DE3824546A1 - Elektrischer leistungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Leistungs­ schalter, mit der Anzahl der abzuschaltenden Phasen ent­ sprechenden Doppelkontaktstellen mit je zwei Festkon­ taktstücken und je einer beide überbrückenden Kontakt­ brücke, mit jeder Kontaktstelle zugeordneten Lichtbogen­ löscheinrichtungen, mit je einem jeder Kontaktbrücke zugeordneten Schlagankersystem, das auf je eine Kontakt­ brücke zur Öffnung der Kontaktstellen einwirkt, und mit einem Schaltschloß zur bleibenden Öffnung aller Kontakt­ stellen, auf welches Schaltschloß die Schlagankersysteme und ein thermischer Auslöser einwirken.

Bei einem derartigem Leistungsschalter, der beispiels­ weise durch die ältere Patentanmeldung P 37 37 539.9 bekannt geworden ist, sind die Kontaktbrücken jeweils in einem Kontaktbrückenträger gehalten; das Schaltschloß verläuft in der Fluchtlinie der Kontaktbrücken, wogegen die einzelnen Schlagankersysteme neben den Kontakt­ brücken bzw. neben dem Schaltschloß liegen und auf die Kontaktbrücken über einen orstfest im Gehäuse des Lei­ stungsschalters drehbar gelagerten Hebel einwirken. Gleichzeitig sind die Schlagankersysteme auch mit dem Schaltschloß gekoppelt, ebenso wie die thermischen Über­ stromauslöser, die ebenfalls jeweils einer Doppelkon­ taktstelle zugeordnet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Leistungsschalter der eingangs genannten Art zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Tauchanker jedes Schlagankersystems mit seiner Mit­ telachse mit der Mittelachse der Kontaktbrücke fluchtet und über ein Zwischenglied eine lineare Bewegung auf die Kontaktbrücke überträgt, daß das Schaltschloß an der oberen, der Befestigungswand des Schalters entgegenge­ setzten Frontwand oberhalb des Schlagankersystems ange­ ordnet ist, und daß für jede Kontaktstelle ein drehbar gelagerter Hebel vorgesehen ist, dessen freies Ende auf das jeweilige Zwischenglied einwirkt und auf den ein vom Schaltschloß betätigbarer, parallel zum Tauchanker ver­ laufender Stift zum Ausschalten bzw. zum Öffnen der Kon­ taktstellen einwirkt.

Im Gegensatz zu der bekannten Ausgestaltung ist die An­ ordnung der Schlagankersysteme insoweit verbessert, als der Schlag- oder Tauchanker jedes Schlankersystems seine lineare Bewegung direkt, d.h. als lineare Bewegung an sich, auf die Kontaktstellen überträgt, was dadurch noch verbessert wird, daß das Zwischenglied mit dem Tauchan­ ker fest verbunden oder auch einstückig daran angeformt ist. Dadurch erfolgt die Einwirkung auf die Kontaktstellen praktisch unmittelbar und nicht unter Zwischenfügung eines Hebels und eines Zwischengliedes. Dadurch, daß das Schaltschloß im Bereich der vorderem Frontwand untergebracht ist, ist eine erhebliche Einspa­ rung an Platz gewonnen. Daß dabei das Schaltschloß nicht unmittelbar auf das Zwischenglied oder den Kontakt­ brückenträger - sofern ein solcher vorhanden wäre - ein­ wirkt, sondern über den Hebel, tut insoweit nichts zur Sache, als die Betätigung eines Schaltschlosses bzw. dessen Entklinkung sowieso erheblich mehr Zeit bedarf als das Öffnen der Kontaktbrückem unmittelbar durch das Schlagankersystem bzw. die Schlagankersysteme.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dahingehen, daß die Kontaktbrücken im Gehäuse des Schalters geführt sind. Dabei sind die Kontaktbrücken in bevorzugter Weise an ihren Längskanten mit Vorsprüngen versehen, die in entsprechend angepaßte und in Richtung der Kontaktbrückenbewegung verlaufende Rücksprünge im Gehäuse eingreifen und so geführt sind. Dadurch werden eigene, als Kontaktbrückenträger dienende Körper zur Halterung und Führung der Kontaktbrücken vermieden und damit die Masse der zu bewegenden Teile verkleinert; das Zwischenglied, das zur Übertragung der Bewegung des Tauchankers bzw. der Tauchanker auf die einzelnen Kon­ taktbrücken benötigt wird, kann sehr klein gehalten wer­ den; dadurch sind die zu betätigenden Massen erheblich reduziert und die Amtriebskraft des Schalters kann ver­ kleinert werden, was schlußendlich auch in einer erheb­ lichen Beschleunigung des Ausschaltvorganges und/oder in einer erheblich verbilligten Schlagankersystemausführung einmündet.

