DE4404073A1

DE4404073A1 - Niederspannungs-Leistungsschalter mit Relativ-Hilfsschalter

Info

Publication number: DE4404073A1
Application number: DE4404073A
Authority: DE
Inventors: Uwe Linzenich; Andreas Baldewein; Bernd Howald; Volker Heins
Original assignee: Kloeckner Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1994-02-09
Filing date: 1994-02-09
Publication date: 1995-08-10
Also published as: ATE173354T1; JPH09510819A; US5774031A; EP0744080A1; DE59504222D1; EP0744080B1; WO1995022161A1; JP3363905B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit Relativ-Hilfsschalter. Unter einem Relativ-Hilfsschalter ist ein Meldeschalter zu verstehen, der nur dann betätigt wird, wenn der im allgemeinen mehrpolige Niederspannungs-Leistungsschalter ausgelöst wird.

Nach der DE-B 28 14 070 wird der Relativ-Hilfsschalter über ein federndes Zwischenglied durch einen Mitnehmerstift des verklink baren Stützhebels des Schaltschlosses des Niederspannungs- Leistungsschalters betätigt. Nach der DE-B 28 14 071 wird der Relativ-Hilfsschalter über eine federbelastete Hebelwelle durch den Stützhebel des Schaltschlosses betätigt. Nach der DE-A 29 20 775 ist ein Niederspannungs-Leistungsschalter bekannt, bei dem der vorgespannte Betätigungsstößel eines Relativ-Hilfsschalters ebenfalls über ein federndes Zwischenglied durch den Stützhebel betätigt wird. In dieser Druckschrift ist auch beschrieben, daß der vorgespannte Betätigungsstößel eines Normal-Hilfsschalters, d. h. eines die Stellung der Hauptkontakte signalisierenden Hilfsschalters, über ein weiteres federndes Zwischenglied durch einen radialen Fortsatz der die beweglichen Hauptkontakte tragenden Schaltwelle betätigt wird. Die letztgenannte Lösung läßt sich allerdings nicht auf einen Relativ-Hilfsschalter anwenden. Der Nachteil des Standes der Technik besteht darin, daß Relativ-Hilfsschalter in aufwendiger und komplizierter Weise vom Schaltschloß angesteuert werden. Damit sind bei mehrpoligen Niederspannungs-Leistungsschaltern zusätzliche und schädliche Ausblasöffnungen zwischen dem im allgemeinen mit dem Schaltschloß verbundenen mittleren Pol und einem im allgemeinen der Aufnahme für den Relativ-Hilfsschalter zuzuordnenden äußeren Pol nicht zu vermeiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und vom Schaltschloß unabhängige Ansteuerung des Relativ-Hilfs schalters anzugeben.

Ausgehend von einem Niederspannungs-Leistungsschalter der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch die Ausnutzung der durch das Schaltschloß bewirkten besonderen Winkelverhältnisse über ein einziges Verbindungselement in Form des Schwenkhebels wird eine einfache Schnittstelle geschaffen, die eine zuverlässige Kraftübertragung auf direktem kurzem Wege zwischen der Schaltwelle und dem Relativ-Hilfsschalter er möglicht. Es wird gegenüber dem Stand der Technik eine kom plizierte Ansteuerung des Relativ-Hilfsschalters vom Schaltschloß über umständliche Hebelanordnungen vermieden; es ist dagegen nur ein einfaches Kunststoffteil in Form des Schwenkhebels erforder lich. Bei mehrpoligen Niederspannungs-Leistungsschaltern ist durch den direkten Verbindungsweg zwischen Schaltwelle und Relativ-Hilfsschalter auch eine bessere Brennung zwischen dem Schaltschloß und dem Aufnahmeraum für den Relativ-Hilfsschalter und damit zwischen den einzelnen Polen gegeben.

