DE4123563C2 - Leistungsschalter mit zwangsweiser Kontakttrennung und Selbsthaltung im Kurzschlußfall - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter, der sowohl als Leistungsschalter wie auch als elektromagnetischer Schalter arbeiten kann.

Ein Leistungsschalter dient allgemein dazu, einen Strompfad und zugeordnete Ausrüstung gegen einen Überlaststrom oder einen Kurzschlußstrom zu schützen. Wenn eine Last häufig ge­ schaltet wird, wird ein elektromagnetischer Schalter in Rei­ he mit einem Leistungsschalter angeordnet, und die Last wird durch den elektromagnetischen Schalter geschaltet, der als Schalter eine lange Nutzungsdauer aufweist. Im Stand der Technik sind mehrere Typen von Vorrichtungen be­ kannt, die die Funktionen eines Leistungsschalters und eines elektromagnetischen Schalters vereinen.

Der erste Typ ist ein solcher, wie er z. B. in der japani­ schen Patentoffenlegung JP-OS 52-132382 (= DE-OS 27 19 053) beschrieben ist. Hierbei sind die Funktionen des Leistungsschalters und des elektro­ magnetischen Schalters integral kombiniert, und Kontakte sind getrennt voneinander für das Unterbrechen eines Kurz­ schlusses und zum Schalten einer Last vorhanden. Diese Vor­ richtung weist überragende Leistungsmerkmale auf, ist jedoch sehr groß und damit nicht wirtschaftlich.

Eine Vorrichtung vom zweiten Typ ist z. B. in der japani­ schen Patentveröffentlichung JP-AS 39-5573 beschrieben. Die Vor­ richtung dieses Typs schaltet eine Last durch mechanisches Verbinden eines Betätigungselektromagneten und eines Kon­ takts und löst die Verbindung des Mechanismus, wenn ein Überstrom erzeugt wird. Der Verbindungsmechanismus ist also ein schaltungsfreies System, und die Verbindung wird ge­ trennt, wenn eine Überstromschaltvorrichtung arbeitet, um dafür zu sorgen, daß ein Elektromagnet Kontakte trennt. Dadurch ist Hochgeschwindigkeitsunterbrechung möglich. Je­ doch ist der Mechanismus dieses schaltungsfreien Systems kompliziert, und es kann keine lange Lebensdauer als Schal­ ter erwartet werden, da der schaltungsfreie Mechanismus gemeinsam mit der Schaltfunktion betätigt wird.

Eine Vorrichtung vom dritten Typ ist z. B. in der japani­ schen Patentveröffentlichung JP-PS 63-36097 (= AT-E 11712) beschrieben. Die Vor­ richtung dieses Typs weist einen Betätigungselektromagneten und einen Elektromagneten für Kurzschlußschutz auf, wie auch eine Überstromschalteinrichtung. Der Betätigungselektromag­ net und der Elektromagnet für Kurzschlußschutz wirken beide direkt auf das Verbindungsmittel einer Kontaktvorrichtung. Die Vorrichtung dieses Typs ist überragend, was die Schalt­ standfestigkeit angeht. Bei großen Strömen öffnet der Elek­ tromagnet für Kurzschlußschutz direkt Kontakte, und gleich­ zeitig schaltet die Überstromschaltvorrichtung den Erreger­ strom für den Betätigungselektromagneten ab, wodurch dieser desaktiviert wird.

Wenn beim Leistungsschalter vom dritten Typ jedoch ein großer Strom unterbrochen wird, werden die Kontakte durch den Elektromagneten für Kurz­ schlußschutz geöffnet, und der Strom wird einmal unterbrochen. Da dieser Elektromagnet deaktiviert wird, wenn der Strom unterbrochen ist, ist es möglich, daß ein großer Strom wieder geleitet wird. Jedoch ist der Leistungsschalter mit einem Verriegelungsmechanismus versehen, um ein Wiederleitendwerden der Schaltung zu vermeiden. Der Verriegelungsme­ chanismus dieses Typs weist keinen automatischen Rücksetzmechanismus auf, weswegen es erforderlich ist, die Verriegelungsschaltung von Hand rückzusetzen, um die Schaltung wieder leitend zu machen.

Ein ähnlicher Leistungsschalter (EP 237 607 A1) weist ein Kontaktsystem und eine Betätigungsvorrichtung auf, mit der thermische und magnetische Auslöser wirkungsmäßig verbunden sind. Ein spannungsbetätigter und strombetätigter Elektromagnet liegen jeweils auf einer Seite eines Kontakt­ brückenhalters. Nach Unterbrechung des Schützes durch einen Überstrom ist ein Wiedereinschalten nur durch Drücken einer Resettaste von Hand möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter mit einem Mechanismus anzugeben, der ein Wiederleitendwerden verhindert, mit dem jedoch ein Schaltkreis bei übermäßigem Stromfluß direkt geöffnet wer­ den kann und der nach dem Öffnen der Schalter automatisch in einen Zustand rückgesetzt werden kann, in dem der Schaltkreis wieder geschlossen werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1 oder des Anspruches 3.

Der erfindungsgemäße Leistungsschalter verfügt über feststehende Kon­ takte in einem Hauptstrompfad, ein bewegliches Kontaktteil mit beweg­ lichen Kontakten zum Herbeiführen einer Schaltbetätigung mit den festste­ henden Kontakten, ein erstes Verbindungsteil, das am beweglichen Kontakt angreift, um eine Kontaktschaltbetätigung des beweglichen Kontaktteils zu erlauben, ein zweites Verbindungsteil zum gleichzeitigen Betätigen mehre­ rer erster Verbindungsteile, eine auf Überstrom ansprechende Einrichtung im Hauptstrompfad, die auf Ermitteln eines Überstroms hin aktiviert wird, eine Einrichtung zum erzwungenen Kontakttrennen im Kurzschlußfall und über mindestens einen Federlösemechanismus auf, zum Öffnen der fest­ stehenden Kontakte des Hauptstrompfads, wie auch über einen Schaltmechanismus.

Der Federmechanismus verfügt über einen Kippverbindungsme­ chanismus mit einer Feder, einem Hebel, der an einem Ende des Kippverbindungsmechanismus angebracht ist, um das zweite Verbindungsteil zu betätigen, und über einen Verriegelungs­ mechanismus zum Übertragen eines Ansprechbetätigungssignals von der auf Überstrom ansprechenden Einrichtung an den Kipp­ verbindungsmechanismus und zum Entspannen der Feder. Wenn die Feder voll gespannt ist, hält der Hebel das zweite Ver­ bindungsteil in einer Stellung, in der die beweglichen Kon­ takte kontaktieren. Wenn der Verriegelungsmechanismus auf das Ansprechbetätigungssignal von der auf Überstrom anspre­ chenden Einrichtung hin arbeitet, wird die Feder entspannt, wodurch der Hebel das zweite Verbindungsteil in eine Stel­ lung verstellt, in der die beweglichen Kontakte die Trenn­ stellung einnehmen.

Der Schaltmechanismus verfügt über einen spannungsbetätigten Elektromagneten mit einem beweglichen Teil, der auf einen Schaltbefehl für den Hauptstrompfad hin bewegt wird, mit einem feststehenden Teil und einer Freigabefeder. Der beweg­ liche Teil wird durch die Freigabefeder in einem nichtakti­ vierten Zustand so bewegt, daß er das zweite Verbindungsteil in eine Stellung verstellt, in der die beweglichen Kontakte in der Trennstellung stehen.