Die einzelnen Doppelkontaktstellen sind in an sich be­ kannter Weise mittels Zwischenwänden voneinander ge­ trennt, wobei die Zwischenwände senkrecht zur Befesti­ gungswand bzw. Bodenwandung verlaufen. In Abstand zur Bodenwandung befinden sich jeweils Querwände für die die Doppelkontaktstellen aufnehmenden Räume, welche Querwän­ de die Löschanordnungen von den übrigen Bereichen des Leistungsschalters trennen. Dadurch werden Wechselwir­ kungen zwischen den nebeneinander benachbart liegenden Löschanordungen und Rückwirkungen in den Raum, in dem sich die Schlagankersysteme und das Schaltschloß befin­ den, vermieden.

Damit die Kontaktstellen betätigt und die elektrischen Anschlüsse zu den Doppelkontaktstellen ermöglicht werden können, besitzen die Gehäusewandungen Durchbrüche, durch die Anschlußfahnen sowie das Zwischenglied hindurchge­ führt sind.

In besonders bevorzugter Weise besitzt das Zwischenglied einen rechteckförmigen Querschnitt mit einem Absatz, auf dem das freie Ende des Hebels, der in zweckmäßigerweise gabelförmig ausgebildet sein kann, aufliegt, wobei das gabelförmige Ende einen Teilbereich des Zwischengliedes umfaßt.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegen die einzelnen Komponenten des Leistungsschalters wie folgt hintereinander und zwar gesehen von der Bodenwandung aus: Der Bodenwandung benachbart sind die Kontaktstellen mit den zugehörigen Löschanordnungen; daran schließen sich an die Schlagankersysteme, wobei der Hebel für das Zwischenglied zwischen den Kontaktstellen und den Schlagankersystemen am Zwischenglied angreift und drehbar dort gelagert ist; am jenseitigen Ende, also im Bereich der vorderen Frontwand, befindet sich das Schaltschloß.

Zur Überbrückung der Bewegung des Schaltschlosses auf jeden Hebel für die den einzelnen Tauchankern zugeordne­ ten Zwischenglieder ist ein Betätigungsstift bzw. eine Betätigungsstange vorgesehen, der bzw. die unter dem Druck einer Federanordnung steht bzw. stehen, wobei die­ se die Hebel bei Auslösung in Richtung Ausschalten be­ aufschlagen. Dabei ist die Kraft dieser Federanordnung bzw. dieser Federanordnungen größer als die Kraft der Kontaktdruckfedern, die die Kontaktbrücken dauernd in Schließstellung beaufschlagen. Im nichtausgelösten Zu­ stand ist die Betätigungsstange am Schaltschloß einge­ klinkt. Beim Auslösevorgang wird das Schaltschloß, z.B. von einem oder mehreren der Thermobimetalle oder von dem oder den Magnetankersystemen entklinkt, wodurch die Be­ tätigungsstange freigegeben wird und sich die Kraft der Federanordnung zur Öffnung der Kontaktstellen über die Hebel und die Zwischenglieder entladen kann.

Dabei ist zu beachten, daß an der einen, den Leistungs­ schalter durchgreifenden Achse eine der Anzahl der Dop­ pelkontaktstellen entsprechende Anzahl an Hebeln ange­ formt ist, wobei jeder Hebel mit dem der dazugehörigen Phase entsprechenden Zwischenglied des zugehörigen Schlagankersystems zusammenwirkt. Da über die Achse die drei Hebel miteinander starr gekoppelt sind, genügt auch ein einziger Betätigungsstift, der mit einem der Hebel zusammenwirkt. Der Betätigungsstift verläuft dabei pa­ rallel zu der Längsachse der Tauchanker zwischen der Drehachse des Hebels und der Kopplungsstelle zwischen dem Hebel und dem Zwischenglied. In zweckmäßigerweise können zwei Betätigungsstifte oder- stangen vorgesehen sein, die mit je einem Hebel zusammenwirken.

Die Ausgestaltung der einzelnen Hebel für jede Kontakt­ brücke ist ähnlich wie bei der Ausführung nach der DE- Patentanmeldung 37 37 539.9. Die Hebel können - wie dort - von einem seitlich an das Leistungsschaltergehäuse angesetzten Magnetankersystem, z.B. durch Fernbetätigung oder Fernauslösung, betätigt werden.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen erfindungsge­ mäßen Leistungsschalter und

Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie II-II der Fig. 1.