Aus der DE-A 38 12 950 ist zwar ein Schaltschloß bekannt, bei dem über ein Nockenelement beabstandet verbundene Wiegenglieder in einen Nockenschlitz der Schaltwelle öffnen und schließend eingreifen, jedoch ist mit diesem bekannten Schaltschloß im ausgelösten Zustand kein größerer Öffnungswinkel der beweglichen Kontakte als im ausgeschalteten Zustand erreichbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Im Gegensatz zu üblichen Schalt schlössern mit einem unteren und einem mit diesem gelenkig verbundenen oberen Kniehebel setzt sich das Kniehebelsystem des vorgeschlagene Schaltschlosses aus einem Nockenschlitz und einem darin drehverschieblich geführten Kniehebel zusammen, wodurch im ausgelösten Zustand ein größerer Öffnungswinkel der Schaltwelle und damit der beweglichen Kontakte als im normalen ausgeschalte ten Zustand zu erzielen ist. Dies wird insbesondere durch eine größere Krümmung des Nockenschlitzes gegenüber der Krümmung der Bewegungsbahn des Nockenelementes um die Kippachse des Stützhe bels erreicht. Im allgemeinen ist die Einarmigkeit des Schwenkhe bels durch die damit verbundene Raumersparnis von Vorteil. Liegt der Beaufschlagungsbereich für den Fortsatz der Schaltwelle näher zur Schwenkachse des Schwenkhebels als dessen Wirkverbindungs bereich zum Betätigungsstößel des Relativ-Hilfsschalters, wird in günstiger Weise die kraft intensive und im allgemeinen kleine ausnutzbare Drehbewegung des Fortsatzes in eine schnelle größere Drehbewegung des Schwenkhebels umgesetzt. Diesem Zwecke dient ebenfalls die vorgeschlagene Ausgestaltung des Fortsatzes.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel, aus dem weitere Einzelheiten und Vorteile zu ersehen sind, näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine auf das Wesentliche beschränkte Darstellung eines erfindungsgemäßen Niederspannungs-Leistungsschalters im Querschnitt im Bereich des mittleren Poles mit Seiten ansicht auf das Schaltschloß, und zwar im eingeschalte ten Zustand;

Fig. 2 wie vorher, jedoch im ausgeschalteten Zustand;

Fig. 3 wie vorher, jedoch im ausgelösten Zustand;

Fig. 4 den erfindungsgemäßen Niederspannungs-Leistungsschalter im Querschnitt im Bereich eines äußeren Poles mit Seitenansicht auf den Relativ-Hilfsschalter, und zwar im eingeschalteten Zustand;

Fig. 5 wie vorher, jedoch im ausgelösten Zustand.

Nach Fig. 1 bis Fig. 3 sind im Unterteil 2 eines Formgehäuses ein Kontaktsystem 4 und ein Schaltschloß 6 angeordnet. Das Kon taktsystem 4 besteht aus einem feststehenden Kontakt 8 und einem beweglichen Kontakt 10, dessen bewegliches Schaltstück 12 in und außer Verbindung, mit einem unbeweglichen Schaltstück 14 des feststehenden Kontaktes 8 bringbar ist. Der bewegliche Kontakt 10 ist schwenkbar um eine Achse 15 in einer querliegenden Schaltwelle 18 gelagert und über deren angeformten Nockenschlitz 16 mit dem Schaltschloß 6 verbunden. Das Schaltschloß 6 besteht aus einer Schaltkulisse 20, einem Stützhebel 22, einem Kniehebel 24, einem Federkraftspeicher 26 und einem Verklinkungsmechanismus 28. Die Schaltkulisse 20 weist einerseits einen zu betätigenden Kipphebel 30 auf und stützt sich anderseits mit seinem Schenkel ende 32 schwenkbar im Unterteil 2 ab. Der Stützhebel 22 stützt sich einerseits mit einem Umgriff 34 an einer ortsfesten Kippachse 36 ab und ist anderseits über seine Verklinkungsfläche 38 mit dem Verklinkungsmechanismus 28 verklinkbar. Der Kniehebel 24 ist einerseits über ein Nockenelement 40 verschieblich in dem Nockenschlitz 16 geführt und stützt sich anderseits mit seinem Hebelende 42 entgegen der Kraftwirkung des Federkraftspeichers 26, der zwischen dem kipphebelseitigen Ende der Schaltkulisse 20 und dem Nockenelement 40 eingreift, schwenkbar gegen ein Widerla ger 44 des Stützhebels 22 ab.

