DE4201255A1 - Formgehaeuseschalter mit vielpoliger querstabanordnung - Google Patents

Description

Mehrphasige industrielle elektrische Energieverteilungssysteme werden vor einer Beschädigung durch Überstromzustände geschützt durch entsprechende vielpolige Schalter, wobei jeder Phase der Energieverteilungsschaltung ein getrennter Pol innerhalb der Schalteranordnung zugeordnet ist.

Eines der Probleme, die bei der Entwicklung und der Fertigung eines vielpoligen Schalters auftreten, ist die Anordnung von zwei Betätigungsfedern ausreichender Festigkeit, um jeden Pol gleichzeitig zu öffnen und zu schließen, wenn die Schalterkontakte zwischen ihrer Öffnungs- und Schließstellung geschwenkt werden. Die US-A-47 36 174 beschreibt die Verwendung einer getrennten Betätigungsfeder innerhalb jedes getrennten Poles von einer vielpoligen Schalteranordnung.

Die US-A-40 36 157 beschreibt ein Paar von Betätigungsfedern, die innerhalb des Mittelpoles von einem dreipoligen Schalter verwendet werden, um die Schalterkontakte innerhalb jedes einzelnes Poles bei Überstromzuständen und auch während des manuellen Öffnens und Schließens der Schalterkontakte zu trennen.

Bei einigen industriellen elektrischen Energieverteilungssystemen werden vierpolige Schalter installiert, um den elektrischen Stromkreis und auch die zugeordneten industriellen Geräte zu schützen. Die bewegbaren Kontaktarme, die die bewegbaren Kontaktstücke innerhalb der getrennten Pole tragen, werden ihrerseits durch eine gemeinsame einheitliche Querstabanordnung getragen. Die Anordnung eines derartigen vierpoligen Schalters erfordert eine einheitliche Querstabanordnung mit einer vergrößerten Länge. Die Hinzufügung eines vierten Poles zu einem üblichen dreipoligen Schalteraufbau vergrößert die statischen Reibungskoeffizienten, die bei den Drehzapfen auftreten, die die bewegbaren Kontaktarme für eine Drehbewegung tragen, und somit sind größere Betätigungsfedern erforderlich, um die erhöhte Reibung zu überwinden.

Es würde wirtschaftlich von Vorteil sein, einen vierpoligen Schalter zur Verfügung zu haben, der die Kontakte innerhalb der getrennten Pole trennen kann, ohne daß ein größeres Paar von Betätigungsfedern als bei einem dreipoligen Schalter oder eine längere Querstabanordnung erforderlich wäre. Es wäre auch vorteilhaft, eine modulare Querstabeinheit zu haben, die additiv kombiniert werden könnte, um vielpolige Schalter zu formen, ohne daß eine getrennte Querstabanordnung für jeden vielpoligen Aufbau erforderlich wird.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine modulare Querstabanordnung zu schaffen, durch die mehrere Schalterpole aus einer gemeinsamen modularen Querstabeinheit gefertigt werden können. Weiterhin soll ein Kontaktarm-Beschleunigungshebel geschaffen werden, um die Schließkraft zu vergrößern, die auf die bewegbaren Kontaktarme innerhalb eines üblichen vielpoligen Schalteraufbaus ausgeübt wird. Eine zusätzliche Aufgabe besteht darin, Mittel zum Verkleinern der Reibungseffekte auf die bewegbaren Kontaktarme zu schaffen, die in vielpoligen Schalterkonstruktionen auftreten.

Gemäß der Erfindung gestattet eine modulare Querstabkonfiguration, daß mehrere Querstabkonfigurationen eines vielpoligen Schalters aus mehreren einheitlichen modularen Einheiten gefertigt werden können. Ein Kontaktarm-Beschleunigungshebel, der an dem Betätigungsmechanismus des Schalters befestigt ist, verzögert die Aktion der Betätigungsfedern, bis die Federn eine maximale Längung erfahren haben. Eine Versetzung der Schließsequenz der bewegbaren Kontaktarme innerhalb der einzelnen Pole des vielpoligen Schalters verkleinert wesentlich die Reibungswirkungen während des Vorganges der Kontaktschließung.

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

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung von oben auf einen vierpoligen Formgehäuseschalter, der die modulare Querstabanordnung und den Kontaktarm-Beschleunigungshebel gemäß der Erfindung verwendet.

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung von oben auf den Schalter gemäß Fig. 1, wobei der Deckel abgenommen ist, um den Schalterbetätigungsmechanismus zu zeigen.

Fig. 3 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung von oben auf den Schalterbetätigungsmechanismus gemäß Fig. 2.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Seitenansicht im Schnitt von dem Querstab und dem bewegbaren Kontaktarm gemäß Fig. 3.

Fig. 5 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Betätigungsmechanismus gemäß Fig. 3, wobei der Beschleunigungshebel gemäß der Erfindung an dem Seitenrahmen des Betätigungsmechanismus befestigt ist.

Fig. 6 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht von oben auf die modulare Querstabeinheit gemäß der Erfindung vor der Montage.

Fig. 7 ist eine vergrößerte Seitenansicht der modularen Querstabeinheit gemäß Fig. 6 nach der Montage der bewegbaren Kontaktarmanordnung.

Fig. 8 ist ein vergrößertes Schnittbild von vorne des vielpoligen Schalters gemäß Fig. 1 und zeigt die zusammengebaute modulare Querstabeinheit gemäß Fig. 6.