In einem Gehäuse 10 mit einem Gehäuseoberteil 11 und einem Sockelunterteil 2 sind der Anzahl der Phasen ent­ sprechend Doppelkontaktstellen 13/14 vorgesehen, die je zwei Festkontaktstücke 15 und 16 aufweisen, von denen jedes mit einem beweglichen Kontaktstück 17 und 18 zu­ sammenwirkt, welche beiden Kontaktstücke 17 und 18 an einer Kontaktbrücke 19 angebracht sind. Diese Kontakt­ brücke wird mittels einer Feder 20 dauernd gegen die beiden zugehörigen festen Kontaktstücke 15 und 16 ge­ drückt.

Die Fig. 1 zeigt das System für eine Phase; für die anderen Phasen ist der Aufbau im wesentlichen gleich, so daß die Beschreibung für diese eine Phase auch für die anderen Phasen gilt.

Die Festkontaktstücke 15 und 16 jeder Phase sind an je einer Lichtbogenleitschiene 21 und 22 angebracht, die eine U-förmige Umbiegung 23 und 24 aufweisen, wodurch zwei U-Formen gebildet sind, deren offene Seite von­ einander wegweisen. An den dem Festkontaktstück jeweils entgegengesetzen Schenkel 25 ist die Anschlußfahne 27 zu einer Anschlußklemme 28 mittels einer Schraubverbindung 29 befestigt, wogegen an dem Schenkel 26 ein Z-förmiger Träger 30 befestigt ist, an dem ein Schlagankermagnetsy­ stem 31 befestigt ist. An der Innenfläche des Bodenbe­ reiches 32 des Gehäuses ist ein ganz durchgehendes, der Kontur der Innenfläche angepaßtes Leitblech 33 ange­ bracht, das in seinem mittleren Bereich eine U-Form 34 bildet, welche U-Form 34 zur Führung der Kontaktdruckfe­ der 20 dient, die sich dort an der U-Form abstützt. Die Verlängerungen des Leitbleches 33 begrenzen als Lichtbo­ genleitblech 35 und 36 je eine Lichtbogenlöscheinrich­ tung 37 und 38, die jeweils einzelne Lichtbogenlöschble­ che 39 enthalten, die parallel zueinander zwischen den beiden Lichtbogenleitschienen 21 und 35 bzw. 22 und 36 verlaufen. Zum Abführen der Lichtbogenlöschgase sind Auspufföffnungen 40 und 41 im Gehäuse vorgesehen.

Wie oben erwähnt, befindet sich das Schlagankersystem oberhalb der Symmetrieebene zwischen den Doppelkontakt­ stellen 13 und 14; es enthält ein Magnetjoch 42, eine Wicklung 43, einen Spulenkörper 44 sowie einen am Z-för­ migen Träger 30 befestigten Magnetkern 45, der mit einem Magnetanker 46 zusammenwirkt, der mit einem Fortsatz 47 den Magnetkern durchdringt und mit einem Zwischenglied 48 zusanmenwirkt, welches auf die Kontaktbrücke 19 auf­ schlägt, wenn der Magnetkern den Magnetanker anzieht.

An einer ortsfesten, im Gehäuse 10 drehbar gelagerten Achse 49 sind - der Anzahl der Phasen entsprechend - drei parallel verlaufende, senkrecht zur Achse 49 ausge­ richtete Hebel 50 angebracht, deren Enden gabelförmig ausgebildet sind und je gegen einen Absatz 51 an je ei­ nem Zwischenglied 48 anliegen. An dem Träger eines der Schlagankersysteme ist weiterhin eine Federanordnung 52 vorgesehen, die eine parallel zu dem Tauch- oder Schlag­ anker 46 und dem Zwischenglied 48 verlaufende und dort geführte und an einem der Hebel 50 anliegende Betäti­ gungsstange 53 dauernd in Richtung Verdrehen des Hebels 50 im Uhrzeigersinn beaufschlagt. Diese Betätigungsstan­ ge 53 wirkt mit einem Klinkenhebel 54 zusammen, der um eine Achse 55 drehbar im Gehäuse gelagert ist und in einem nicht näher dargestellten Schaltschloß 56 ver­ klinkt ist, welches oberhalb des Magnetankersystems an­ geordnet ist und mittels eines Drehgriffes 57 ausge­ schaltet bzw. betätigt werden kann. Die Längserstreckung der Achse 49 verläuft senkrecht zu der Verbindungsebene zweier einer Phase zugehöriger Löschanordnungen und die Längserstreckung der Hebel 50 in etwa parallel zu der Verbindungslinie der Kontaktstellen einer Doppelkontakt­ stelle.