Beim Schwenken des Kipphebels 30 im Uhrzeigersinn vom ausgelösten in den ausgeschalteten Zustand wird der Stützhebel 22 durch ein Mitnahmeelement 46 der Schaltkulisse 20 ebenfalls im Uhrzeiger sinn mitgenommen und an seiner Verklinkungsfläche 38 durch eine Klinke 48 des mit einer Klinkenfeder 50 beaufschlagten Ver klinkungsmechanismus 28 in an sich bekannter Weise verklinkt. Beim Schwenken des Kipphebels 30 im Gegenuhrzeigersinn vom ausgeschalteten Zustand in Richtung des eingeschalteten Zustandes wird der obere Eingriffspunkt des Federkraftspeicher 26 ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, so daß nach Überschreiten der überstreckten Lage des Federkraftspeichers 26 der Kniehebel im Uhrzeigersinn im Widerlager 44 kippt, wodurch über das Nocken element 40 und den Nockenschlitz 16 das Kontaktsystem 4 ge schlossen wird. Beim Schwenken des Kipphebels 30 im Uhrzeigersinn vom eingeschalteten Zustand in Richtung des ausgeschalteten Zustandes kippt der Kniehebel 24 in analoger Weise im Gegen uhrzeigersinn, wodurch das Kontaktsystem 4 geöffnet wird. Beim über- oder Unterschreiten vorbestimmter Betriebsbedingiingen wird durch ein nicht dargestelltes Auslösesystem ein Auslösehebel 52 des Verklinkungsmechanismus 28 im Gegenuhrzeigersinn betätigt, wodurch die Verklinkungsfläche 38 durch die Klinke 48 freigegeben wird und durch den somit entklinkten Stützhebel 22 das Schalt schloß 6 unter der Wirkung des Federkraftspeichers 26 zusammen bricht. Dabei kippt der Stützhebel 22 im Gegenuhrzeigersinn - begrenzt durch ein ortsfestes Anschlagelement 54 - in den ausgelösten Zustand, und über das Nockenelement 40 des im Uhrzeigersinn kippenden Kniehebels 24 wird mittels des Nocken schlitz 16 das Kontaktsystem 4 geöffnet.

Wie aus dem Vergleich der Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, nimmt das Kontaktsystem 4 im ausgelösten Zustand einen größeren Öffnungswinkel zwischen dem beweglichen Kontakt 10 und dem feststehenden Kontakt 8 ein als im ausgeschalteten Zustand. Dies wird dadurch bewirkt, daß das Nockenelement 40 drehverschieblich mit dem Nockenschlitz 16 verbunden ist und die Krümmung der Bewegungsbahn des Nockenelementes 40, die beim Übergang in den ausgelösten Zustand auftritt, kleiner ist als die Krümmung des um die Achse 15 gebogenen Nockenschlitzes 16.

In Fig. 4 und Fig. 5 ist das Zusammenwirken der vorstehend beschriebenen Schaltwelle 18 mit einem Relativ-Hilfsschalter 56 dargestellt, der in geeigneter Weise in einer dafür vorgesehenen Ausnehmung 57 im Oberteil 58 der Formgehäuses befestigt ist. An der Schaltwelle 18 ist ein radialer Fortsatz 60 angeformt. Der Fortsatz 60 besteht aus einem kreissegmentförmigen Bereich 62 und geht einseitig in einen von der Schaltwelle 18 fortweisenden Beaufschlagungshebel 64 über. Zwischen einem zur Schaltwelle 18 weisenden Betätigungsstößel 66 des Relativ-Hilfsschalters 56 und dem Fortsatz 60 ist ein einarmiger Schwenkhebel 68 angeordnet, dessen Schwenkachse 70 in einem mit dem Oberteil 58 verbundenen Hebellager 72 gelagert ist.