Fig. 9 ist ein vergrößertes Schnittbild von vorne auf den vielpoligen Schalter gemäß Fig. 1 und zeigt die bewegbaren Kontaktarme innerhalb der getrennten Pole, die um ein vorbestimmtes Inkrement verschoben sind.

Ein vierpoliger elektronischer Schalter 10, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, enthält ein Formgehäuse 11 aus Kunststoff, an dem ein ausgeformter Kunststoffdeckel 12 zusammen mit einem Zubehördeckel 13 befestigt ist. Ein Schalterbetätigungsgriff 40 erstreckt sich durch einen Schlitz 15, der in dem Schalterdeckel für eine manuelle Betätigung ausgebildet ist, um den Schalter zwischen seinen "EIN-" und "AUS"-Stellungen zu bewegen. Ein Einsatz 16 zum Einstellen von Nenngrößen, wie er in der US-A-46 49 455 beschrieben ist, ist mit der Schaltkarte 17 einer elektronischen Auslöseeinheit verbunden, wie sie in der US-A-45 89 052 beschrieben ist. Eine Betätigungseinheit 18, wie sie in der US-A-48 06 893 beschrieben ist, ist in dem Schalterdeckel 12 unter dem Zubehördeckel 13 enthalten. Eine Hilfsschaltereinheit 19, wie sie in der US-A-47 94 356 beschrieben ist, ist innerhalb des Schalterdeckels unter dem Zubehördeckel und auf der gegenüberliegenden Seite des Schalterbetätigungsgriffes 14 enthalten.

Im Betrieb wird der Kreisstrom in drei Stromwandlern 26 abgetastet, die in dem Schalter 10 gemäß Fig. 2 gezeigt sind und die mit der gedruckten Schaltkarte der Auslöseeinheit durch Stiftverbinder 27 verbunden sind. Der Kreisstrom wird in der Auslöseeinheit, die in der gedruckten Schaltkarte enthalten ist, verarbeitet, und der Betätigungsmechanismus 20 wird geschwenkt, um den Kreisstrom zu unterbrechen, wenn der Kreisstrom vorbestimmte Werte für vorbestimmte Zeitperioden überschreitet. Das Betätigungsglied tritt mit dem Betätigungsmechanismus bei einer Lageänderung des Auslösestabes 21 und der befestigten Verriegelungsanordnung 22 in Wechselwirkung, um dadurch die kräftigen Federn 42 des Betätigungsmechanismus freizugeben, die ihrerseits die bewegbaren Kontaktarme 25 auf der Querstabanordnung 45 in die Öffnungsstellung bewegen, wodurch der elektrische Kontakt zwischen den bewegbaren Kontaktstücken 23 und den feststehenden Kontaktstücken 24 unterbrochen wird, um den Kreisstrom schnell zu unterbrechen. Wie bereits ausgeführt wurde, ist ein getrennter bewegbarer Kontaktarm in einer getrennten Kammer enthalten, wie es bei 9 für jeden Pol des Schalters angegeben ist. Ein Beschleunigungshebel 36 sorgt für eine verzögerte Bewegung auf den Querstab 45, um für eine vergrößerte Schließkraft auf die bewegbaren Kontaktarme in einer noch genauer zu beschreibenden Weise zu sorgen.

Der Betätigungsmechanismus 20 und die Verriegelungsanordnung 22 sind in Fig. 3 gezeigt. Der Betätigungsmechanismus 20 ist in einem herumgewickelten, durchgehenden Seitenrahmen 41 gehaltert, der die kräftigen Betätigungsfedern 42 haltert. Die Gabelanordnung 29 ist in Wechselwirkung mit der primären Verriegelung 31, in der die Öffnung 31A ausgebildet ist zur Halterung des Gabelhakens 30 an dem einen Ende der Gabelanordnung 29. Der Auslösestab 21 wird durch die sekundäre Verriegelung 32 getragen, die den sekundären Verriegelungsstift 33 enthält. Um die rasche Verriegelung und Freigabe der sekundären Verriegelung vor und nach einem Kontakt durch den Auslösestab 21 zu unterstützen, ist das einheitliche Spritzgußstück, das den Auslösestab und die sekundäre Verriegelung enthält, Nickel­ plattiert. Der Nickelüberzug verhindert auch, daß das Spritzgußmaterial in den langen Perioden einer ausgedehnten Verwendung korrodiert. Der Betätigungsmechanismus ist mit dem bewegbaren Kontaktarm und dem Querstab durch den Rollenzapfen 34 verbunden.

Eine bewegbare Kontaktarmanordnung 44 ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist, an der Querstabanordnung 45 befestigt. Die bewegbare Kontaktarmanordnung 44 enthält den bewegbaren Kontaktarm 25 und das bewegbare Kontaktstück 23. Der bewegbare Kontaktarm ist an der Halterung 48 des bewegbaren Kontaktarms durch eine Verbindung mit der Querstabanordnung über den Drehzapfen 37 befestigt. Die Querstabanordnung 45, die in den US-Patentschriften 47 33 211 und 47 82 583 beschrieben ist, enthält eine Kontaktfeder 46, um das bewegbare Kontaktstück 23 in einem guten elektrischen Kontakt mit dem feststehenden Kontaktstück 24 (s. Fig. 2) während Ruhestromzuständen zu halten. Das Nockenteil 50 auf der Querstabanordnung verbindet die Querstabanordnung mit dem in Fig. 3 gezeigten Betätigungsmechanismus 20 durch Aufnahme des Rollenstiftes 34, der als an den Enden der Betätigungsfedern 42 in dem gekrümmten Schlitz 64 schwenkbar gehaltert gezeigt ist. Das Ende 76 des bewegbaren Kontaktarms 45 tritt mit der Querstabanordnung 45 in Wechselwirkung, indem es mit der Bodenfläche 77 des Querstabes in Kontakt kommt, wie es insbesondere in Fig. 4 gezeigt ist.