An dem Träger 30 ist ein Thermobimetall 58 angeschlos­ sen, welches mit einem Fortsatz 59 in das Schaltschloß 56 einwirkt. Die Spule 43 ist mit einer Anschlußfahne 60 mit einer Amschlußklemme 61 elektrisch leitend verbun­ den; sie ist weiterhin auch noch elektrisch leitend mit einer Heizbewicklung 62 des Thermobimetalls 58 leitend verbunden.

Wie oben erwähnt, sind für je eine Phase jeweils ein Schlagankersystem, eine Doppelkontaktstelle mit Löschan­ ordnungen und ein Thermobimetall vorhanden, so daß ein Kurzschluß oder Überstrom, der in einer der Phasen de­ tektiert wird, zur Öffnung aller Doppelkontaktstellen führt. Das Schaltschloß 56 ist natürlich ein einziges Mal vorhanden; die Thermobimetalle wirken einzeln auf das Schaltschloß zu dessen Entklinkung und in der glei­ chen Weise wirken auch die einzelnen Schlaganker 46 über eine strichlierte Wirklinie 56 a auf das Schaltschloß ein, so daß der Klinkenhebel 54 freigegeben wird und die Federanordnung 52 die Betätigungsstange 53 gegen den Hebel 50 zu dessen Verdrehung und damit zur Öffnung der Kontaktbrücken beaufschlagt.

In der Zeichnung ist lediglich eine Betätigungsstange 53 gezeichnet. Aus Symmetriegründen können vorzugsweise zwei Betätigungsstangen vorgesehen sein, von denen je eine an je einem Magnetankersystem angebracht bzw. ge­ führt ist, wobei bei drei Hebeln je eine Betätigungs­ stange zum ersten und zum dritten Hebel zugeordnet ist. Die Betätigungsstangen sind jeweils an einem Klinkenhe­ bel 54 aufgehängt. Zu diesem Zweck besitzt die Betäti­ gungstange bzw. besitzen die Betätigungsstangen 53 je­ weils einen Haken 53 a, der hinter eine Auflagefläche 54 a an dem jeweiligen Klinkenhebel 54 verrastet.

In der Fig. 2 erkennt man eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie II-II; man erkennt hier den Aufblick auf die Kontaktbrücke 19, an deren Längskanten 70 und 71 Vorsprünge 72 und 73 vorgesehen sind, die in entspre­ chenden Rücksprüngen bzw. Ausnehmungen 74 und 75 im Ge­ häuse, d.h. also in den Gehäusewandungen 76 und 77 ge­ führt sind, welche beidseitig die Löschkammern, in denen sich die beiden Kontaktstellen 13 und 14 befinden, be­ grenzen. Man muß sich die Fig. 1 so vorstellen, daß hinter der in der Fig. 1 dargestellten Lichtbogenlösch­ anordnung eine weitere und eine dritte Löschanordnung jeweils mit Doppelkontaktstellen und einer zugehörigen Kontaktbrücke befinden; die Zwischenwände sind so wie die Zwischenwände 76 ausgebildet, die an der entspre­ chenden, gegenüberliegenden Seite ebenfalls Ausnehmungen 75 bzw. 74 aufweisen, in denen dann die Kontaktbrücken geführt sind. Insgesamt sind also der Anzahl der Doppel­ kontaktstellen entsprechende Schlagankersysteme 31 vor­ handen; das Schaltschloß 56 übergreift diese Schlaganker und ebenso sind für jede einzelne Kontaktstelle auch jeweils ein Thermobimetall vorgesehen.

Jedes Zwischenglied 48 besitzt eine T-förmige Struktur, wobei die Innenfläche des Quersteges durch den Absatz 51 gebildet ist, wogegen der Längssteg von dem Ende je ei­ nes Hebels 50 umfaßt ist. Der Querschnitt des Zwischen­ gliedes 48 ist rechteckig und demgemäß ist auch die Öff­ nung 80 in einer die Lichtbogenlöschanordnung abdecken­ den und übergreifenden Gehäusewandung, die praktisch den Sockel von dem Oberteil abteilt, ausgebildet. Die Gehäu­ sewandung besitzt die Bezugsziffer 81 und sie besitzt Durchbrüche 82 und 83, durch die die freien Schenkel 25 und 26 hindurchgreifen.

