DE4113652A1 - Betaetigungs-zubehoer-ruecksetzanordnung fuer formgehaeuseschalter oder elektrische schalter - Google Patents

Description

Der Trend in der Industrie für den Schutz von Schaltungen ist gegenwärtig auf einen vollständigen Stromkreisschutz gerichtet, der durch den Zusatz von ergänzenden Schutzeinrichtungen zu üblichen Überstrom- Schutzvorrichtungen, wie beispielsweise Formgehäuseschalter, erreicht wird. Wenn in der Vergangenheit derartige Hilfsschutzeinrichtungen oder andere Schalterzubehörteile mit einem Standardschalter kombiniert wurden, wurden die Zubehörteile gewöhnlich an der Fertigungsstelle nach Gewohnheit installiert. Wenn die kombinierte Schutzvorrichtung später im Feld installiert wurde, war sie nicht von außen zugänglich für eine Inspektion, Auswechselung oder Reparatur, ohne die Integrität des Inneren des Schalters zu zerstören. Die US- PS 48 94 631 beschreibt einen Formgehäuseschalter, der eine Betätigungs-Zubehöreinheit enthält, die für eine breite Vielfalt von Schutzzubehöroptionen sorgt. Dort ist eine allgemeine Beschreibung der bekannten Schalter und Zubehörvorrichtungen gegeben.

Die US-PS 49 13 503 beschreibt einen Rücksetzmechanismus für einen Schalter mit einem kleineren Nennstrom, wie er gewöhnlich als ein "Zweig"-Schalter innerhalb industrieller Energieverteilungssysteme hinter einem "Haupt"-Schalter mit höherem Nennstrom verwendet wird. Wenn Betätigungs- Zubehöreinheiten in den Stromkreisen für höhere Nennströme verwendet werden, sind die Betätigungs-Zubehöreinheiten nicht in der Lage, eine ausreichende Kraft per se zu liefern, um die Haltekraft der kraftvollen Federn des Betätigungsmechanismus zu überwinden. Eine zusätzliche Auslösekraft wird durch einen weiteren Auslösemechanismus geliefert, der mit der Betätigungs-Zubehöreinheit über eine sequentielle Rücksetzanordnung zusammenwirkt, um sicher­ zustellen, daß die Betätigungs-Zubehöreinheit zurückgesetzt wird, bevor der Hauptbetätigungsmechanismus zurückgesetzt wird.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine derartige sequentielle Rücksetzanordnung anzugeben, die zwischen dem Auslösemechanismus und der Betätigungs-Zubehöreinheit von einem Formgehäuseschalter mit höherem Nennstrom angeordnet ist, um sicherzustellen, daß die Betätigungs-Zubehöreinheit vor dem Hauptbetätigungsmechanismus rückgesetzt wird.

Erfindungsgemäß enthält eine integrierte Schutzeinheit, die einen Überstromschutz zusammen mit einer Hilfszubehör­ funktion in einem gemeinsamen Gehäuse aufweist, einen Zubehördeckel für einen Zugang zu den gewählten Zubehörkomponenten, um eine Feldinstallation der Zubehörkomponenten zu gestatten. Eine kombinierte Betätigungs-Zubehöreinheit sorgt für Überstrom-, Shuntauslöse- oder Unterspannungs-Freigabefunktionen und ist in dem einen Teil des Gehäuses angeordnet. Der Betätigungsmechanismus des Schalters steht mit einer sequentiellen Rücksetzanordnung durch einen Folge- bzw. Sequenzmitnehmerhebel in Verbindung, der mit der Betätigungsmechanismusgabel drehbar verbunden ist. Eine Verriegelungsanordnung auf der Betätigungs-Zubehöreinheit kommt mit dem Auslösenocken des Betätigungsmechanismus nur dann in Eingriff, wenn die Betätigungs-Zubehöreinheit rückgesetzt ist, um dadurch zu gestatten, daß der Betätigungsmechanismus zurückgesetzt wird.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungs­ beispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht von oben auf einen Formgehäuseschalter, der die sequentielle Rücksetzanordnung gemäß der Erfindung enthält.

Fig. 2 ist eine aufgeschnittene Seitenansicht des Schalters gemäß Fig. 1, wobei der Betätigungsmechanismus in einem "AUSLÖSE"-Zustand ist.

Fig. 3 ist eine aufgeschnittene Seitenansicht des Schalters gemäß Fig. 1 in der primären Rücksetzstufe.

Fig. 4 ist eine aufgeschnittene Seitenansicht des Schalters gemäß Fig. 1, wobei der Betätigungsmechanismus in der sekundären Rücksetzstufe ist.

Fig. 5 ist eine aufgeschnittene Seitenansicht des Schalters gemäß Fig. 1, wobei der Betätigungsmechanismus in einem "SCHLIESS"-Zustand ist.