Der vierte Pol in dem Schalter 10, wie er in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, sorgt für eine zusätzliche Beanspruchung der Federn des Betätigungsmechanismus, die ursprünglich für eine Verwendung in dreipoligen Schaltern ausgelegt waren, wie sie beispielsweise in den vorgenannten US- Patentschriften 47 33 211 und 47 82 583 beschrieben sind. Beim Bewegen des Betätigungsgriffes 14 und der zugeordneten bewegbaren Kontaktarme 25 aus der "AUS"-Stellung, die in Fig. 5 in ausgezogenen Linien dargestellt ist, in den "EIN"-Zustand, der gestrichelt dargestellt ist, müssen die Betätigungsfedern den statischen Reibungskoeffizienten überwinden, der auf den Drehstift 60 des Kontaktarmes ausgeübt wird, der von der Querstabanordnung 45 ausgeht. Da ein getrenntes Paar von Drehstiften für jeden einzelnen bewegbaren Kontaktarm innerhalb der getrennten Pole verwendet wird, sind die statischen Reibungskoeffizienten für die einzelnen Drehstifte kummulativ. Es wurde gefunden, daß, wenn die Betätigungsfedern auf ihre maximale Längung ausgedehnt werden, bevor der bewegbare Kontaktarm in seine Schließstellung bewegt worden ist, die Energieübertragung von den verlängerten Betätigungsfedern auf die bewegbaren Kontaktarme einen maximalen Wert hat. Der Beschleunigungshebel 36 der bewegbaren Kontaktarme, der nachfolgend "Beschleunigungshebel" genannt wird, wird dazu verwendet, die Bewegung der bewegbaren Kontaktarme 25 zu verzögern, bis die Betätigungsfedern auf ihre maximale Längung ausgedehnt sind. Der Beschleunigungshebel ist an dem Seitenrahmen 41 des Betätigungsmechanismus schwenkbar befestigt durch einen Drehstift 37 und ist gegen die Vorderwand 43 des Seitenrahmens vorgespannt durch ein Ansatzstück 39 an der oberen Verlängerung 53 des Beschleunigungshebels und eine kleine Druckfeder 40. Eine untere Verlängerung 41 an dem gegenüberliegenden Ende des Beschleunigungshebels steht in Wechselwirkung mit der Querstabanordnung 45 durch die Stufe 49, die an der unteren Verlängerung des Beschleunigungshebels ausgebildet ist, und den Nockenvorsprung 52, der von dem Oberteil der Querstabanordnung vorsteht. Wenn der Betätigungsgriff 14 von seiner "AUS"- in seine "EIN"-Stellung bewegt wird, um die Betätigungsfedern in ihre Endlagenstellungen zu bringen und die bewegbaren Kontaktarme 25 über die Querstabanordnung 45 in ihre Schließstellung zu bewegen, hält der Beschleunigungshebel 36 zeitweise die Querstabanordnung 45 in der folgenden Weise davon ab, sich in Gegenuhrzeigerrichtung zu drehen. Wenn der Betätigungsgriff 14, der mit dem Betätigungsmechanismus 20 durch den Handgriffkragen 38 und das Handgriffjoch 78 verbunden ist, beginnt, die Querstabanordnung 45 in Gegenuhrzeigerrichtung zu drehen, kommt der Nockenvorsprung 52 auf der Querstabanordnung mit der Stufe 49 auf dem Beschleunigungshebel in Berührung und verhindert eine weitere Drehung der Querstabdrehung, bis der Nockenvorsprung 52 die Stufe 49 freigibt. Die verzögerte Bewegung der Querstabanordnung gestattet, daß die Betätigungsfedern bis zu ihrer maximalen Längung gedehnt werden, so daß, wenn die Querstabanordnung von dem Beschleunigungshebel frei ist, die langgestreckten Betätigungsfedern die bewegbaren Kontaktarme 25 schnappend in die Schließstellung bewegen, die gestrichelt dargestellt ist. Eine fortgesetzte Drehung des Handgriffes bringt das Griffjoch 78 in Kontakt mit dem Ansatzstück 39 auf dem Beschleunigungshebel und dreht dann den Nockenvorsprung 52, damit er von der Stufe 49 freikommt. Der Nockenvorsprung kommt nun mit der Oberfläche der unteren Verlängerung 51 in Eingriff, bis die bewegbaren Kontaktarme 25 in ihre Öffnungsstellung zurückkehren, die in ausgezogenen Linien dargestellt ist. Dadurch kann die gespannte Druckfeder 40 zwischen den Beschleunigungshebel und der Vorderseite des Rahmens den Beschleunigungshebel in Uhrzeigerrichtung zurück in seine Anfangsstellung drehen, die in ausgezogenen Linien dargestellt ist. Dadurch wird der Beschleunigungshebel zurückgesetzt, so daß der Nockenvorsprung 52 auf der Querstabanordnung mit der Stufe 49 auf dem Beschleunigungshebel in Kontakt kommt, wenn der Schalterbetätigungshebel 14 wieder aus seiner "AUS"- in die "EIN"-Stellung bewegt wird.