Die Einrichtung für erzwungene Kontakttrennung im Kurz­ schlußfall verfügt über einen strombetätigten Elektromagne­ ten im Hauptstrompfad, der auf einen Strom über einen vorge­ gebenen Betätigungswert anspricht, und über einen Verbin­ dungsmechanismus zwischen dem strombetätigten Elektromagne­ ten und dem ersten Verbindungsteil. Der Verbindungsmechanis­ mus bewegt das erste Verbindungsteil auf ein Betätigen des strombetätigten Elektromagneten hin, um die beweglichen Kon­ takte in die Trennstellung zu überführen und den Eingriffs­ zustand zum ersten Verbindungsteil aufrechtzuerhalten. Wenn der strombetätigte Elektromagnet in einen nichtbetätigten Zustand zurückgekehrt ist, hält der Verbindungsmechanismus immer noch den Eingriff mit dem ersten Verbindungsteil auf­ recht. Darüber hinaus wird der Verbindungsmechanismus vom Eingriff mit dem ersten Verbindungsteil freigegeben und kehrt demgemäß sofort in einen Wartezustand zurück, wenn entweder der Federlösemechanismus oder der spannungsbetätig­ te Elektromagnet so arbeiten, daß sie das erste Verbindungs­ teil weiter durch das zweite Verbindungsteil bewegen, wo­ durch der offene Zustand der beweglichen Kontakte aufrecht­ erhalten wird.

Nach einem übergroßen Stromfluß, wie einem Kurzschlußstrom, arbeitet ein Elektromagnet für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall so, daß er das erste Verbindungsteil über den Verbindungsmechanismus dazu veranlaßt, die beweglichen Kon­ takte in die Trennlage zu überführen, wodurch die festen Kontakte öffnen und der Stromfluß unterbrochen wird. Der Elektromagnet für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschluß­ fallschutz kehrt dann zum nichtbetätigten Zustand zurück, jedoch hält der Verbindungsmechanismus seine Stellung im Zustand mit den geöffneten Kontakten. Gleichzeitig wird der Federlösemechanismus durch die auf Überstrom ansprechende Einrichtung nach dem Feststellen des Kurzschlußstroms betä­ tigt, oder der spannungsbetätigte Elektromagnet wird in den nichterregten Zustand überführt, so daß das erste Verbin­ dungsteil durch das zweite Verbindungsteil zurückgehalten wird, um den offenen Zustand zwischen den feststehenden Kon­ takten aufrechtzuerhalten. Das erste Verbindungsteil bewegt sich weiter von einem Selbsthaltezustand in Trennrichtung, und der festgehaltene Verbindungsmechanismus kehrt augen­ blicklich zum Ursprungszustand zurück, d. h. in den Zustand, in dem der Leistungsschalter entsprechend einem Befehl wie­ der eingeschaltet werden kann.

Das Vorstehende sowie weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detail­ lierten Beschreibung der Erfindung in Zusammenschau mit den Figuren verdeutlicht. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Übersichtsdarstellung für einen erfindungsgemäßen Leistungsschalter;

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Leistungsschalter;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Leistungsschalter von Fig. 2 entlang der Linie X-X;

Fig. 4 eine Teilansicht des Aufbaus einer Einrichtung für erzwungene Kontakttrennung des Leistungsschalters;

Fig. 5 eine Draufsicht zum Veranschaulichen des Aufbaus eines Rückstellmagneten 46 und eines mit diesem verbundenen Übertragungsmechanismus;

Fig. 6 eine Teilansicht des Aufbaus eines Betätigungs­ steuermechanismus;

Fig. 7A, 9A und 11A Querschnitte, die einen Steuerknopf 79 in jeweiligen Schaltpositionen zeigen;

Fig. 7B, 9B und 11B Draufsichten, die jeweils einen exzen­ trischen Nocken 76 und eine Gleitplatte 84 in Entsprechung zu den Fig. 7A bis 11A zeigen;

Fig. 8A, 10A und 12A Querschnitte durch einen Schaltknopf­ mechanismus entsprechend den Fig. 7A bis 11A;

Fig. 8B, 10B und 12B Querschnitte durch einen Federlöse­ mechanismus entsprechend den Fig. 8A bis 12A;

Fig. 13A und 13B Teilquerschnitte durch einen Mechanismus für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall, wobei Fig. 13A den Mechanismus im Wartezustand und Fig. 13B den Mecha­ nismus in einem Zustand mit offenen Kontakten zeigt;

Fig. 14 eine Ansicht des Schaltmechanismus mit getrennten Kontakten; und

Fig. 15 ein Blockdiagramm für einen Leistungsschalter.

Gemäß Fig. 1 ist das Gehäuse eines Leistungsschalters aus sechs Teilen aufgebaut, d. h. einer Basis 1, einem Betäti­ gungsmechanismusgehäuse 3, einem Schaltungsgehäuse 4 und drei voneinander unabhängigen Schaltunterbrechergehäusen 2. Gemäß Fig. 15 weist der Leistungsschalter drei voneinander unabhängige Hauptstrompfade auf. Trennkontakte DS, Hauptkon­ takte S, ein Elektromagnet ST zum erzwungenen Auftrennen von Kontakten im Kurzschlußfall, ein Stromtransformator CT für Stromermittlung und ein Nullphasenstromtransformator ZCT sind in den Pfaden vorhanden. Drei Kontakttrenneinrichtungen sind als Kontaktschaltmittel zum Schalten der Hauptkontakte vorhanden. Die erste Kontakttrenneinrichtung schaltet die Hauptkontakte S mit Hilfe eines Elektromagneten 60 für den Schaltvorgang. Das zweite Kontakttrennmittel unterbricht die Hauptkontakte S mit Hilfe eines Federlösemechanismus 75b, der auf ein Ermittlungssignal von dem Transformator CT für die Stromermittlung hin anspricht, wie er im Hauptstrompfad vorhanden ist, oder auf das Signal vom Nullphasenstromtrans­ formator ZCT. Die dritte Kontakttrenneinrichtung unterbricht die Hauptkontakte S durch Betätigen des Elektromagneten ST im Hauptstrompfad bei Vorliegen des Kurzschlußfalls. Nun wird die Struktur des Leistungsschalters mit diesem Schal­ tungsaufbau und -mechanismus beschrieben.

Gemäß den Fig. 2 und 3 weist der Leistungsschalter folgendes auf: eine hohle Basis 1 aus einem gegossenen Isolierstoff; Schaltungsunterbrechergehäuse für jeweils einen der Pfade aus einem gegossenen Isolierstoff, die in den Boden der Basis eingesetzt sind; ein Betätigungsmechanismusgehäuse 3 aus einem Isolierstoff, das auf einer Seite auf der Basis 1 ausge­ formt ist; und ein Schaltungsgehäuse 4 aus einem gegossenen Isolierstoff, der auf der anderen Seite auf der Basis 1 ausge­ bildet ist.

Das Schaltunterbrechergehäuse 2 ist von langer und schmaler Form, und es liegt ein Strompfad vor, der von einem An­ schlußleiter 16 auf der Stromversorgungsseite am einen Ende des Gehäuses 2 über einen Trennbereich 13 zu einem ersten festen Leiter 12, Hauptkontakten 5 und einem zweiten festen Leiter 14 führt. Bogenlöscheinrichtungen 7 sind an den bei­ den Seiten der Hauptkontakte 5 angeordnet. Die Hauptkontakte 5 weisen folgendes auf: ein Paar feststehender Kontakte 10, 10 für den ersten und den zweiten feststehenden Leiter 12 bzw. 14; ein bewegliches Kontaktteil 9 vom überbrückenden Typ mit beweglichen Kontakten 8, 8, die sich jeweils in Kon­ takt mit den feststehenden Kontakten 10, 10 befinden; eine Kontaktfeder 11, die das bewegliche Kontaktteil 9 vom Boden aus trägt und den beweglichen Kontakt 8 mit konstantem Druck an die festen Kontakte drückt; und eine erste Schaltbetätigungseinrichtung (Schaltbetätigungshebel 17), der mit dem beweglichen Kontaktteil 9 verbunden ist und sich rechtwinklig hierzu erstreckt. Bei der Schalt­ betätigung der Hauptkontakte 5 werden die feststehenden Kon­ takte 10, 10 und die beweglichen Kontakte 8, 8 dadurch von­ einander getrennt, daß der Schaltbetätigungshebel 17 nach unten bewegt wird. Was die Rückstellbewegung betrifft, er­ laubt es die rückstellende Kraft der Kontaktfeder 11, daß die feststehenden Kontakte 10, 10 und die beweglichen Kon­ takte 8, 8 miteinander kontaktieren.