Ein Schalter 10 mit einem höheren Nennstrom, wie er vorstehend beschrieben wurde, ist in Fig. 1 gezeigt und weist ein Formgehäuse 11 aus Kunststoff auf, an dem ein Deckel 12 aus geformtem Kunststoff befestigt ist. Eine Zubehörabdeckung 13 ist an dem Schalterdeckel befestigt und sorgt für einen Zugang zu einer elektronischen Auslöseeinheit 14 an einer Betätigungs-Zubehöreinheit 15. Ein Betätigungs-Handgriff 16 erstreckt sich durch die Schalterabdeckung durch einen Zugangsschlitz 17 und ermöglicht eine manuelle Betätigung, um die Schalterkontakte 19, 20 zwischen ihren Öffnungs- und Schließstellungen zu drehen, wie es am besten aus den Fig. 2-5 deutlich wird.

Die Kontaktstücke 19, 20 sind in der "AUSLÖSE"-Stellung des Schalter-Betätigungsmechanismus gezeigt, der mit 9 bezeichnet ist und der eine Gabel 28 aufweist zum Verriegeln des bewegbaren Kontaktarmes 18 zwischen seinen "Schließ"- und "Öffnungs"- Stellungen. In der in Fig. 2 gezeigten Auslöse-Stellung sind der bewegbare Kontaktarm 18 und das daran befestigte Kontaktstück 19 automatisch von dem feststehenden Kontaktstück 20 und dessen Halterung 21 weg bewegt durch eine Drehung des Betätigungsmechanismus beim Auftreten eines Überstromzustandes durch die elektronische Auslöseeinheit. Eine gute Beschreibung einer derartigen elektronischen Auslöseeinheit ist in der US-PS 46 58 323 gegeben, während eine allgemeine Beschreibung eines Schalterbetätigungsmechanismus in der US-PS 47 36 174 gegeben ist. Ein kombinierter Betätigungs-Zubehörmodul für eine Anordnung zwischen dem Betätigungsmechanismus und der elektronischen Auslöseeinheit ist in der US-PS 48 33 563 beschrieben. Der Betätigungshandgriff 16, die Gabel 28 und der Seitenrahmen 30 des Betätigungsmechanismus sind der klarheithalber gestrichelt dargestellt. Die Gabel 28 ist mit dem Seitenrahmen des Mechanismus durch einen Gabeldrehstift 38 verbunden, wie es in den US- Patentschriften 46 79 016 und 46 98 903 beschrieben ist. Für die Zurückführung des Schalterbetätigungsmechanismus und der Kontaktstücke in ihre Schließstellungen, sind die Betätigungs-Zubehörverriegelungen 34 und der Auslösenocken 23, der der Betätigung-Zubehöreinheit 15 in dem in Fig. 1 gezeigten Schalterdeckel zugeordnet sind, hier gestrichelt dargestellt, um die Wechselwirkung zwischen dem Schalterbetätigungsmechanismus 9 und der sequentiellen Rücksetzanordnung 8 gemäß der Erfindung zu zeigen. Die Relation zwischen dem Schalterbetätigungsmechanismus und dem sequentiellen Rücksetzsystem innerhalb des Gehäuses 11 wird durch einen Sequenzmitnehmer 26 gesteuert, der auf dem einen Ende des Gabeldrehstiftes durch einen D-förmigen Schlitz 29 angeordnet ist. Wenn der Betätigungsgriff 16 und das Griffjoch 27 sequentiell in Gegenuhrzeigerrichtung bewegt werden, um die Gabel 28 zu drehen und den Schalterbetätigungsmechanismus zurückzusetzen, tritt der Sequenzmitnehmer 26 in Wechselwirkung mit dem sequentiellen Rücksetzsystem 8, indem er mit der Antriebsrolle 33 auf dem Sequenzhebel 25 in Eingriff kommt, die ihrerseits den Sequenzhebel um einen Drehstift 36 dreht, wodurch das eine Ende des Rücksetzstabes 24 in einen Kontakt mit einem Vorsprung auf der Auslösenocke 23 gedrückt wird, wodurch der Auslösenocken aus der Anlage mit dem Auslösestab 22 gedreht wird. Der Sequenzhebel 25 ist an dem Seitenrahmen durch den Drehstift 36 befestigt und ist in seine in Fig. 2 gezeigte Ruhestellung durch eine Torsionsfeder 37 vorgespannt. Der Rücksetzstab 24 ist in seine Ruheposition um einen Drehstift 35 durch eine Torsionsfeder 31 und einen Anschlagstift 32 vorgespannt. Ein bogenförmiger Ausschnitt 25A auf dem Sequenzhebel 25 liegt gegen einen Zapfen 39 auf dem Seitenrahmen 30 an, um den Sequenzhebel in seine in Fig. 2 angegebene anfängliche Rücksetzstellung entgegen der Rückführungsvorspannung der Torsionsfeder 37 genau zurückzuführen. Die Wechselwirkung zwischen dem Auslösestab 22, dem Auslösenocken 23 und der Zubehörverriegelung 34 während der Rücksetzfunktion des Schalterbetätigungsmechanismus ist in der eingangs genannten US-PS 49 13 503 beschrieben.