Bei der Fertigung der in Fig. 4 gezeigten Querstabanordnung 45 wird eine modulare Querstabkopplereinheit 58, die nachfolgend "Koppler" genannt wird, verwendet, um eine Verbindung zwischen aneinander angrenzenden Paaren von Haltern für die bewegbaren Kontaktarme herzustellen, wie es beispielsweise bei 24A, 24B in Fig. 6 angegeben ist. Jeder Koppler weist eine innere Zwischenwand 69 aus ausgeformtem Kunststoff mit zwei äußeren Zylindern 70 auf, die einstückig damit ausgebildet sind. Die Verbindungsstifte 62 aus Stahl, die von der Oberfläche 70A der Zylinder ausgehen, führen durch das entsprechende Paar von rechteckigen Schlitzen 61A, 61B hindurch, die in den Seitenarmen 79A, 79B der Halterungen 54A, 54B der bewegbaren Kontaktarme ausgebildet sind. Die Öffnungen 59, die in den Enden der Außenzylinder des Kopplers ausgebildet sind, fluchten mit den entsprechenden Durchführungslöchern 71A, 71B in den gegenüberliegenden Seitenarmen, um den in Fig. 5 gezeigten Kontaktarm- Drehstift 60 aufzunehmen und zu haltern.

Die Befestigung zwischen dem Koppler 58 und einer der Kontaktarmhalterungen 54 wird am besten aus Fig. 7 deutlich. Die Halterungen weisen zwei Seitenarme 79, von denen nur einer gezeigt ist, zusammen mit einem L-förmigen Querstück 56 auf, das sich über die Seitenarme erstreckt und mit einer Öffnung versehen ist, um das mit einer Nut versehenen Nockenteil 50 aufzunehmen. Die Kontaktfeder 55, die sich zwischen dem bewegbaren Kontaktarm 25 und der unteren Fläche des L-förmigen Querstückes 56 erstreckt, dient dazu, das bewegbare Kontaktstück 23 bei Ruhebetriebszuständen in seiner Schließstellung zu halten, während sich der bewegbare Kontaktarm 25 unabhängig von dem Koppler 58 drehen kann, wenn er elektrodynamisch in seine Öffnungsstellung geblasen ist beim Auftreten eines Kurzschlußfehlers. Die Verlängerung 57 an dem Ende des bewegbaren Kontaktarmes gegenüber dem bewegbaren Kontaktstück 23 ist für eine elektrische Verbindung mit dem elektrischen Litzenleiter (nicht gezeigt) geeignet. Die innere Zwischenwand 69 sorgt für eine elektrische Isolation zwischen den einzelnen bewegbaren Kontaktarmen 25, die in den getrennten Kammern 9 (s. Fig. 2) angeordnet sind und die die getrennten Pole des vierpoligen Schalters aufweisen, der in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist.

Aus Fig. 7 geht weiterhin hervor, daß die Seitenarme 79 der Halterung 54 an dem Koppler 58 befestigt sind durch den Verlauf der Verriegelungsstifte 62 von den Außenzylindern 70 durch die rechteckigen Schlitze 62, die in den Seitenarmen ausgebildet sind, und durch das Einsetzen des Drehstiftes 60 in das Durchführungsloch 59. Der Koppler 58 unterscheidet sich von der in Fig. 4 gezeigten Querstabanordnung 45, die eine getrennte Querkontaktfeder 46 enthält und die mit dem bewegbaren Kontaktarm 25 in Wechselwirkung ist durch einen Kontakt zwischen dem Ende 76 des bewegbaren Kontaktarmes und der Bodenfläche des Querstabes, wie es bereits beschrieben wurde. Der Einsatz des Kopplers 58 in Verbindung mit den Halterungen 54 der bewegbaren Kontaktarme gestattet, daß eine zweipolige, dreipolige oder vierpolige Schalterquerstabanordnung ausgebildet wird durch die additive Zusammenfügung von entsprechenden Halterungen und Kopplereinheiten.