Der erste feststehende Leiter 12 mit einem der festen Kon­ takte 10, 10 weist ein Ende auf, das sich zur Spitze der bo­ genlöschenden Einrichtung erstreckt, um dadurch ein bogen­ förmiges Horn zu bilden. Das andere Ende erstreckt sich zum Trennbereich 13. Der zweite feststehende Leiter 14 mit dem anderen feststehenden Kontakt 10 weist ein Ende auf, das sich zur Spitze der bogenlöschenden Einrichtung 7 erstreckt, um ein bogenförmiges Horn zu bilden. Das andere Ende ist zurückgebogen und erstreckt sich entlang der Oberseite des Gehäuses 2, wodurch er frei in einem grabenförmigen Bereich des Schaltgehäuses 4 zugänglich durch Durchgangslöcher in der Basis 1 liegt. Nahe der Oberseite der Hauptkontakte in­ nerhalb dem Schaltunterbrechergehäuse 2 ist ein Verbindungs­ mechanismus 18 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschluß­ fall vorhanden. Dieser Mechanismus wird weiter unten be­ schrieben.

Darüber hinaus ist eine bogenförmige Laufschiene 15 entlang der unteren Wand des Schaltunterbrechergehäuses 2 am Boden der bogenlöschenden Einrichtungen 7, 7 entsprechend einem bogenförmigen Laufschienenbereich vorhanden, der sich zur Seite der feststehenden Kontakte 10, 10 des ersten festste­ henden Leiters 12 und des zweiten feststehenden Leiters 14 erstreckt.

Ein Elektromagnet 30 für erzwungene Kontakttrennung im Kurz­ schlußfall, ein Nullphasenstromtransformator 70, ein Strom­ transformator 41 für Stromermittlung und ein lastseitiger Anschlußleiter 43 sind innerhalb dem Schaltgehäuse 4 in Rei­ henschaltung vorhanden und bilden den Hauptstrompfad.

Der Elektromagnet 30 für erzwungene Kontakttrennung im Kurz­ schlußfall ist ein Topfmagnet mit einem feststehenden Kern 32, einem beweglichen Kern (Anker 33), einer Rückstellfeder 34, einem magnetischen Joch 35 und einer Erregungsspule 36. Ein vorstehender Stab 31 ist integral am beweglichen Kern 33 an­ gebracht. Die Spitze des vorstehenden Stabes 31 stößt an einen ersten Hebel 110 des Verbindungsmechanismus 18 für er­ zwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall, und zwar durch Durchgangslöcher im Schaltgehäuse 4, der Basis 1 und dem Schaltunterbrechergehäuse 2. Das eingangsseitige Ende der Erregungsspule 36 ist über eine Schraube 24 mit dem zweiten feststehenden Leiter 12 an der Spitze des Schaltunterbre­ chergehäuses 2 verbunden. Ein Ausgangsleiter 39 ist als Pri­ märspule um einen Teil des Kerns 42 des Transformators 41 für Stromermittlung gewickelt, und zwar durch Durchgangs­ löcher eines Einfachnullphasen-Stromtransformators 40, der auf Wunsch angebracht ist und von den drei Pfaden gemeinsam genutzt wird.

Die Primärspule des Stromtransformators 41 für Stromermitt­ lung ist mit ihrem leitenden Ende mit einem Ende des last­ seitigen Anschlußleiters 43 verbunden. Eine Sekundärspule 44 ist um den anderen Teil des Kerns 42 des Transformators 41 für Stromermittlung gewickelt. Die leitende Leitung der Se­ kundärspule ist als Eingang an ein elektronisches Überstrom­ relais 45 am oberen Ende angeschlossen.

Der Hauptstrompfad, der vom spannungsversorgungsseitigen An­ schlußleiter 16 zum lastseitigen Anschlußleiter 43 führt, ist auf solche Weise ausgebildet.

Es wird nun der Aufbau der drei Kontakttrennmittel des Hauptkontakts 5 beschrieben.

Die Beschreibung erfolgt zunächst für eine Struktur mit einem Elektromagneten 60 für den Schaltvorgang als erstem Kontakttrennmittel. Gemäß den Fig. 2 bis 4 sind der Elektro­ magnet 60 für den Schaltvorgang und ein Federauslöse­ mechanismus 75 im Betätigungsmechanismusgehäuse 3 angeord­ net. Der Elektromagnet 60 für den Schaltvorgang ist aus einem E-förmigen feststehenden Kern 61, einem entsprechenden E-förmigen beweglichen Kern (Anker 62), einer Erregungsspule 63, die um den mittleren Schenkel jedes der Kerne gewickelt ist, und eine Feder für freigebenden Anzug 64 gebildet. Der festste­ hende Kern 61 des Elektromagneten 60 für den Schaltvorgang ist zusammen mit einem feststehenden Rahmen 65 am Endab­ schluß 3a des Betätigungsmechanismusgehäuses befestigt und wird durch eine Blattfeder 66 getragen, die durch ein klei­ nes Durchgangsloch 61a im feststehenden Kern 61 eingeführt ist. Der bewegliche Kern 62 ist beweglich über die Feder 64 für freigebenden Anzug mit dem feststehenden Rahmen 65 ver­ bunden, die zwischen dem feststehenden Rahmen 62 und einer Federanordnungsplatte 69 eingefügt ist, die integral mit dem beweglichen Kern 62 verbunden ist. Die Feder 64 für freige­ benden Anzug spannt den beweglichen Kern 62 immer in Rich­ tung vom feststehenden Kern weg vor. Auf den beweglichen Kern 62 ist ein Bewegungsstift 73 für den beweglichen Kern angeordnet, der durch den beweglichen Kern 62 durchgeführt ist und sich zusammen mit diesem bewegt. Weiterhin ist ein Betätigungshebel 71 des Elektromagneten mit dem Bewegungs­ stift 73 für den beweglichen Kern schwenkbar und zentriert mit einer Achse 72 an einem Ende des feststehenden Rahmens 65 verbunden. Eine zweite Schaltbetätigungseinrichtung (Kreuzhebel 74) ist an einem Ende des Betätigungshebels 71 des Elektromagneten angebracht. Der Kreuz­ hebel 74 weist eine integrale Form auf, die gleichzeitig an die Köpfe der Schaltbetätigungshebel 17, 17, 17 stößt, die sich von den drei Schaltunterbrechungsgehäusen 2, 2, 2 aus erstrecken, die parallel zueinander innerhalb der Basis 1 angeordnet sind.

In Zusammenhang mit den Fig. 2, 3, 5 und 6 wird nun das zweite Kontakttrennmittel beschrieben.

Das zweite Kontakttrennmittel ist aus Einrichtungen gebil­ det, die entlang einem Pfad von einem Ende der Sekundärspule des Transformators 41 für Stromermittlung über das elektro­ nische Überstromrelais 45, einen Rückstellmagneten 46 und weiterhin über den Betätigungssteuermechanismus 75 zum Kreuzhebel 74 angeordnet sind, der gemeinsam zum Betätigen der drei Pfade verwendet wird. Gemäß Fig. 5 verfügt der Rückstellmagnet 46 über einen U-förmigen Rahmen 47 aus einem magnetischen Material, einen Permanentmagneten 48, der in dem U-förmigen Rahmen angeordnet ist, eine Schaltspule 49, die um ein Ende des U-förmigen Rahmens 47 gewickelt ist, einen Anker 50, ein Trägerteil 51, das den Anker 50 schwenk­ bar trägt, und eine Schaltfeder 52. Im Rückstellmagneten 46 wird der Anker 50 entgegen der Kraft der Schaltfeder 52 durch einen den Permanentmagneten 48 dauernd durchsetzenden Fluß gegen den Schenkel des U-förmigen Rahmens 47 gedrückt. Wenn in diesem Zustand der Schaltspule 49 ein Ausgangssignal vom elektronischen Überstromrelais 45 zugeführt wird, wird ein Fluß erzeugt, der so gerichtet ist, daß er den des Per­ manentmagneten 48 aufhebt, wodurch der Anker 50 vom Schenkel des U-förmigen Rahmens 47 getrennt wird. Ein Ende des Ankers 50 stößt an eine Schaltübertragungsplatte 54 zum Übertragen der Trennbewegung des Ankers 50. Das andere Ende der Schalt­ übertragungsplatte 55 stößt gegen ein Ende einer bewegungs­ empfindlichen Übertragungsplatte 103. Das andere Ende der bewegungsempfindlichen Übertragungsplatte 103 stößt an ein Ende einer überlastempfindlichen Schaltbewegungsplatte 102, die zentriert um eine Achse 101 rotiert. Das andere Ende der überlastempfindlichen Schaltbewegungsplatte 102 steht einem zweiten Haken des Betätigungssteuermechanismus 75 entgegen, wie er in Fig. 6 dargestellt ist. Der in Fig. 5 dargestellte Übertragungsmechanismus erlaubt es, daß ein Ermittlungssig­ nal, das übermäßigen Stromfluß im Hauptstrompfad anzeigt, in ein mechanisches Signal umgewandelt wird.

