DE4336480A1 - Schaltmechanik für elektrische Schutzschaltgeräte - Google Patents
Schaltmechanik für elektrische SchutzschaltgeräteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltmechanik für elektrische
Schutzschaltgeräte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 30 02 795 C2 ist ein Schaltmechanismus für einen
Leitungsschutzschalter bekannt, der einen mittig in einem Lang
loch gelagerten und schaltfederbeaufschlagten Kontakthebel
aufweist, an dessen einem Arm eine Stahlkugel angeschweißt ist.
Mit dieser Kugel (nach außen gewölbtes Anlageelement) liegt der
Kontakthebel in der "Ein"-Schaltstellung an der Stirnfläche ei
nes als Spannhebel ausgebildeten vorgespannten Hemmgliedes an,
wobei die Bewegungsbahn der Stahlkugel senkrecht zur Bewegungs
bahn des Hemmgliedes in dieser Stellung verläuft, während der
andere Arm mit einem Kontaktstück an dem festen Kontaktstück des
elektrischen Schaltkontaktes anliegt. Zwischen dem Hemmglied und
einem Auslöseorgan ist ein Winkelhebel als Auslösehebel ange
ordnet. Bei einer Betätigung dieses Auslösehebels durch das
Auslöseorgan wird das Hemmglied entgegen der auf dieses wirken
den Federkraft aus seiner Stellung gedrückt, wodurch die Hemmung
der Spannhebelbewegung aufgehoben und der Spannhebel infolge der
Wirkung der Schaltfeder um seine Lagerung geschwenkt wird. Dabei
wird der Schaltkontakt geöffnet. Die Auslöseempfindlichkeit ist
bei diesem Schaltmechanismus relativ klein.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schalt
mechanik für elektrische Schutzschaltgeräte mit hoher Auslöse
empfindlichkeit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bei einer Schaltmechanik gemäß dem Oberbe
griff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale
gelöst.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß durch die spitz
winklige Anordnung der Bewegungsbahn eines an einem schaltfe
derbeaufschlagten Kontakthebel angeordneten Anlageelementes zur
Bewegungsbahn eines vorgespannten Hemmgliedes in der Einschalt
stellung des Kontakthebels, in der die durch die Schaltfeder
ausgelöste Bewegung des Kontakthebels durch Anstoßen des Anla
geelementes am Hemmglied unterbunden ist, und die punkt- oder
linienförmige Berührung dieser beiden Elemente eine äußerst hohe
Empfindlichkeit gegeben ist. Der Erhöhung der Auslöseempfind
lichkeit dient auch der einarmig ausgebildete Kontakthebel, der
in der Einschaltstellung vom Betätigungsmechanismus entkoppelt
ist, wodurch die Trägheit der Schaltmechanik bei einer Auslösung
gering gehalten ist. Von weiterem Vorteil ist die relativ ge
ringe Anzahl von Bauteilen und deren Anordbarkeit zu einer
kompakten und platzsparenden Baugruppe.
Die Maßnahme nach Anspruch 2 ermöglicht in einfacher Weise ein
Spannen der Schaltmechanik, gleichbedeutend mit einer Schwenkung
des Kontakthebels und dessen Anlageelementes in eine vorbe
stimmte Position bei Spannung der Schaltfeder und Positionierung
des gespannten Kontakthebels in einer Einschaltstellung nach
Entkopplung des Kontakthebels vom Betätigungsmechanismus.
Die im Anspruch 3 angegebene Maßnahme dient in vorteilhafter
Weise der Verklinkung eines durch einen Bedienhebel über eine
Zugstange betätigbaren Spannhebels mit dem Kontakthebel und
einer Entklinkung der beiden Hebel in einer definierten Posi
tion.
Eine Ausbildung des am Kontakthebel angeordneten Anlageelementes
als Walze gemäß Anspruch 4 hat den Vorteil, insbesondere mit
Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 6 bis 9, nach denen auch das
Hemmglied als Walze ausgebildet und exakt geführt ist, daß der
Bewegungsablauf definiert und reibungsarm erfolgt.
Eine Anordnung der Walzen nach Anspruch 11, nach der die Ver
bindungslinie der Walzenachsen mit der Schalthebelbetätigungs
achse in der Einschaltstellung einen stumpfen Winkel bilden,
entspricht in einfacher Weise einer spitzwinkligen Anordnung der
Bewegungsbahnen des Anlageelementes und des Hemmgliedes nach
Anspruch 1. Die im Anspruch 10 weiterhin aufgeführte Maßnahme,
daß die Achse der Sperrwalze neben der Verbindungslinie der
Achsen der beiden äußeren Walzen angeordnet ist, führt zu einer
Einschaltstellung, in der sich die Kontakthebelwalze gleichsam
in Übertotpunktstellung an der Sperrwalze befindet, wodurch die
Vorspannung der Hemmwalze gegenüber der Schaltfederkraft klein
gehalten werden kann.
