) und einen Betätigungsmechanismus (20) zum Trennen der Kontakte (3, 6) in Abhängigkeit von einem durch den Schaltungsunterbrecher fließenden Überstrom aufweist;
• - mindestens eine zweite Poleinheit (1 B), die in den anderen Abteilen im Gehäuse angeordnet sind und jeweils ein Paar von trennbaren Kontakten (3, 6) haben;
• - eine Querschiene (13), welche die Kontakte (6) der ersten und zweiten Poleinheiten (1 A, 1 B) für eine gleichzeitige Bewegung verbindet;
• - einen Alarmschalter (30), der in der zweiten Poleinheit (1 B) angeordnet ist und das Schalten des Betätigungs­ mechanismus (20) anzeigt;
• - eine Betätigungseinrichtung (36-38), die zwischen dem Betätigungsmechanismus (20) und dem Alarmschalter (30) angeordnet ist, um das Schalten des Betätigungsmechanismus (20) abzutasten und den Alarmschalter (30) zu aktivieren,

wobei die Betätigungseinrichtung (36-38) eine drehbare Achse (25 A) aufweist, die in dem Gehäuse (1) gelagert ist und sich durch die Trennwand (1 c) erstreckt, die eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung (28 A) mit einem etwas größeren Durchmesser als die drehbare Achse (25 A) aufweist, wobei ein Betätigungsarm (36) an einem Ende der drehbaren Achse (25 A) befestigt und für eine durch die Schaltwirkung des Betätigungsmechanismus (20) ausgelöste Bewegung vorge­ sehen ist, während ein Betätigungshebel (38) am anderen Ende der drehbaren Achse (25 A) befestigt ist, um mit dem Alarmschalter (30) in Eingriff zu kommen und diesen zu aktivieren.

2. Schaltungsunterbrecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Achse (25 A) mit einer Torsionsfeder (37) versehen ist, die zwischen dem Betätigungsarm (36) und einem Tragrahmen angeordnet ist und den Betätigungsarm (36) und die Achse (25 A) in einer vorgegebenen Drehrichtung vorspannt.