Anhand von Fig. 6 wird nun der Aufbau des Betätigungssteuer­ mechanismus 75 beschrieben. Dieser kann grob in einen Schaltknopfmechanismusbereich 75a, der durch einen Steuer­ schaltknopf 79 betätigt wird, und einen Federauslösemecha­ nismusbereich 75b zum mechanischen Schalten des Hauptkon­ takts unterteilt werden. Der Schaltknopfmechanismusbereich 75a verfügt über einen Schaltknopf 79, eine mit diesem ver­ bundene Nockenwelle 77, einen exzentrischen Nocken 76, der mit der Nockenwelle 77 verbunden ist, und eine Gleitplatte 84, die mit dem exzentrischen Nocken 76 gleitend verbunden ist. Der Schaltknopf 79 ist schwenkbar gelagert und weist sechs Schaltstellungen "AUTO", "SCHALTEN", "AUS", "RÜCKSET- ZEN", "TESTEN" und "ISOL" auf. Eine Nockenrinne 76a, die in den Fig. 7B, 9B und 11B dargestellt ist, ist am Boden des exzentrischen Nockens 76 ausgebildet, und die Spitze eines Gleitplatten-Gleitstiftes 83 ist in diese Rinne eingeführt. Der Gleitplatten-Gleitstift 83 ist mit einem Ende der Gleit­ platte 84 über ein lineares Führungsloch in einem festen Rahmen 80 verbunden. Ein Teil der Gleitplatte 84 weist ein Ohr 84a auf, das mit invertierter U-Form gebogen ist. Wenn beim vorstehend beschriebenen Aufbau der Schaltknopf 79 ver­ dreht wird, wird diese Bewegung durch die Funktion des ex­ zentrischen Nockens 76 in eine lineare Bewegung umgewandelt. Der Federlösemechanismus 75B verfügt, aufgelistet in Ein­ griffsreihenfolge, über den zweiten Haken 99, einen ersten Haken 97, einen Freigabehebel 93, eine Verbindung 92, eine Verbindung 90 und einen Steuerquerhebel 87. Ein gebogener Teil 99a des zweiten Hakens 99 ist in einer solchen Position angebracht, daß er einem Ende der überlastempfindlichen Schaltbewegungsplatte 102 gegenübersteht und die Schwenkbe­ wegung dieser Platte aufnimmt. Die Spitze des Steuerquer­ hebels 87 stößt an den Kopf 74a des Kreuzhebels 74 zum gleichzeitigen Betätigen der drei Systeme. Der zweite Haken 99 wird schwenkbar von einer Achse 100 getragen. Sein eines Ende stößt stumpf und lösbar an das obere Ende des ersten Hakens 97 an, wobei der gebogene Teil 99a am anderen Ende vorhanden ist. Der erste Haken 97 ist schwenkbar auf einer Achse 98 gelagert und wird durch eine Feder in Uhrzeigerrich­ tung gedrückt. Ein beweglicher Hakenstift 97a ist entlang einem langgestreckten Loch in der Mitte des ersten Hakens 97 befestigt. Der Freigabehebel 93 ist schwenkbar auf einer Achse 96 gelagert, deren eines Ende mit dem feststehenden Rahmen 80 verbunden ist. Die Spitze 93a des anderen Endes ist lösbar mit dem Hakenstift 97a des ersten Hakens 97 ver­ bunden. Mit der Spitze des freigebenden Hebels 93 ist eine Verbindung 92 verbunden, deren eines Ende schwenkbar auf einer Achse 94 gelagert wird. Das andere Ende ist mit einer Verbindung 90 mit einer Kippachse 91 verbunden, und ein Ende der Verbindung 90 ist mit einem Ende des Steuerquerhebels 87 verbunden, der über eine Achse 89 schwenkbar auf einer Achse 88 gelagert ist. Diese zwei Verbindungen 90, 92, die Kipp­ achse 91 dazwischen und eine Druckfeder 95 zwischen der Kippachse 91 und der Spitze des Schaltsteuerhebels 86 bilden einen Kippverbindungsmechanismus. Das untere Ende des Schaltsteuerhebels 86 ist mit einem festen Balken 130 ver­ bunden, der am feststehenden Rahmen 80 befestigt ist. Er ist schwenkbar zentrisch auf dem feststehenden Balken 130 gela­ gert.

Ein Stift 84b an der Spitze des Ohrs 84a der Gleitplatte 84 ist verschiebbar in die Gräben 86a an der Spitze der beiden Seiten des Schaltsteuerhebels 86 eingeführt. Der Federlöse­ mechanismus 75b und der Schaltknopfbetätigungsmechanismus 75a sind auf diese Weise miteinander verbunden. Der Betäti­ gungssteuermechanismus 75 ist ein Mechanismus zum Schalten des Hauptkontakts des Hauptstrompfads durch Betätigen des Kreuzhebels 74 durch Auf- und Abbewegen des Steuerquer­ hebels 87. Zwei Befehlseingabesysteme als Funktionsbefehls­ systeme sind hierfür vorhanden. Im einen System wird der Fe­ derlösemechanismus 75b durch den Schaltknopfsteuermechanis­ mus 75a durch Betätigen des Schaltknopfs 79 betätigt. Im an­ deren System wird ein vom Transformator 41 für Stromermitt­ lung festgestelltes anormales Signal durch den Rückstellmag­ neten 46 in ein mechanisches Signal umgewandelt, und dann wird der zweite Haken 99 über die überlastempfindliche Schaltbewegungsplatte 102 betätigt.

Nun wird in Zusammenhang mit Fig. 2 das dritte Kontakttrenn­ mittel beschrieben. Der vorstehende Stab 31 des Elektro­ magneten 30 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschluß­ fall, der in Reihe im Hauptstrompfad angeordnet ist, stößt gegen den ersten Hebel 110 des Verbindungsmechanismus für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall, der innerhalb dem Schaltunterbrechergehäuse 2 vorhanden ist. Der erste Hebel 110 ist zentrisch schwenkbar auf einer Schwenkachse 111 gelagert. Das andere Ende des ersten Hebels 110 ist mit einem Verbindungsteil 112 verbunden, dessen anderes Ende mit einem zweiten Hebel 113 verbunden ist. Der zweite Hebel 113 hat ungefähr L-Form, und sein mittlerer Bereich wird schwenkbar von einer Achse 114 gelagert. Der erste Hebel 110, das Verbindungsteil 112 und der zweite Hebel 113 bilden einen sogenannten Totpunktverbindungsmechanismus. Eine Rück­ stellfeder 115, die dauernd den vorstehenden Stab 31 des Elektromagneten 30 für erzwungene Kontakttrennung im Kurz­ schlußfall gegen die Rückstellseite vorspannt, ist an einem Ende des ersten Hebels 110 angebracht. Die Spitze des zwei­ ten Hebels 113 ist in einen Hohlraum eingeführt, der an der Spitze des Schaltbetätigungshebels 17 für den Hauptkontakt ausgebildet ist. Die Betätigung des Elektromagneten 30 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall verursacht, daß der vorstehende Stab 31 betätigt wird, wodurch der Schaltbe­ tätigungshebel 17 über den Verbindungsmechanismus 18 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall bewegt wird, der zwischen den feststehenden Kontakten 10, 10 und den be­ weglichen Kontakten 8, 8 durchgeht und dadurch den Haupt­ strompfad öffnet.

Es wird nun die Kontaktschaltfunktion des erfindungsgemäßen Leistungsschalters beschrieben.