Das im Anspruch 13 beschriebene Merkmal dient vorteilhaft einer
Rückführung des als Winkelhebel ausgebildeten Auslösehebels und
des Stößels eines Auslöserelais in deren durch die "Ein"-
Schaltstellung der Sperrwalze gegebenen Ausgangsstellung.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltmechanik in der "Aus"-
Schaltstellung,
Fig. 2 die Schaltmechanik in einer Entklinkungsstellung,
Fig. 3 die Schaltmechanik in der "Ein"-Schaltstellung und
Fig. 4 die Schaltmechanik in der Schaltstellung
"Freiauslösung".
Die erfindungsgemäße Schaltmechanik, deren Schaltstellungen in
den Fig. 1 bis 4 dargestellt sind, weist einen an einem Gehäuse
1 ortsfest und drehbeweglich gelagerten Bedienhebel 2 auf, der
über eine Zugstange 3 mit einem an einer ortsfesten Achse A
drehbar gelagerten Spannhebel 4 verbunden ist. Diese Elemente
bilden den Betätigungsmechanismus für einen Kontakthebel 5, der
ebenfalls an der Achse A schwenkbar angeordnet und durch eine
als Zugfeder ausgebildete Schaltfeder 6 entgegen dem Uhrzeiger
sinn beaufschlagt ist. Dieser Kontakthebel 5 ist indirekt mit
den Schaltkontakten eines elektrischen Schalters gekoppelt
(nicht dargestellt). Am freien Ende des Kontakthebels 5 ist eine
drehbare Walze 7 (Kontakthebelwalze) angeordnet, die mit Wel
lenstümpfen 8 in gekrümmten Führungsschlitzen 9 zweier parallel
zueinander angeordneter Schloßplatten 10 geführt ist. Der Krüm
mungsmittelpunkt der Führungsschlitze 9 ist die Achse A. Das bei
einer Schwenkung des Kontakthebels 5 entgegen dem Uhrzeigersinn
vorbestimmte Ende der Führungsschlitze 9 definiert die Position
des Kontakthebels in der "Aus"-Schaltstellung (geöffnete
Schaltkontakte, nicht dargestellt) der Schaltmechanik. Der Kon
takthebel 5 weist an seinem lagerseitigen Ende einen Anschlag 11
für einen V-förmigen Klinkenhebel 12 auf. Dieser ist am Spann
hebel 4 im Verbindungsbereich seiner beiden Schenkel bei B
drehbeweglich gelagert und im Uhrzeigersinn durch eine Drehfeder
13 beaufschlagt, wodurch er mit einem seiner Schenkel am Kon
takthebel 5 anliegt. Für den anderen Schenkel ist am Gehäuse 1
ein Anschlag 14 angeordnet. Die Schloßplatten 10 weisen zwei
weitere Führungsschlitze 15 für eine drehbare Walze 16 (Sperr
walze) auf, die zudem auf einer drehbaren Führungswalze 17 ge
lagert ist, wobei die Achse der Führungswalze 17 der Krümmungs
mittelpunkt der Führungsschlitze 15 ist und somit auf der dem
Krümmungsmittelpunkt der Führungsschlitze 9 abgewandten Seite
derselben angeordnet ist. Die Walzen 7, 16 und 17 haben den
gleichen Durchmesser, und deren Achsen sind parallel zueinander
angeordnet. Die Sperrwalze 16 ist im Uhrzeigersinn vorgespannt,
wodurch diese in den Führungsschlitzen 15 definiert arretiert
ist. Die Bewegungsbahnen der Kontakthebelwalze 7 und der Sperr
walze 16 überschneiden sich und verlaufen spitzwinklig zuein
ander.
In der in Fig. 3 dargestellten "Ein"-Schaltstellung der Schalt
mechanik sind die Walzen 7, 16 und 17 hinter- bzw. aufeinander
angeordnet und zwar derart, daß sich die Achse der Sperrwalze 16
geringfügig neben der Verbindungslinie der Achsen der Walzen 7
und 17 auf der Kontakthebelseite befindet und diese Verbin
dungslinie mit der Kontakthebellängsachse einen stumpfen Winkel
einschließt. Neben der Führungswalze ist kontakthebelseitig bei
C ein Winkelhebel 18 im Schnittbereich seiner beiden Arme dreh
beweglich angeordnet, so, daß dieser auf der Kontakthebelseite
am Umfang der Sperrwalze 16 anliegt und auf der dem Kontakthebel
5 abgewandten Seite am Stößel eines Auslöserelais (durch einen
Pfeil dargestellt) anliegt. Der kontakthebelseitige bzw. sperr
walzenseitige Arm des Winkelhebels 18 weist auf der der Sperr
walze 16 abgewandten Seite einen Mitnehmer 19 für die Kontakthe
belwalze 7 auf.