Ein derartiger vierpoliger Schalter 10 mit drei Kopplereinheiten 58 ist in Fig. 8 gezeigt. Der Betätigungsgriff 14 erstreckt sich durch den Griffschlitz 15, der in dem Schalterdeckel 12 ausgebildet ist, und steht mit dem Betätigungsmechanismus 20 über das Griffjoch in der zuvor beschriebenen Weise in Verbindung. Die bewegbaren Kontaktarme 25, die die bewegbaren Kontaktstücke 23 für eine Kontaktbildung und Konakttrennung mit den feststehenden Kontaktstücken 24 tragen, sind mit dem Betätigungsmechanismus 20 durch das Nockenteil 50 auf den Halterungen 24 der bewegbaren Kontaktarme und dem Rollenstift 34 in Verbindung, das an dem Ende der Betätigungsfedern 42 angeordnet ist. Die Halterungen 54 sind mit den dazwischen angeordneten Kopplern 58 durch die Verriegelungsstifte 62 und die Kontaktarm-Drehstifte 50 verbunden. Die Halterungen 54 für die bewegbaren Kontaktarme, die feststehenden Kontaktstücke und die Halterungen 65 für die feststehenden Kontakte sind in Aussparungen 66 angeordnet, die in dem Schaltergehäuse 11 ausgebildet sind. Die Kontaktfedern 55, die unter den Halterungen 54 angeordnet sind, drücken die zugeordneten bewegbaren Kontaktarme 25 und die daran befestigten bewegbaren Kontaktstücke 22 in eine feste Anlage mit den feststehenden Kontaktstücken 24. Die Koppler 58 sind in Aussparungen 82 fest gehaltert, die in dem Schaltergehäuse ausgebildet sind, indem die Deckflächen 70A der Außenzylinder 70 mit dem einen Ende des Seitenrahmens 41 des Betätigungsmechanismus in Berührung sind und das Oberteil des Seitenrahmens unter der Bodenfläche 12A des Schalterdeckels eingeschlossen ist. Die Koppler 58 werden in dem Schaltergehäuse auch durch U-förmige Bügel 67 gehaltert, die unter den Deckelseitenwänden 73, wie es bei 73A angedeutet ist, und unter den Deckelinnenwänden 83, wie es bei 83A angedeutet ist, eingeschlossen sind. Die inneren Zwischenwände 69 auf jedem der Koppler 58 drehen sich innerhalb entsprechender Aussparungen 75A, 75B, die in dem Schalterdeckel 12 und dem Gehäuse 11 ausgebildet sind, während eine elektrische Isolierung zwischen den bewegbaren Kontaktarmen 85 beibehalten wird, die in unterschiedlichen Kammern angeordnet sind.

Ein Weg zum Vergrößern der Kontaktschließwirkung der Schalterbetätigungsfedern 42 wird deutlich, indem nun der Schalter 10 gemäß Fig. 9 betrachtet wird. Wie bereits beschrieben wurde, tragen die Drehzapfen 60 der bewegbaren Kontaktarme in kummulativer Weise zu dem statischen Reibungskoeffizienten bei, der überwunden werden muß, wenn der Schalterbetätigungsgriff 14 den Betätigungsmechanismus 20 dreht, um die bewegbaren Kontaktarme 25A, 25B in ihre Schließstellung zu bewegen. Es ist bekannt, daß der dynamische Reibungskoeffizient wesentlich kleiner ist als der statische Koeffizient für die Drehpunkte der bewegbaren Kontaktarme. Dementsprechend würde es mechanisch vorteilhaft sein, die kombinierte statische Reibung zu verkleinern, die unmittelbar vor den Kontaktschließvorgängen überwunden werden muß. Dies wird dadurch erreicht, daß der Trennabstand zwischen den bewegbaren Kontaktstücken 23A-23D und den feststehenden Kontaktstücken 24A-24D, wenn die bewegbaren Kontaktarme in der Öffnungsstellung sind, gestaffelt- bzw. versetzt wird, damit sich die bewegbaren Kontaktarme zeitlich nacheinander bewegen anstatt gleichzeitig. Für einen Trennabstand x zwischen dem bewegbaren Kontakt 23A und den feststehenden Kontaktstücken 24 in dem Pol A werden die Kontakttrennabstände um ein Inkrement von beispielsweise 1,5 mm (1/16 Zoll) für die übrigen drei Pole B-D versetzt. Das Inkrement von 1,5 mm stellt sicher, daß das bewegbare Kontaktstück 23A in dem Pol A, wie es auf der linken Seite von Fig. 9 gezeigt ist, auf das zugeordnete feststehende Kontaktstück 24A in dem Pol A auftrifft, bevor die bewegbaren Kontaktstücke 23B-23D in den Polen B-D auf ihre entsprechenden feststehenden Kontaktstücke 24B-24D treffen und somit besteht ein sequentieller Übergang von statischen zu dynamischen Zuständen. Zu der Zeit, zu der das bewegbare Kontaktstück 24D in dem Pol D auf sein zugeordnetes feststehendes Kontaktstück 24D auftrifft, sind die anderen bewegbaren Kontaktstücke 23A-23C in den anderen drei Polen A-C bereits auf ihre zugeordneten feststehenden Kontaktstücke 24A-24C aufgeprallt, und demzufolge hat der Betätigungsmechanismus nur den statischen Reibungskoeffizienten in dem einen Pol zu einem gegebenen Augenblick während des Kontaktschließvorganges zu überwinden.

Der Übergang der Reibung von statischen zu dynamischen Zuständen verkleinert demzufolge die Reibung, die durch die Drehstifte 60 erzeugt wird, die in Fig. 7 gezeigt sind. Gemäß Fig. 6 kann diese "Versetzung" der Schließung der Schalterkontakte zweckmäßigerweise dadurch erreicht werden, daß die Position der Verriegelungsstifte 62, wie sie in Fig. 6 gestrichelt gezeigt ist, für jeden unterschiedlichen Pol und die Position der rechteckigen Schlitze 61A, 61B in den Halterungen 54A, 54B der bewegbaren Kontaktarme, die ebenfalls und gestrichelt dargestellt sind, verändert werden. Die zunehmende Verschiebung der Verriegelungsstifte und der rechteckigen Schlitze innerhalb der benachbarten Schalterpole verzögert auf wirksame Weise die Zeit, zu der die zugeordneten bewegbaren Kontaktstücke innerhalb jedes getrennten Poles ihre Schließstellung erreichen werden.