Die Kontaktschaltfunktion für das erste Trennmittel, d. h. den Elektromagneten 60 für Schaltbetätigung, wird nun anhand von Fig. 4 beschrieben. Der Elektromagnet 60 für Schaltbetä­ tigung arbeitet auf einen Schaltbefehl von einem Ein/Aus- Schalter usw., der extern zum Leistungsschalter angebracht ist. Nach Unterbrechen der Erregung der Erregungsspule 63 des Elektromagneten 60 für Schaltbetätigung auf ein von außen zugeführtes Signal hin bewegt sich der feststehende Kern 62 vom feststehenden Kern 61 aufgrund dar Rückhalte­ kraft der Feder 64 für freigebenden Anzug weg. Auf die vor­ stehend beschriebene Bewegung hin sorgt der Bewegungskern- Bewegungsstift 73 am beweglichen Kern 62 dafür, daß der Elektromagnetbetätigungshebel 71 sich in Uhrzeigerrichtung um die Achse 72 dreht. Der Kreuzhebel 74 senkt den Schalt­ betätigungshebel 17 ab, und die beweglichen Kontakte 8 und 10 des beweglichen Kontakts 9 und die feststehenden Kontakte 10, 10′ werden demgemäß voneinander getrennt. Der Schalt­ kreis ist demgemäß aufgetrennt.

Bei der Rückstellbewegung nach Wiedererregen der Erregungs­ spule 63 wird der bewegliche Kern 62 vom feststehenden Kern 61 angezogen, und der Betätigungshebel 71, der Kreuzhebel 74 und der Schaltbetätigungshebel 17 kehren zu ihren ursprünglichen Positionen zurück.

Es wird nun die Unterbrechungsfunktion des Hauptkontakts durch das zweite Trennmittel beschrieben, d. h. den Feder­ lösemechanismus, was in Zusammenhang mit den Fig. 2, 5, 7A, 7B, 8A, 8B, 9A, 9B, 10A, 10B, 11A, 11B, 12A und 12B erfolgt.

Wenn der Hauptstrompfad des Leistungsschalters geschlossen ist, befindet sich der Schaltknopf 79 gemäß den Fig. 7A bis 8B in der Position "AUTO" oder "TEST", das Ende 93a des lös­ baren Hebels 93 greift in den Hakenstift 97a das ersten Ha­ kens 97 im Federlösemechanismus 75b ein, und das obere Ende des ersten Hakens 97 greift in ein Ende des zweiten Hakens 99 ein. Die Kippachse 91 zum Verbinden der zwei Kippverbin­ dungen 90, 92 steht über das obere Ende des Schaltsteuer­ hebels 86 und die Druckfeder 95 unter Spannung, und das obere Ende der Verbindung 90 wird durch die Achse 96 ange­ halten. Die Kippverbindungen 90 und 92 erstrecken sich dem­ gemäß in etwa in einer geraden Linie, ein Ende des Quer­ steuerhebels 87 ist abgesenkt, und die Seite, die an den Querhebel 74 stößt, ist angehoben und vom Stift 74a des Querhebels 74 getrennt.

Es sei nun angenommen, daß sich der Schaltknopf 79 in der Position "AUTO" und die Hauptkontakte 8, 10 in den Positio­ nen "EIN" befinden. Ein Überlaststrom fließe durch den Hauptstrompfad. Der Rückstellelektromagnet 46 wird auf ein Ausgangssignal vom elektronischen Überstromrelais 45 hin tä­ tig, der Anker 50 öffnet, und die Schaltübertragungsplatte 54 sowie die auf Überlast ansprechende Übertragungsplatte 103 werden in Gleitung versetzt, was dazu führt, daß die auf Überlast ansprechende Schaltbewegungsplatte 102 schwenkt und den gebogenen Teil 99a am einen Ende des zweiten Hakens 99 demgemäß unter Druck bewegt.

Gemäß Fig. 10B schwenkt der erste Haken 97, nachdem er durch verschwenkende Bewegung des zweiten Hakens 99 um dessen Ach­ se 100 als Lagerpunkt mit diesem Hebel außer Eingriff gekom­ men ist, in Uhrzeigerrichtung um die Achse 98, wodurch der Eingriff zwischen dem Hakenstift 97a und dem lösbaren Hebel 93 aufgehoben wird. Letzterer hebt ein Ende des Quersteuer­ hebels 97 dadurch an, daß er in Gegenuhrzeigerrichtung um die Achse 96 dreht, wodurch die Kippverbindungen 90 und 92 gebogen werden. Der Quersteuerhebel 97 schwenkt demgemäß in Uhrzeigerrichtung um die Achse 88 und senkt dabei den Stift 74a des Querhebels 74 ab. Wenn letzterer abgesenkt wird, werden die Betätigungshebel 17, 17, und 17 der drei Pfade, die an den Querhebel 74 anstoßen, abgesenkt, wodurch der Hauptkontakt in den Zustand "AUS" überführt wird. Dabei wird die Gleitplatte 84, die mit dem Ohr 84a in Eingriff mit dem Schaltsteuerhebel 86 steht, durch Schwenkbewegung des letz­ teren verschoben, was eine Schwenkbewegung des exzentrischen Nockens 76 und des Steuerknopfs 79 verursacht. Letzterer wird dadurch in die Stellung "SCHALTEN" (Trip) verschwenkt (siehe Fig. 9A, 9B und 10A).

Um vom Zustand "SCHALTEN" in einen schaltbaren Zustand zu­ rückzukehren, wird der Schaltknopf 79 gemäß den Fig. 11A und 12B in eine Position "RÜCKSETZEN" (Reset) verdreht, wodurch der Schaltsteuerhebel 86 in Uhrzeigerrichtung verdreht wird, der lösbare Hebel 93 durch den Stift 86b an einem Ende des Schaltsteuerhebels 86 ebenfalls in Uhrzeigerrichtung ver­ dreht wird, das Ende 93a des lösbaren Hebels 93 in den Ha­ kenstift 97a des ersten Hakens 97 eingreift und der rückge­ setzte Zustand erreicht wird, in dem der erste Haken 97 und der zweite Haken 99 miteinander in Eingriff stehen. Der Schaltknopf 79 verstellt sich dabei, wenn er freigelassen wird, automatisch in die Stellung "AUS", und sorgt dafür, daß der Hebel in die Position "AUTO" zurückkehrt, was es er­ laubt, daß der in den Fig. 7A bis 8B dargestellte Zustand wieder erreicht wird.

Es wird nun die Schaltkreisunterbrechung beschrieben, wie sie durch den Elektromagneten 30 für erzwungene Kontaktun­ terbrechung im Kurzschlußfall, der das dritte Trennmittel ist, und durch den Verbindungsmechanismus für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall erzwungen wird, was unter Bezugnahme auf die Fig. 13A und 13B erfolgt. Fig. 13A ist eine vergrößerte Ansicht, die teilweise den Aufbau des Ver­ bindungsmechanismus 18 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall im Wartezustand zeigt, und Fig. 13B ist eine vergrößerte Seitenansicht, die den betätigten Zustand zeigt.