Fig. 1 zeigt die Schaltmechanik im Schaltzustand "Aus" (Schalt
kontakte geöffnet), in dem sich der Kontakthebel 5 mit der Kon
takthebelwalze 7 am Ende des Führungsschlitzes 9 in definierter
Stellung befindet. Der Bedienhebel 2, der durch mit diesem ver
bundene Hebel (nicht dargestellt) einer Schaltgerätekombination
bedienbar und arretierbar gehaltert ist, befindet sich mit sei
nem Bedienelement in einer rechten Position. Der Klinkenhebel 12
liegt mit einem Schenkel, durch die Drehfeder 13 beaufschlagt,
am Kontakthebel 5 an.
Bei einer Betätigung des Bedienhebels 2 entgegen dem Uhrzeiger
sinn wird der Spannhebel 4 um die Achse A im Uhrzeigersinn ge
schwenkt, der am Kontakthebel 5 anliegende Schenkel des Klin
kenhebels 12 greift in den Anschlag 11 ein und arretiert den
Kontakthebel 5, so daß dieser unter Spannung der Schaltfeder 6
im Uhrzeigersinn geschwenkt wird, und die vorgespannte Sperr
walze 16 wird entgegen ihrer Federkraftbeaufschlagung in ihren
Führungsschlitzen 15 entgegen dem Uhrzeigersinn aus ihrer defi
nierten Arretierungsstellung gedrängt. Gelangt der Klinkenhebel
12 mit seinem zweiten Schenkel an den Anschlag 14, wird er bei
einer Weiterbewegung des Spannhebels 4 vom Anschlag 11 wegge
drückt, und die Verklinkung des Kontakthebels 4 wird gelöst
(Entklinkungsstellung, Fig. 2). Dadurch und durch die Wirkung
der Schaltfeder wird der Kontakthebel 5 bis zur Anlage auf die
wieder in Arretierungsstellung befindliche Sperrwalze 16 zu
rückgeschwenkt. Diese "Ein"-Schaltstellung ist in Fig. 3 ge
zeigt. Die elektrischen Schaltkontakte sind geschlossen.
Wird nun das nicht dargestellte Auslöserelais durch einen Dif
ferenzstrom oder eine Unterspannung angeregt, wird der Winkel
hebel 18 relaisseitig beaufschlagt und drückt mit seinem an der
Sperrwalze 16 anliegenden Arm diese aus ihrer Arretierungsstel
lung, wodurch die Hemmung der Bewegung des Kontakthebels 5 auf
gehoben und dieser infolge der Schaltfederwirkung entgegen dem
Uhrzeigersinn bei Öffnung der mit diesem verbundenen Schaltkon
takte bis in seine definierte "Aus"-Schaltstellung geschwenkt
wird. Dabei wird der Winkelhebel 18 an seinem Mitnehmer 19 von
der Kontakthebelwalze 7 erfaßt und gemeinsam mit dem Stößel des
Auslöserelais in die Ausgangsstellung zurückgeschwenkt. Dieser
Schaltzustand "Freiauslösung" ist in Fig. 4 dargestellt.
Der Bedienhebel 2 wird im Anschluß daran in die Ausgangsstellung
zurückgeführt, wodurch die Schaltmechanik wieder in die "Aus"-
Schaltstellung (Fig. 1) gebracht wird.
Claims (13)
1. Schaltmechanik für elektrische Schutzschaltgeräte mit einem
Kontakthebel, der in einer "Ein"-Schaltstellung mit einem nach
außen gewölbten Anlageelement schaltfederbeaufschlagt an einer
Anlagefläche eines vorgespannten Hemmgliedes anliegt, das durch
einen Auslösehebel aus seiner Stellung drückbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahn des Anlageelementes (7) in
der "Ein"-Schaltstellung und die Bewegungsbahn des Hemmgliedes
(16) oder deren Tangenten spitzwinklig zueinander verlaufen, daß
der Kontakthebel (5) drehbar an einer ortsfesten Achse (A) an
geordnet und von einem Betätigungsmechanismus unter Spannung der
Schaltfeder (6) in eine vorbestimmte Position schwenkbar und
dort von diesem entklinkbar (Entklinkungsstellung) und durch die
Schaltfeder (6) in die "Ein"-Schaltstellung schwenkbar ist, wo
bei das Hemmglied (16) durch das Anlageelement (7) bei Schwen
kung des Kontakthebels (5) in die Entklinkungsstellung aus sei
ner durch die Vorspannung in der "Ein"-Schaltstellung gegebenen
Position drückbar ist.
2. Schaltmechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kontakthebel (5) entgegen dem Uhrzeigersinn schaltfederbe
lastet ist, daß der Betätigungsmechanismus einen ortsfest und
kippbar gelagerten Bedienhebel (2) und einen mit diesem über
eine Zugstange (3) verbundenen und an der Achse (A) drehbar ge
lagerten Spannhebel (4) aufweist, und daß der Kontakthebel (5)
und der Spannhebel (4) bei einer Drehung desselben im Uhrzei
gersinn in einem vorbestimmten Drehwinkelbereich miteinander
verklinkbar sind.
3. Schaltmechanik nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Spannhebel (4) zur Verklinkung mit dem Kontakthebel (5)
einen im wesentlichen V-förmigen Klinkenhebel (12) aufweist, der
im Verbindungsbereich seiner beiden Schenkel drehbeweglich und
im Uhrzeigersinn durch eine Drehfeder (13) belastet an dem
Spannhebel (4) angeordnet ist, derart, daß der Klinkenhebel (12)
bei einer Drehung des Spannhebels (4) im Uhrzeigersinn in dem
vorbestimmten Drehwinkelbereich mit einem seiner Schenkel mit
dem Kontakthebel (5) bei Arretierung desselben in Eingriff steht
und mit dem anderen Schenkel bei einer durch die Entklinkungs
stellung des Kontakthebels (5) vorbestimmten Drehstellung des
Spannhebels (4) an einen ortsfesten Anschlag (14) anschlägt.
4. Schaltmechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Anlageelement (7) eine Walze (Kontakthebelwalze) ist.
5. Schaltmechanik nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Achse der Kontakthebelwalze (7) in parallel zueinander
angeordneten Führungsschlitzen (9) geführt ist, deren Krüm
mungsmittelpunkt an der Achse (A) gelegen ist.
6. Schaltmechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Hemmglied (16) eine Walze (Sperrwalze) ist, deren Achse
parallel zur Kontakthebelwalze (7) angeordnet ist.
7. Schaltmechanik nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Achse der Sperrwalze (16) in parallel zueinander angeordne
ten gekrümmten Führungsschlitzen (15) geführt ist, deren Krüm
mungsmittelpunkt auf der dem Krümmungsmittelpunkt der Führungs
schlitze (9) abgewandten Seite derselben angeordnet ist.
8. Schaltmechanik nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sperrwalze (16) auf einer ortsfesten Führungswalze (17)
angeordnet ist und die Achsen der beiden Walzen parallel zuein
ander angeordnet sind.
9. Schaltmechanik nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeich
net, daß der Krümmungsmittelpunkt der Führungsschlitze (15) für
die Sperrwalze (16) an der Achse der Führungswalze (17) gelegen
ist und der Abstand der Führungsschlitze (15) von der Achse der
Führungswalze (17) der Summe der Radien beider Walzen (16; 17)
entspricht.
10. Schaltmechanik nach Anspruch 4 bis 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Radien aller Walzen (7; 16; 17) gleich sind.
11. Schaltmechanik nach Anspruch 4 bis 9 oder 4 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Walzen (7; 16; 17) in der "Ein"-Schalt
stellung derart angeordnet sind, daß die Verbindungslinie zwi
schen der Achse der Führungswalze (17) und der Kontakthebelwalze
(7) und die Schalthebellängsachse einen stumpfen Winkel
einschließen und daß sich die Achse der Sperrwalze (16) neben
der Verbindungslinie auf der Schalthebelseite befindet.
12. Schaltmechanik nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Auslösehebel (18) ein Winkelhebel ist, der im Bereich der
Schnittstelle seiner beiden Arme drehbeweglich gelagert ist und
der mit einem Arm am Stößel eines Auslöserelais und kontakthe
belseitig mit dem anderen Arm an der Sperrwalze (16) anliegend
angeordnet ist.
13. Schaltmechanik nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
der Winkelhebel (18) an dem sperrwalzenseitigen Arm auf der der
Sperrwalze (16) abgewandten Seite ein Mitnahmeelement (19) auf
weist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934336480 DE4336480C2 (de) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | Schaltmechanik für elektrische Schutzschaltgeräte |
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Publications (2)
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- 1993-10-26 DE DE19934336480 patent/DE4336480C2/de not_active Expired - Fee Related
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