Ein weiterer zweckmäßiger Weg zum Versetzen der relativen Drehstellungen zwischen den bewegbaren Kontaktarmen in den getrennten Polen des Schalters wird deutlich, wenn noch einmal auf die bewegbare Kontaktarmanordnung 44 gemäß Fig. 4 Bezug genommen wird. Wie bereits ausgeführt wurde, ist der bewegbare Kontaktarm 25 in Wechselwirkung mit der Querstabanordnung 45 durch einen Kontakt zwischen dem Ende 76 des bewegbaren Kontaktarms und der Bodenfläche 77 der Querstabanordnung. Durch gesteuertes Verschieben der Oberfläche 77, wie es gestrichelt dargestellt ist, wird die Position des bewegbaren Kontaktes 23 entsprechend verschoben, wie es ebenfalls gestrichtelt bei 23 angedeutet ist. Demzufolge können die Bodenflächen 77 auf jeder der Querstabanordnungen innerhalb der getrennten Pole inkrementell eingestellt werden, um auf entsprechende Weise die Zeiten zu versetzen, zu denen die einzelnen Kontaktarme ihre Schließstellungen erreichen.

Ein zusätzlicher Vorteil, der durch das Versetzen der Schließstellungen der einzelnen bewegbaren Kontaktarme erreicht wird, besteht in der Schließung, die zwischen den bewegbaren und feststehenden Kontaktstücken auftritt. Die in Fig. 8 gezeigten Kontaktfedern 55 haben die Tendenz, sich bei einem Aufprall zwischen den bewegbaren und feststehenden Kontaktstücken zusammenzudrücken, und demzufolge erzeugen sie Kräfte entgegengesetzt zu der Schließkraft, die durch die Federn des Betätigungsmechanismus ausgebildet wird. Die kummulative Kraft der Kontaktfedern innerhalb der vier Pole könnte möglicherweise verhindern, daß der Betätigungsmechanismus gekippt oder durch seine Mittelstellung hindurch in die Endlage bewegt wird. Wie in der Schaltungsschutztechnik allgemein bekannt ist, muß der Betätigungsmechanismus gekippt bleiben, wenn die Schalterkontakte in ihren Schließstellungen sind, um beim Auftreten eines Überstromzustandes die Kontaktstücke durch ihre Mittelstellung hindurch und in die Öffnungsstellung zu drücken. Die Versetzung der Kontaktarme innerhalb der getrennten Pole stellt sicher, daß die bewegbaren Kontaktstücke innerhalb der einzelnen Pole auf die entsprechenden feststehenden Kontaktstücke sequentiell und nicht gleichzeitig auftreffen mit einer entsprechenden Verkleinerung der statischen Reibung, die bei einem Aufprall zwischen den bewegbaren und feststehenden Taktstücken ausgeübt wird.

Claims (22)

1. Formgehäuseschalter mit einem isolierenden Schaltergehäuse und einer Abdeckung dazu,
einem feststehenden und einem bewegbaren Kontaktstück innerhalb des Gehäuses, wobei das bewegbare Kontaktstück an dem einen Ende eines bewegbaren Kontaktarms angeordnet ist,
einem Betätigungsmechanismus, der in dem Gehäuse zum Trennen der feststehenden und bewegbaren Kontaktstücke bei Überstromzuständen in einem zu schützenden Stromkreis angeordnet ist,
einem Betätigungsgriff, der sich durch die Abdeckung hindurch nach außen erstreckt und zum Öffnen und Schließen der feststehenden und bewegbaren Kontaktstücke bei Ruhestromzuständen in dem zu schützenden Stromkreis angeordnet ist, und zwei Betätigungsfedern, die mit dem Betätigungsmechanismus verbunden und zum schnellen Antrieb des bewegbaren Kontaktstückes in Richtung auf das feststehende Kontaktstück und von diesem weg angeordnet sind,
gekennzeichnet durch eine Beschleunigungseinrichtung (36) für die Betätigungsfedern (42), die mit dem Betätigungsmechanismus (20) zusammenarbeitet zur Ausbildung einer verzögerten Bewegung des bewegbaren Kontaktstückes und einer weiteren Verlängerung der Betätigungsfedern (42), damit diese das bewegbare Kontaktstück (23) schneller in Richtung auf das feststehende Kontaktstück (24) antreiben.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungseinrichtung (36) ein Hebel aufweist, der an einem Seitenrahmen (41) auf dem Betätigungsmechanismus (20) schwenkbar befestigt ist.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (36) ein oberes Ende, das mit einem Teil des Seitenrahmens (41) zusammenarbeitet, und ein unteres Ende aufweist, das mit einem Teil des bewegbaren Kontaktarms (25) in Eingriff ist.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsmechanismus (20) einen Querstab (45) aufweist, der den bewegbaren Kontaktarm (25) haltert.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nockenvorsprung (52) von dem Querstab (45) vorsteht und mit einer Stufe (49) in Eingriff bringbar ist, die auf dem unteren Ende des Hebels (36) ausgebildet ist.

6. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende mit dem Seitenrahmen über eine Druckfeder (40) in Verbindung steht.