Wenn gemäß Fig. 13B im Hauptstrompfad ein übermäßiger Strom fließt, dessen Stärke über dem Auslösewert für den Elektro­ magneten 30 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall liegt, betätigt dieser unmittelbar den vorspringenden Stab 30 so, daß dieser nach unten vorspringt. Der erste Hebel 110 wird im Uhrzeigersinn um die Achse 111 geschwenkt, so daß er die Rückstellfeder 115 zusammendrückt, was auf die Bewegung des Stabes 31 hin erfolgt. Das Verbindungsteil 112 wird auf die Schwenkbewegung des ersten Hebels 110 hin nach oben be­ wegt, und der zweite Hebel 113 wird im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 114 verschwenkt. Die Spitze des zweiten Hebels 113 senkt den Schaltbetätigungshebel 17 ab. Die feststehenden Kontakte 10 und die beweglichen Kontakte 8 werden dadurch getrennt, wodurch der Kontakt öffnet. Wenn der Hauptstrom­ pfad einmal offen ist, wird der in Reihe in diesem Haupt­ strompfad liegende Elektromagnet 30 für erzwungene Kontakt­ trennung im Kurzschlußfall nicht mehr erregt, wodurch sich der vorspringende Stab 31 wieder nach oben bewegt. Dabei er­ fährt der Verbindungsmechanismus durch die Rückstellfeder 115 an einem Ende des ersten Hebels 110 eine rückstellende Kraft entgegen dem Uhrzeigersinn und erfährt eine rückhal­ tende Kraft für Verschwenken im Uhrzeigersinn nach unten durch die Kontaktfeder 11 am unteren Ende des Schaltbetäti­ gungshebels 17 am anderen Ende des zweiten Hebels 113. Das Verbindungsteil 112 empfängt die beiden Kräfte in den ent­ gegengesetzten Richtungen und hält den offenen Zustand der Kontakte dadurch bei, daß die beiden Rückhaltekräfte gegen­ einander aufgehoben werden. Der Verbindungsmechanismus für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall stellt also einen selbsthaltenden Betätigungsmechanismus dar. Die Rück­ stellbewegung des Verbindungsmechanismus im dargestellten selbsthaltenden Zustand wird dadurch erhalten, daß der Schaltbetätigungshebel 17 weiter durch den Federlösemecha­ nismus 75b abgesenkt wird, der durch Betätigen der auf Über­ strom ansprechenden Einrichtungen 45 und 46 nach Feststellen des Überstroms betätigt wird. Wenn der Schaltbetätigungs­ hebel 17 leicht abgesenkt ist, wird der zweite Hebel 113 in einen Zustand überführt, in dem keine Kräft auf ihn wirken. Der erste Hebel 110 wird durch die Rückstellfeder 115 im Gegenuhrzeigersinn verdreht, und der Verbindungsmechanismus kehrt demgemäß zu dem in Fig. 13A dargestellten Zustand zu­ rück.

In dem Verbindungsmechanismus für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall sorgt der selbsthaltende Verbindungsmecha­ nismus nach dem Betätigen des Elektromagneten für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall dafür, daß die Kontakte getrennt werden. Der getrennte Zustand wird aufrechterhal­ ten, so daß Schutz gegen erneutes Kontaktieren nach dem Trennen sichergestellt ist, wodurch die Kurzschlußunter­ brechungssicherheit verbessert wird.

Der erfindungsgemäße Leistungsschalter weist die Betriebszu­ stände "TEST" und "ISOL" auf, die durch Betätigen des Schaltknopfs 79 eingestellt werden. Er hält in beiden Be­ triebszuständen eine Unterbrechung des Hauptstrompfades auf­ recht. Der Betriebszustand "TEST" dient zum Überwachen der Funktion des Leistungsschalters. Dies ist im Zustand "ISOL" nicht möglich. Der auftrennende Bereich 13 ist in der Stel­ lung "AUS", um den Hauptstrompfad in beiden Betriebsarten zu unterbrechen.

Gemäß den Fig. 2 und 14 verfügt ein Trennschaltmechanismus über ein Paar erster Hebel 105, die schwenkbar auf einer Achse 106 gelagert sind und gegen den exzentrischen Nocken 76 drücken, einen L-förmigen zweiten Hebel 107, der schwenk­ bar auf einer Achse 108 gelagert ist und in den ersten Hebel 105 eingreift, und einen Trennhebel 109 auf, der gemeinsam für die drei Pfade verwendet wird und gegen die Spitze des zweiten Hebels 107 drückt. Er besteht aus einem Isolator. Ein mit dem ersten feststehenden Leiter 12 und dem span­ nungsversorgungsseitigen Anschlußleiter 16 zu verbindender Leiter 25 ist innerhalb des Trennhebels angebracht, der ge­ meinsam für die drei Pfade 109 verwendet wird.

Wenn im Betrieb der Schaltknopf 79 in die Stellungen "TEST" oder "ISOL" verstellt wird, wird der exzentrische Nocken 76 entsprechend verdreht, was dazu führt, daß der auf ihn drüc­ kende erste Hebel 105 in Gegenuhrzeigerrichtung verschwenkt. Der zweite Hebel 107 verdreht sich entsprechend der Schwenk­ bewegung des ersten Hebels 105 im Uhrzeigersinn, und der für die drei Systeme gemeinsam verwendete Trennhebel 109 wird angehoben. Der Leiter 25 wird so vom spannungsversorgungs­ seitigen Anschlußleiter 16 und dem ersten feststehenden Lei­ ter 12 getrennt, wodurch der Hauptstrompfad öffnet. Wie nachfolgend beschrieben wird, ist in der Betriebsart "TEST" eine Überwachung möglich, wenn ein Begrenzungsschalter 118 im Zustand "EIN" steht. In der Betriebsart "ISOL" ist eine Überwachung jedoch nicht möglich, wobei der Begrenzungs­ schalter 118 im Zustand "AUS" steht. Anhand von Fig. 15 wird nun die elektrische Betätigungsschaltung des Schalters mit dem Elektromagneten 60 für Schaltbetätigung beschrieben. Verbindungsbetätigungsanschlüsse 115a, b 116 und 117 sind an der oberen Anschlußleiste des Betätigungsmechanismusgehäuses 3 angebracht. Von einer Seite des Stromversorgungsverbin­ dungsanschlusses 115a, b sind die Erregungsspule des Elektromag­ neten für Schaltbetätigung 60, der Begrenzungsschalter 118 und ein Mikroschalter 119 für Selbsthaltung in Reihe ge­ schaltet und weiterhin mit dem anderen Spannungsversorgungs­ verbindungsanschluß 115a über einen Aus-Schalter für Fern­ steuerung 120 verbunden, der extern zwischen den Verbin­ dungsanschlüssen 116 und 117 angeordnet ist. Eine Spannungs­ versorgung E ist zwischen die Spannungsversorgungsverbin­ dungsanschlüsse 115 und 115a geschaltet. Ein Ein-Schalter für Fernsteuerung 121, der extern zwischen den Verbindungs­ anschlüssen 116 und 117 angebracht ist, ist hierzu parallel geschaltet. Der Begrenzungsschalter 118 wird ausgeschaltet, wenn der Schaltknopf 79 in den Stellungen "AUTO" oder "TEST" steht, und ist in den anderen Stellungen eingeschaltet. Der Begrenzungsschalter 118 ist am feststehenden Rahmen 80 des Betätigungssteuermechanismus 75 angebracht. Sein Betäti­ gungshebel ist so befestigt, daß er gegen das gebogene Ohr 87a des Steuerquerhebels 87 stößt. Er wird z. B. dadurch in z. B. der Stellung "AUTO" im Zustand "EIN" gehalten, daß die Kippverbindungen 90 und 92 gestreckt sind.

Der Mikroschalter 119 für Selbsthaltung des Elektromagneten 60 für Schaltbetätigung ist auf der äußeren Ebene eines fe­ sten Rahmens 65 innerhalb dem Betätigungsmechanismusgehäuse 3 angebracht. Das Ende des beweglichen Stifts 73 des beweg­ lichen Kerns, der am beweglichen Kern des Elektromagneten 60 für die Schaltbetätigung angebracht ist, ist so befestigt, daß er dem Betätigungshebel des Mikroschalters entspricht. Wenn der bewegliche Kern 62 vom feststehenden Kern 61 ange­ zogen wird, bewegt sich der Bewegungsstift 73 des bewegli­ chen Kerns so, daß er den Bewegungshebel des Mikroschalters in der Stellung "EIN" hält. Die Beziehungen für die Zustände "EIN" und "AUS" für den Trennbereich 13, den Hauptkontakt 5 und den Begrenzungsschalter 118 für jede Schaltposition des Schaltgriffs 79 sind in der folgenden Tabelle dargestellt.