In der primären Rücksetzstufe, die in Fig. 3 gezeigt ist, verläuft die Wirkungslinie zwischen dem Rücksetzstab 24 und dem Auslösenocken 23 in der durch die Pfeile angegebenen Richtung, um dadurch den Rücksetzstab gegen den Anschlagstift 32 zu halten und den Auslösenocken 23 zu zwingen, sich in Uhrzeigerrichtung um den Drehstift 42 herum unter die Betätigungs-Zubehörverriegelung 34 zu drehen. Eine weitere Drehung des Handgriffes 16 in Gegenuhrzeigerrichtung in die in Fig. 2 gezeigte sekundäre Rücksetzstellung positioniert den Auslösenocken 23 unter der Betätigungs-Zubehörverriegelung 34. Die Betätigungs- Zubehörverriegelung greift an dem Verriegelungsstift 41 auf dem Auslösenocken 23 nur dann an, wenn die Betätigungs- Zubehöreinheit in ihrem Rücksetzzustand ist. Das nockenförmige Ende 40 des Sequenzmitnehmers 26 berührt die Antriebsrolle 33 und bewegt den Rücksetzstab 24 in die in Fig. 4 gezeigte Bypass-Position entfernt von dem Anschlagstift 32, so daß die neue angegebene Wirkungslinie zwischen dem Rücksetzstab 24 und dem Auslösenocken gestattet, daß sich der Rücksetzstab an dem Vorsprung auf dem Auslösenocken vorbei dreht und demzufolge von dem Auslösenocken freigegeben wird. Eine zusätzliche Drehung des Handgriffes 16 gestattet, daß die Gabel 28 sich in ihre verriegelte Position dreht. Falls die Betätigungs- Zubehöreinheit nicht in der Lage ist, beispielsweise aufgrund eines Unterspannungszustandes, rückgesetzt zu werden, würde die Betätigungs-Zubehörverriegelung 34 augenblicklich den Auslösenocken 23 freigeben, der dadurch mit dem Auslösestab 22 in Berührung kommt, um den Betätigungsmechanismus in Betrieb zu setzen und den Betätigungsmechanismus in die in Fig. 2 gezeigte AUSLÖSE- Stellung zurückzuführen.

Wenn die Betätigungs-Zubehöreinheit und der Betätigungsmechanismus beide rückgesetzt sind, wird der Verriegelungsstift 41 auf dem Auslösenocken 23 durch die Betätigungs-Zubehörverriegelung 34 zurückgehalten und der Betätigungsgriff 16 wird in Uhrzeigerrichtung gedreht, um das Handgriffjoch 27 und den zugeordneten bewegbaren Kontaktarm 18 in die in Fig. 5 gezeigte SCHLIESS-Stellung zu drücken, in der die Kontaktstücke 19, 20 aneinander anliegen. Das sequentielle Rücksetzsystem 8 bleibt in der sekundären Rücksetzposition, die in Fig. 4 gezeigt ist, wobei die nockenförmige Oberfläche 40 auf dem Sequenzmitnehmer 28 mit der Antriebsrolle 33 in Kontakt ist, der Rücksetzstab 24 in seiner Bypass-Stellung entfernt von dem Anschlagstift 32 ist und der Sequenzmitnehmer 25 entfernt von dem Anschlagzapfen 39 ist. Die Nockenoberfläche 40 auf dem Ende des Sequenzmitnehmers nimmt alle Toleranzen auf, die zwischen den verschiedenen Komponenten des Betätigungsmechanismus und der sequentiellen Rücksetzanordnung bestehen.

Die sequentielle Rücksetzanordnung gemäß der Erfindung ist darauf gerichtet, in Verbindung mit Schaltern verwendet zu werden, die elektronische Auslöseeinheiten für eine automatische Unterbrechung von Kreisströmen enthalten, um die Betätigungs-Zubehöreinheit rückzusetzen. Die Rücksetzanordnung dient auch dazu, Hilfsvorrichtungen zurückzusetzen, die nicht Teil der Betätigungs- Zubehöreinrichtung sind, wie sie beispielsweise in elektrischen Schaltern verwendet werden.