7. Formgehäuseschalter enthaltend:
ein Schaltergehäuse und eine Abdeckung dazu, wobei das Gehäuse mehrere getrennte Kammern aufweist,
ein Kontaktpaar in jeder der Kammern zum Unterbrechen von Strom innerhalb eines zu schützenden Stromkreises,
einen Betätigungsmechanismus in einer der Kammern, der zum Trennen der Kontaktstücke beim Auftreten eines Überstromzustandes innerhalb des zu schützenden Stromkreises angeordnet sind,
mehrere bewegbare Kontaktarme, von denen jeweils einer in jeder der Kammern angeordnet ist und an deren einem Ende eines der Kontaktstücke befestigt ist und an deren gegenüberliegendem Ende ein Drehstift angeordnet ist,
mehrere Kontaktarmhalterungen, von denen jeweils eine in jeder der Kammern angeordnet ist und einen zugeordneten bewegbaren Kontaktarm schwenkbar haltert, und
mehrere getrennte modulare Querstabeinheiten, die jeweils zwischen benachbarten Paaren von Kontaktarmhalterungen verbunden sind.

8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Kontaktarmhalterungen ein U-förmiges Metallstück mit zwei Seitenarmen aufweist, die an einer Oberseite durch ein Querstück verbunden sind, 9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die modularen Querstabeinheiten eine zentrale Trenneinheit aus Kunststoff aufweisen, die zwischen zwei äußeren Zylindern einstückig ausgebildet ist.

10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenarme der Halterungen zwei rechteckige Schlitze aufweisen.

11. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die modularen Querstabeinheiten jeweils zwei Halterungsstifte aufweisen, die von den Zylindern ausgehen und durch entsprechende Paare von rechteckigen Schlitzen hindurchführen und dadurch die Halterungen der bewegbaren Kontaktarme an den Querstabeinheiten befestigen.

12. Schalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Öffnung längsweis durch die Halterungen der bewegbaren Kontaktarme erstreckt.

13. Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Drehstift durch die Öffnung erstreckt für eine drehbare Befestigung der bewegbaren Kontaktarme an den Halterungen der bewegbaren Kontaktarme und den Querstabeinheiten.

14. Formgehäuseschalter enthaltend:
ein Kunststoffschaltergehäuse und eine Abdeckung dazu, wobei das Gehäuse mehrere getrennte Kammern aufweist, ein entsprechendes Paar von feststehenden und bewegbaren Kontaktstücken innerhalb jeder der Kammern,
einen ersten bewegbaren Kontaktarm in einer ersten Kammer, der an dem einen Ende ein bewegbares Kontaktstück trägt und mit dem Betätigungsmechanismus zusammenarbeitet zum Antreiben des bewegbaren Kontaktstückes in Richtung auf ein feststehendes Kontaktstück,
einen Querstab in einer ersten Kammer, die den ersten bewegbaren Kontaktarm in der ersten Kammer schwenkbar haltert, wobei der erste bewegbare Kontaktarm eine erste Oberfläche auf dem Querstab an einem Ende des ersten bewegbaren Kontaktarms gegenüber dem ersten bewegbaren Kontaktstück kontaktiert, um einen ersten Trennabstand zwischen den ersten feststehenden und bewegbaren Kontaktstücken in der ersten Kammer einzustellen, wenn die ersten feststehenden und bewegbaren Kontaktstücke in einer Öffnungsstellung sind, und
einen Betätigungsmechanismus in einer der Kammern, der mit dem ersten bewegbaren Kontaktarm zusammenarbeitet zum Drehen des ersten bewegbaren Kontaktarms in die Schließstellung zu einem ersten Augenblick.

15. Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter bewegbarer Kontaktarm in einer zweiten Kammer angeordnet ist und ein zweites bewegbares Kontaktstück haltert, wobei der zweite bewegbare Kontaktarm eine zweite Öberfläche auf dem Querstab kontaktiert, um einen zweiten Abstand zwischen dem zweiten bewegbaren Kontakstück und einem zweiten feststehenden Kontaktstück in der zweiten Kammer einzustellen, wobei der Betätigungsmechanismus den zweiten bewegbaren Kontaktarm zu einem zweiten Augenblick nach dem ersten Augenblick in die Schließstellung dreht.

16. Schalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter bewegbarer Kontaktarm in einer dritten Kammer angeordnet ist und ein drittes bewegbares Kontaktstück haltert, wobei der dritte bewegbare Kontaktarm eine dritte Oberfläche auf dem Querstab kontaktiert, um einen dritten Trennabstand zwischen dem dritten bewegbaren Kontaktstück und einem dritten feststehenden Kontaktstück in der dritten Kammer einstellt, wobei der Betätigungsmechanismus den dritten bewegbaren Kontaktarm zu einem dritten Augenblick nach dem zweiten Augenblick in die Schließstellung dreht.

17. Schalter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein vierter bewegbarer Kontaktarm in einer vierten Kammer angeordnet ist und ein viertes bewegbares Kontaktstück haltert, wobei der vierte bewegbare Kontaktarm eine vierte Oberfläche auf dem Querstab kontaktiert, um einen vierten Trennabstand zwischen dem vierten bewegbaren Kontaktstück und einem vierten feststehenden Kontaktstück in der vierten Kammer einzustellen, wobei der Betätigungsmechanismus den vierten bewegbaren Kontaktarm zu einem vierten Augenblick nach dem dritten Augenblick in die Schließstellung dreht.