Tabelle 1

Wie vorstehend beschrieben, weist der erfindungsgemäße Lei­ stungsschalter folgendes auf: die feststehenden Kontakte 10, 10, den beweglichen Kontakt 9 mit beweglichen Kontakten 8, 8, die schaltbar gegenüber den feststehenden Kontakten 10, 10 angeordnet sind, die Kontaktfeder 11, die am beweglichen Kontakt 9 so angebracht ist, daß sie die beweglichen Kontak­ te 8, 8 auf die feststehenden Kontakte 10, 10 hinbewegt, den Schaltbetätigungshebel 17 (das erste Verbindungsmittel), der mit dem beweglichen Kontakt 9 verbunden ist und diesen be­ wegt, das zweite Verbindungsteil, das aus dem Elektromagnet­ betätigungshebel 71 und dem Kreuzhebel 74 gebildet ist, um gleichzeitig mehrere Schaltbetätigungshebel 17 zu bedienen; drei Arten von Trennmitteln, die durch den Elektromagneten 60 für Schaltfunktion, der gemeinsam für alle Pfade verwen­ det wird, den Federlösemechanismus 75b, der gemeinsam für alle Pfade verwendet wird, und die Elektromagnete 30 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall gebildet ist, von denen jeweils einer für jeden Pfad verwendet wird; und die auf Überstrom ansprechenden Einrichtungen 45 und 46, die ansprechen, wenn ein Überstrom festgestellt wird. Wenn der Schaltknopf 79 immer in der Position "AUTO" steht und der Elektromagnet 60 für Schaltbetätigung immer erregt wird, sind die beweglichen Kontakte 8, 8 aufgrund der Wirkung der Kontaktfeder 11 dauernd in Kontakt mit den feststehenden Kontakten 10, 10, d. h. im Zustand "EIN".

Wenn der Elektromagnet 60 für Schaltbetätigung nicht akti­ viert ist, werden die zweiten Verbindungsteile 71 und 74 so betätigt, daß sie das erste Verbindungsteil 17 in jedem Pfad absenken, wodurch die beweglichen Kontakte 8, 8 getrennt werden und im Zustand "AUS" gehalten werden. Das Schalten des Hauptstrompfads wird also durch den Elektromagneten 60 für Schaltbetätigung ausgeführt.

Wenn übermäßiger Strom im vorgenannten Zustand "EIN" vor­ liegt, stellt das elektronische Überstromrelais 45 diesen Fall fest und gibt ein Ermittlungssignal ab, das der Rück­ stellmagnet 46 empfängt, woraufhin er so arbeitet, daß der Eingriff zwischen dem ersten Haken 97 und dem zweiten Haken 99 über die Übertragungsplatten 94 und 103 gelöst wird. Dann wird der Federlösemechanismus 75b gelöst, wodurch der Quer­ steuerhebel 87 veranlaßt wird, so zu verschwenken, daß er das erste Verbindungsteil 17 absenkt. Das bewegliche Kon­ taktteil 9 wird dadurch nach unten gedrückt und öffnet den Hauptstrompfad. Die Schwenkbewegung des Quersteuerhebels 87 erlaubt es auch, daß der Begrenzungsschalter 118 auf "AUS" geschaltet werden kann, wodurch die Erregungsspule 63 des Elektromagneten 60 für Schaltbetätigung deaktiviert wird. Anschließend wird der bewegliche Kern 62 vom feststehenden Kern 61 getrennt, woraufhin er den zweiten Verbindungsteilen 71 und 74 folgt, die bereits in die geöffnete Stellung be­ wegt wurden. Die Schaltung wird demgemäß durch das Einbre­ chen des Federlösemechanismus 75b mit hoher Geschwindigkeit bei Überlaststrom getrennt, wodurch die Unterbrechungsfähig­ keit für Überlaststrom im Vergleich zu einem herkömmlichen Schalter verbessert wird.

Wenn darüber hinaus ein großer Strom fließt, wie bei einem Kurzschluß, wird der Elektromagnet 30 für erzwungene Kon­ takttrennung im Kurzschlußfall direkt aktiviert, und sein vorspringender Stab 31 sorgt dafür, daß der Verbindungsme­ chanismus 18 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschluß­ fall betätigt wird, um die erste Verbindungseinrichtung 17 abzusenken, was die Kontakte trennt. Gleichzeitig stellt das elektronische Überstromrelais 45 den Kurzschlußstrom fest, und der Rückstellmagnet 46 und der Federlösemechanismus 75b arbeiten so, daß sie die zweiten Verbindungsteile 71 und 74 auf das Ausgangssignal hin betätigen, wodurch das erste Ver­ bindungsteil 17 in der offenen Position festgehalten wird. Demgemäß arbeitet der Elektromagnet 30 für erzwungene Kon­ takttrennung im Kurzschlußfall so, daß er das bewegliche Kontaktteil 9 in die offene Stellung überführt, und der Mag­ net 30 wird deaktiviert, so daß der Verbindungsmechanismus für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall den nach der Bewegung erhaltenen Zustand aufrechterhält, um die Kon­ takte voneinander getrennt zu halten. Er kehrt nach der Be­ wegung des Federlösemechanismus automatisch in einen Warte­ zustand zurück, in dem die offene Position des beweglichen Kontaktteils 9 beibehalten wird. Demgemäß ist es nicht er­ forderlich, einen besonderen Verriegelungsmechanismus oder einen Rücksetzmechanismus für den Elektromagneten 30 für er­ zwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall vorzusehen, um das Wiederschließen zu verhindern. Der Elektromagnet 30 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall und das auf Überstrom ansprechende Mittel, das durch den Stromtransfor­ mator 41 zum Ermitteln des zulässigen Stroms für den Lei­ stungsschalter und die auf Überstrom ansprechenden Einrich­ tungen 45 und 46 gebildet ist, können im Schaltgehäuse 4 dadurch untergebracht sein, daß der Verbindungsmechanismus 18 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall im Schaltunterbrechergehäuse 2 untergebracht wird. Das Schalt­ gehäuse 4 läßt sich dadurch abnehmen, daß die Schraube 24 an der Eingangsseite der Erregerspule 36 für den Elektromag­ neten 30 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall abgenommen wird. Demgemäß kann ein Paar der Elektromagnete 30 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall mit einer Stromführungskapazität und einem Betätigungseinstell­ wert, der dem zulässigen Strom zugeordnet ist, und das auf Überstrom ansprechende Mittel gleichzeitig ersetzt werden.

Wenn der zulässige Strom klein ist, erlauben es ein Verrin­ gern der Stromführungskapazität der Erregungsspule 36 des Elektromagneten 30 für erzwungene Kontakttrennung im Kurz­ schlußfall und ein Erhöhen der Anzahl von Windungen der Spule zum Erhöhen des Widerstandswertes, daß der durchgehen­ de Kurzschlußstrom erheblich verringert werden kann. Was das Rückstellen des Verbindungsmechanismus 18 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall in den Wartezustand nach dem Betätigen betrifft, ist auch eine andere Funktion als die vorstehend beschriebene des Federlösemechanismus 75b möglich, um den Nichterregungszustand des Elektromagneten für die Schaltbetätigung zu erzeugen, um den Schaltbetäti­ gungshebel 17 weiter abzusenken. Der erfindungsgemäße Ver­ bindungsmechanismus 18 für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschlußfall ist daher auf jeden Leistungsschalter anwend­ bar, der mindestens den Federlösemechanismus 75b oder den Elektromagneten 60 für Schaltbetätigung aufweist.

Wie vorstehend beschrieben, weist der erfindungsgemäße Lei­ stungsschalter einen Verbindungsmechanismus auf, der zwi­ schen das erste Verbindungsteil eingreift, um zwischen den feststehenden Kontakten und dem Elektromagneten für erzwun­ gene Kontakttrennung im Kurzschlußfall umzuschalten. Wegen der Selbsthaltefunktion und der Selbstrücksetzfunktion für den Verbindungsmechanismus kann ein Wiederleitendwerden nach dem Unterbrechen eines Kurzschlußstroms sicher vermieden werden, so daß ein Rücksetzen von Hand vermieden werden kann und automatisches Rücksetzen der Schaltung erzielbar ist.