Ein Beispiel eines derartigen elektrischen Schalters ist in der US-PS 47 78 995 beschrieben. Wenn Zubehörvorrichtungen als solche bei derartigen Schaltern verwendet werden, sind Betätigungsglieder nicht erforderlich, und die Zubehörvorrichtungen selbst müssen zurückgesetzt werden, bevor der Schalter von seinem AUS- in seinen EIN-Zustand bewegt wird. Demzufolge soll die hier beschriebene Rücksetzanordnung gemäß der Erfindung für Zubehörvorrichtungen innerhalb derartiger elektrischer Schalter verwendet werden können.

Zusammenfassend wurde also eine sequentielle Rücksetzanordnung beschrieben, durch die Mittel geschaffen werden, die sicherstellen, daß das Zubehör oder das Betätigungs-Zubehör in einem Rücksetzzustand ist, bevor der Schalterbetätigungsmechanismus in seinen Betätigungszustand rückgesetzt werden kann oder bevor der elektrische Schalter in seinen EIN-Zustand bewegt wird.

Claims (13)

1. Formgehäuseschalter oder elektrischer Schalter, enthaltend:
ein Kunststoffgehäuse (11) und eine Abdeckung (12),
eine Betätigungseinheit oder Zubehöreinheit in dem Schaltergehäuse (12),
einen Betätigungsmechanismus (9), der zwischen einem Paar gegenüberliegender Seitenrahmen in dem Schaltergehäuse enthalten und für eine Trennung von zwei Kontaktstücken (19, 20) angeordnet ist,
einen von außen zugänglichen Betätigungsgriff (16), der mit dem Betätigungsmechanismus über eine Griffjochanordnung in Verbindung steht zum Bewegen des Betätigungsmechanismus zwischen SCHLIESS- und ÖFFNUNGS-Stellungen,
gekennzeichnet durch eine sequentielle Rücksetzanordnung (8) zwischen der Betätigungseinheit oder der Zubehöreinheit und dem Betätigungsmechanismus (9) zum Zurücksetzen der Betätigungseinheit oder der Zubehöreinheit vor einer Verriegelung des Betätigungsmechanismus.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sequentielle Rücksetzanordnung (8) einen Sequenzmitnehmer (26) aufweist, der mit einem Gabeldrehstift (36) in dem Betätigungsmechanismus (9) verbunden ist.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sequenzhebel (25) schwenkbar mit einem der Seitenrahmen (30) zwischen dem Sequenzmitnehmerhebel (26) und einem Auslösenocken (23) der Betätigungseinheit verbunden ist.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sequenzhebel (25) in eine Ruheposition gegen einen Anschlagstift (32) auf dem einen Seitenrahmen (30) durch eine erste Feder (31) vorgespannt ist.

5. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rücksetzstab (24) schwenkbar an dem Sequenzhebel (25) befestigt ist und an dem einen Ende gegen einen Anschlagstift auf dem Sequenzhebel durch eine zweite Feder (37) vorgespannt ist.

6. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungsgliedverriegelung (34) auf der Betätigungsgliedeinheit für ein Einfangen eines Verriegelungsstiftes auf dem Auslösenocken angeordnet ist und dadurch die Betätigungsgliedeinheit verriegelt, wenn die Betätigungseinheit elektrisch gespeist ist.

7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsrolle (33) auf dem Mitnehmerhebel (25) gegen den Sequenzmitnehmerhebel (26) anliegt.

8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmerhebel (26) eine L-förmige Konfiguration hat, wobei der erste Teil davon gegen die Antriebsrolle (33) anliegt und der zweite Teil davon an dem Gabelgelenk befestigt ist.

9. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösenocken durch einen Drehstift schwenkbar in der Schalterabdeckung angeordnet ist.

10. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegenüberliegendes Ende des Rücksetzstabes (24) mit einem Vorsprung auf dem Auslösenocken (23) in Berührung ist und dadurch eine Wirkungslinie durch das gegenüberliegende Ende des Rücksetzstabes und den Vorsprung erzeugt, wenn der Mitnehmerhebel (25) durch den Sequenzmitnehmer (26) gedreht wird, um den Auslösenocken (23) in eine verriegelnde Anordnung mit der Betätigungsverriegelung (34) zu drehen.

11. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Drehung des Sequenzmitnehmers (26) den Rücksetzstab (24) aus einem Kontakt mit dem Auslösenocken (23) dreht.

12. Schalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Rücksetzstab (24) in seine Ruheposition zurückdreht unter der Rückwärtsvorspannung der zweiten Feder (37), wenn sich der Auslösenocken von dem Auslösenocken weg dreht.

13. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil eine nockenförmige Oberfläche (40) für einen Eingriff mit der Antriebsrolle (33) aufweist und eine Toleranzkompensation zwischen dem Betätigungsmechanismus (9) und der sequentiellen Rücksetzanordnung (8) bildet.