18. Formgehäuseschalter enthaltend:
ein Schaltergehäuse und eine Abdeckung dazu, wobei das Gehäuse mehrere Kammern aufweist,
ein entsprechendes Paar von feststehenden und bewegbaren Kontaktstücken in jeder der Kammern,
einen Betätigungsgriff, der sich von der Abdeckung nach außen erstreckt für eine manuelle Bewegung der bewegbaren Kontaktstücke zwischen den Öffnungs- und Schließstellungen,
einen ersten bewegbaren Kontaktarm in einer ersten Kammer, der an dem einen Ende ein erstes bewegbares Kontaktstück trägt, das von einem ersten feststehenden Kontaktstück in der ersten Kammer durch einen ersten Abstand getrennt ist, und
einen zweiten bewegbaren Kontaktarm in einer zweiten Kammer, der an dem einen Ende ein zweites bewegbares Kontakstück trägt, das von dem zweiten feststehenden Kontaktstück in der zweiten Kammer durch einen zweiten Abstand getrennt ist, wobei das erste bewegbare Kontaktstück auf das erste feststehende Kontaktstück aufprallt, bevor bei einer Drehung der ersten und zweiten bewegbaren Kontaktarme das zweite bewegbare Kontaktstück auf das zweite feststehende Kontaktstück aufprallt.

19. Schalter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter bewegbarer Kontaktarm in einer dritten Kammer angeordnet ist und an dem einen Ende ein drittes bewegbares Kontaktstück trägt, das von einem dritten feststehenden Kontaktstück in der dritten Kammer durch einen dritten Abstand getrennt ist, wobei der dritte Abstand größer ist als der zweite Abstand und das zweite bewegbare Kontaktstück bei einer Drehung der zweiten und dritten bewegbaren Kontaktarme auf das zweite feststehende Kontaktstück aufprallt, bevor das dritte bewegbare Kontaktstück auf das dritte feststehende Kontaktstück aufprallt.

20. Formgehäuseschalter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein vierter bewegbarer Kontaktarm in einer vierten Kammer angeordnet ist und an dem einen Ende ein viertes bewegbares Kontaktstück trägt, das von einem vierten feststehenden Kontaktstück in der vierten Kammer durch einen vierten Abstand getrennt ist, wobei der vierte Abstand größer als der dritte Abstand ist und dadurch das dritte bewegbare Kontaktstück bei einer Drehung der dritten und vierten bewegbaren Kontaktarme auf das dritte feststehende Kontaktstück aufprallt, bevor das vierte bewegbare Kontaktstück auf das vierte feststehende Kontaktstück aufprallt.

21. Formgehäuseschalter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Querstabeinheit den ersten bewegbaren Kontaktarm auf einer ersten Kontaktarmhalterung in der ersten Kammer trägt und eine zweite Querstabeinheit den zweiten bewegbaren Kontaktarm auf einer zweiten Kontaktarmhalterung in der zweiten Kammer trägt, wobei die erste Kontaktarmhalterung an der ersten Querstabeinheit an einer ersten Stelle und die zweite Kontaktarmhalterung an der zweiten Querstabeinheit an einer zweiten Stelle befestigt ist, um dadurch den ersten Trennabstand zwischen den ersten bewegbaren und feststehenden Kontaktstücken und den zweiten Trennabstand zwischen den zweiten bewegbaren und feststehenden Kontaktstücken einzustellen.

22. Formgehäuseschalter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Querstabeinheit den dritten bewegbaren Kontaktarm auf einer dritten Kontaktarmhalterung in der dritten Kammer und eine vierte Querstabeinheit den vierten bewegbaren Kontaktarm auf einer vierten Kontaktarmhalterung in der vierten Kammer trägt, wobei die dritte Kontaktarmhalterung an der dritten Querstabeinheit an einer dritten Stelle und die vierte Kontaktarmhalterung an der vierten Querstabeinheit an einer vierten Stelle befestigt ist, um dadurch dem dritten Trennabstand zwischen den dritten bewegbaren und feststehenden Kontaktstücken und den vierten Trennabstand zwischen den vierten bewegbaren und feststehenden Kontaktstücken einzustellen.

23. Formgehäuseschalter enthaltend:
ein Schaltergehäuse und eine Abdeckung dazu, wobei das Gehäuse mehrere Kammern aufweist,
ein entsprechendes Paar feststehender und bewegbarer Kontaktstücke innerhalb jeder Kammer,
einen Betätigungsgriff, der sich durch die Abdeckung nach außen erstreckt, für eine manuelle Bewegung der bewegbaren Kontaktstücke zwischen Öffnungs- und Schließstellungen,
einen bewegbaren Kontaktarm in einer ersten Kammer, der ein erstes bewegbares Kontaktstück an einem Ende trägt, wobei das bewegbare Kontaktstück von einem ersten feststehenden Kontaktstück in der ersten Kammer durch einen ersten Abstand getrennt ist,
eine sekundäre Verriegelungseinrichtung mit einem Auslösestab und eine sekundäre Verriegelungseinrichtung, die aus einem einzigen Spritzgußstück gebildet ist, das Nickel-plattiert ist, um die Schmierfähigkeit zu unterstützen und eine Kontamination des Auslösestabes und der sekundären Verriegelung zu verhindern, und
einen Betätigungsmechanismus in einer der Kammern, der mit der sekundären Verriegelung und dem ersten bewegbaren Kontaktarm zusammenarbeitet, um bei einer Schwenkung des Auslösestabes den bewegbaren Kontaktarm in eine Schließstellung zu drehen.