Claims (6)

1. Leistungsschalter mit

• - beweglichen Kontakten (8) zum Schließen und Öffnen eines Schalt­ kreises zwischen feststehenden Kontakten (10),
• - einer ersten Schaltbetätigungseinrichtung (17) in Bewegungskopp­ lung mit den beweglichen Kontakten (8) und einer Kontaktfeder (11),
• - einer zweiten Schaltbetätigungseinrichtung (Kreuzhebel 74) zum Be­ tätigen der ersten Schaltbetätigungseinrichtung (17),
• - einem spannungsbetätigten Elektromagneten (60) mit einem Anker (62) und einer Freigabefeder (64), wobei der Anker durch die Freigabefeder bei nicht erregtem Zustand des Elektromagneten die zweite Schaltbetäti­ gungseinrichtung (74) in eine Stellung bewegt, in der die beweglichen Kon­ takte (8) in der Offenstellung sind,
• - einer Einrichtung für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschluß­ fall mit einem strombetätigten Elektromagneten (30) im Hauptstrompfad, der auf einen Strom über einem vorgegebenen Wert anspricht und mit einer Rückstellfeder (115), die gegen den Anker (33) des strombetätigten Elektromagneten (30) wirkt,
• - einem Verbindungsmechanismus (18), der zwischen dem strombetä­ tigten Elektromagneten (30) und der ersten Schaltbetätigungseinrichtung (17) liegt, der im Zusammenwirken mit der Rückstellfeder (115) und der Kontaktfeder (11) die Offenstellung der beweglichen Kontakte (8) aufrecht­ erhält, wenn der strombetätigte Elektromagnet (30) in den nicht erregten Zustand zurückkehrt und die erste Schaltbetätigungseinrichtung (17) freigibt, wenn der spannungsbetätigte Elektromagnet (60) in den nicht er­ regten Zustand übergeht.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der strombetätigte Elektromagnet (30) in der Einrichtung zur erzwungenen Kontakttrennung im Kurzschlußfall vom Tauchspulentyp ist;
• - der Verbindungsmechanismus (18) einen ersten Hebel (110), einen zweiten Hebel (113) und ein Verbindungsteil (112) aufweist;
• - ein Ende des ersten Hebels (110) an den Tauchkolben (31) des strombetätigten Elektromagneten (30) stößt;
• - das andere Ende des ersten Hebels (110) mit einem Ende des Ver­ bindungsteils (112) verbunden ist;
• - das andere Ende des Verbindungsteils (112) mit einem Ende des zweiten Hebels (113) verbunden ist;
• - das andere Ende des zweiten Hebels (113) gegen die erste Verbin­ dungseinrichtung (17) stößt;
• - der Tauchkolben (31) bei Betätigen des strombetätigten Elektro­ magneten (30) den ersten Hebel (110) so betätigt, daß dieser über das Ver­ bindungsteil (112) den zweiten Hebel (113) dazu veranlaßt, die erste Ver­ bindungseinrichtung (17) zu bewegen, um die beweglichen Kontakte (8) in Trennstellung zu überführen, wobei der Verbindungsmechanismus (18) seine Position nach dem Trennen beibehält; und daß
• - der Eingriff zwischen dem zweiten Hebel (113) und der ersten Verbin­ dungseinrichtung (17) freigegeben wird, so daß der Verbindungsmecha­ nismus sofort in den Zustand vor der Betätigung des strombetätigten Elektromagneten (30) zurückkehrt, wenn der spannungsbetätigte Elek­ tromagnet (60) den nichterregten Zustand einnimmt und die erste Verbin­ dungseinrichtung (17) weiter über die zweite Verbindungseinrichtung (74) bewegt.

3. Leistungsschalter mit

• - beweglichen Kontakten (8) zum Schließen und Öffnen eines Schalt­ kreises zwischen feststehenden Kontakten (10),
• - einer ersten Schaltbetätigungseinrichtung (17) in Bewegungskopp­ lung mit den beweglichen Kontakten (8) und einer Kontaktfeder (11),
• - einer zweiten Schaltbetätigungseinrichtung (Kreuzhebel 74) zum Be­ tätigen der ersten Schaltbetätigungseinrichtung (17),
• - einer Einrichtung (45, 46, 54,103, 102), die auf Überstrom anspricht und darauf reagiert und die die zweite Schaltbetätigungseinrichtung (74) in eine Stellung bewegt, in der die beweglichen Kontakte (8) in der Offen­ stellung sind,
• - einer Einrichtung für erzwungene Kontakttrennung im Kurzschluß­ fall mit einem strombetätigten Elektromagneten (30) im Hauptstrompfad, der auf einen Strom über einem vorgegebenen Wert anspricht und mit einer Rückstellfeder (115), die gegen den Anker (33) des strombetätigten Elektromagneten (30) wirkt,
• - einem Verbindungsmechanismus (18), der zwischen dem strombetä­ tigten Elektromagneten (30) und der ersten Schaltbetätigungseinrichtung (17) liegt, der im Zusammenwirken mit der Rückstellfeder (115) und der Kontaktfeder (11) die Offenstellung der beweglichen Kontakte (8) aufrecht­ erhält, wenn der strombetätigte Elektromagnet (30) in den nicht erregten Zustand zurückkehrt und der die erste Schaltbetätigungseinrichtung (17) freigibt, wenn die Einrichtung (45, 46, 54, 103, 102) auf Überstrom an­ spricht und reagiert.

4. Leistungsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein Federlösemechanismus (75b) vorhanden ist mit einem Kippver­ bindungsmechanismus (86, 90, 91, 92) mit einer Feder (95) und einem Hebel (87) an einem Ende des Kippverbindungsmechanismus zum Betätigen der zweiten Verbindungseinrichtung (74), und einem Verriegelungsme­ chanismus (93, 97, 99) zum Übertragen eines Signals von der auf Über­ strom ansprechenden Einrichtung (46, 54, 103, 102) zum Kippverbin­ dungsmechanismus und zum Entspannen der Feder (95);
• - der Hebel (87) die zweite Verbindungseinrichtung (74) in einer Stel­ lung hält, in der die beweglichen Kontakte (8) in geschlossener Stellung stehen und die Feder (95) voll gespannt ist, und daß
• - der Hebel (87) die zweite Verbindungseinrichtung (74) in eine Stel­ lung bringt, in der die beweglichen Kontakte (8) in Trennstellung (Offen­ stellung) stehen, wenn der Verriegelungsmechanismus (93, 97, 99) auf das Signal der auf Überstrom ansprechenden Einrichtung (46, 54, 103, 102) reagiert und die Feder (95) entspannt wird.

5. Leistungsschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der strombetätigte Elektromagnet (30) in der Einrichtung zur erzwungenen Kontakttrennung im Kurzschlußfall vom Tauchspulentyp ist;
• - der Verbindungsmechanismus (18) einen ersten Hebel (110), einen zweiten Hebel (113) und ein Verbindungsteil (112) aufweist;
• - ein Ende des ersten Hebels (110) an den Tauchkolben (31) des strom­ betätigten Elektromagneten (30) stößt;
• - das andere Ende des ersten Hebels (110) mit einem Ende des Ver­ bindungsteils (112) verbunden ist;
• - das andere Ende des Verbindungsteils (112) mit einem Ende des zweiten Hebels (113) verbunden ist;
• - das andere Ende des zweiten Hebels (113) gegen die erste Verbin­ dungseinrichtung (17) stößt;
• - der Tauchkolben (31) bei Betätigen des strombetätigten Elektro­ magneten (30) den ersten Hebel (110) so betätigt, daß dieser über das Ver­ bindungsteil (112) den zweiten Hebel (113) dazu veranlaßt, die erste Ver­ bindungseinrichtung (17) zu bewegen, um die beweglichen Kontakte (8) in Trennstellung zu überführen, wobei der Verbindungsmechanismus (18) seine Position nach dem Trennen beibehält; und daß
• - der Verbindungsmechanismus (18) vom Eingriff mit der ersten Verbindungseinrichtung (17) freigegeben wird und sofort in den Warte­ zustand vor dem Betätigen des strombetätigten Elektromagneten (30) zu­ rückkehrt, wenn der Federlösemechanismus (75b) so arbeitet, daß er die erste Verbindungseinrichtung (17) weiter über die zweite Verbindungsein­ richtung (74) bewegt.

6. Leistungsschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch eine Mehrzahl von ersten Schaltbetätigungseinrich­ tungen (17) und Kontaktfedern (11) und einer Mehrzahl von beweglichen und feststehenden Kontakten (8, 10).