Der Hebel 49 ist - wie bei der Ausführung nach der Pa­ tentanmeldung P 37 37 539 der Hebel 42 (s. dort Fig. 1) - dazu gedacht, von einem an die Seitenwandung des Ge­ häuses 10 angebrachten Anbauteil betätigt zu werden, so daß auf diese Weise der Schalter ausgeschaltet werden kann.

Claims (10)

1. Elektrischer Leistungsschalter mit der Anzahl der abzuschaltenden Phasen entsprechenden Doppelkontakt­ stellen (13, 14) mit je zwei Festkontaktstücken (15, 16) und je einer beide überbrückenden Kontaktbrücke (19), mit jeder Kontaktstelle zugeordneten Lichtbogenlöschein­ richtungen (37, 38), mit je einem jeder Kontaktbrücke zugeordneten Schlagankersystem (31), das auf je eine Kontaktbrücke zur Öffnung der Kontaktstellen einwirkt, und mit einem Schaltschloß (56) zur bleibenden Öffnung aller Kontaktstellen, auf welches Schaltschloß die Schlagankersysteme und ein thermischer Auslöser (58) einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchanker jedes Schlagankersystems mit seiner Mittelachse mit der Mittelachse der Kontaktbrücke (19) fluchtet und über ein Zwischenglied (48) seine lineare Bewegung auf die Kon­ taktbrücke (19) überträgt, daß das Schaltschloß (56) an der, der Befestigungswand (32) des Schalters entgegenge­ setzen oberen Frontwand oberhalb des Schlagankersystems (31) angeordnet ist, und daß für jede Kontaktstelle ein drehbar gelagerter Hebel (50) vorgesehen ist, dessen freies Ende auf das Zwischenglied (48) einwirkt und auf den ein vom Schaltschloß betätigbarer, parallel zum Tauchanker verlaufender Stift (53) zum Ausschalten ein­ wirkt.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontaktbrücken im Gehäuse (11) des Schalters geführt sind.

3. Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kontaktbrücken (19) an ihren Längskanten (70, 71) Vorsprünge (72, 73) aufweisen, die in entsprechend angepaßte und in Richtung der Kontakt­ brückenbewegung verlaufende Rücksprünge oder Ausneh­ mungen (74, 75) eingreifen und so geführt sind.

4. Leistungsschalter nach einem der vorigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Doppel­ kontaktstellen mittels Zwischenwänden (76) voneinander getrennt sind, und daß in Abstand zur Bodenwandung (32) zwischen je zwei Zwischenwänden je eine Querwand (81) vorgesehen ist, die die Löschanordnungen von den übrigen Bereichen des Leistungsschalters trennt.

5. Leistungsschalter nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Querwand (81) Durchbrüche (82, 80, 83) aufweist, durch die Anschlußfahnen (25, 26) sowie das Zwischenglied (48) für jede Phase hindurchgeführt sind.

6. Leistungsschalter nach einem der vorigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (50) für jede Phase an einer Achse (49) angeformt sind, die parallel zur Verbindungsebene der Schlagankersysteme (31) oder quer zur Verbindungsebene der Löschanordnungen für eine Doppelkontaktstelle verläuft.

7. Leistungsschalter nach Anspruch 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß jedes Zwischenglied (48) einen rechteckförmigen Querschnitt und einen Absatz (51) auf­ weist, auf dem das freie Ende je eines Hebels (50) auf­ liegt.

8. Leistungsschalter nach einem der vorigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende jedes Hebels (50) gabelförmig ausgebildet ist und einen Teil­ bereich je eines Zwischengliedes (48) umfaßt.

9. Leistungsschalter nach einem der vorigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Betäti­ gungsstange (53) vorgesehen ist, die unter dem Druck je einer Federanordnung (52) stehen und im Auslösefall die Hebel (50) in Richtung Ausschalten beaufschlagen, und daß die Kraft der Federanordnungen (52) größer ist als die Kraft der Kontaktdruckfedern (20), so daß im ausge­ lösten Zustand die Kraft der Kontaktdruckfedern überwun­ den werden.

10. Leistungsschalter nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die wenigstens eine Betätigungsstange (53) parallel zu der Achse des Tauchankers (46) verläuft und daß am Schaltschloß (56) der Anzahl der Betätigungs­ stangen entsprechend Klinkenhebel (54) vorgesehen sind, an denen die Betätigungsstangen (53) im verklinkten Zu­ stand eingehängt sind.