Der Betätigungsstößel 66 ist in üblicher Weise in einer aus dem Hilfsschalter 56 nach außen weisenden Richtung federbeaufschlagt, so daß im eingeschalteten Zustand des Niederspannungs-Leistungs schalters nach der in Fig. 4 gezeigten Weise der Schwenkhebel 68 mit seinem freien Ende 74 an dem kreissegmentförmigen Bereich 62 des Fortsatzes 60 anliegt. Beim Übergang des Niederspannungs- Leistungsschalters vom eingeschalteten in den ausgeschalteten Zustand, das heißt bei Drehung des Schaltwelle 18 im Uhrzeiger sinn, gleitet das freie Ende 74 des Schwenkhebels 68 an der Peripherie des kreissegmentförmigen Bereiches 62 des Fortsatzes 60 entlang, so daß keine Schwenkbewegung des Schwenkhebels 68 stattfinden kann. Wenn allerdings der Niederspannungs-Leistungs schalter in den ausgelösten Zustand übergeht und sich dabei die Schaltwelle 18 noch weiter als im ausgeschalteten Zustand im Uhrzeigersinn dreht, gerät das freie Ende 74 außer Einwirkung des kreissegmentförmigen Bereiches 62. Statt dessen wird nach der in Fig. 5 gezeigten Weise der Schwenkhebel 68 über seinen schwenk achsennahen Beaufschlagungsbereich 76 durch den Beaufschlagungs hebel 64 im Gegenuhrzeigersinn beaufschlagt. Hierdurch wird wiederum der Betätigungsstößel 66 stirnseitig von einem schwenk achsenfernen, höckerförmigen Wirkverbindungsbereich 78 des Schwenkhebels 68 in Richtung zum Inneren des Relativ-Hilfs schalters 56 beaufschlagt, wodurch dieser betätigt und an seinen (nicht dargestellten) Leitungsanschlüssen ein entsprechendes Meldesignal zur Signalisierung des ausgelösten Zustandes abgegeben wird. Durch das Verhältnis der Entfernungen des Beaufschlagungsbereiches 76 und des Wirkverbindungsbereiches 78 zur Schwenkachse 70 wird in vorteilhafter Weise der relativ ge ringe Unterschied in der Winkelstellung der Schaltwelle 18 zwischen dem ausgeschalteten und dem ausgelösten Zustand in eine ausreichend große Hubbewegung des Betätigungsstößels 66 umgewan delt.

Bezugszeichenliste

2 Unterteil
4 Kontaktsystem
6 Schaltschloß
8 feststehender Kontakt
10 beweglicher Kontakt
12 bewegliches Schaltstück
14 unbewegliches Schaltstück
15 Achse
16 Nockenschlitz
18 Schaltwelle
20 Schaltkulisse
22 Stützhebel
24 Kniehebel
26 Federkraftspeicher
28 Verklinkungsmechanismus
30 Kipphebel
32 Schenkelende
34 Umgriff
36 Kippachse
38 Verklinkungsfläche
40 Nockenelement
42 Hebelende
44 Widerlager
46 Mitnahmeelement
48 Klinke
50 Klinkenfeder
52 Auslösehebel
54 Anschlagelement
56 Relativ-Hilfsschalter
57 Ausnehmung
58 Oberteil
60 Fortsatz
62 kreissegmentförmiger Bereich
64 Beaufschlagungshebel
66 Betätigungsstößel
68 Schwenkhebel
70 Schwenkachse
72 Hebellager
74 freies Ende
76 Beaufschlagungsbereich
78 Wirkverbindungsbereich

Claims

1. Niederspannungs-Leistungsschalter mit Relativ-Hilfsschalter, enthaltend ein Formgehäuse (2, 58), in oder an welchem der Relativ-Hilfsschalter (56) ein- bzw. angebaut ist, zusammen wirkende feststehende und bewegliche Kontakte (8; 10) je Pol sowie eine die beweglichen Kontakte (10) tragende Schalt welle (18), mit folgenden Merkmalen:

- ein Schaltschloß (6), das einerseits einen Kipphebel (30) oder dergleichen Betätigungsmittel enthält und anderseits öffnend und schließend mit den beweglichen Kontakten (10) wirkverbunden ist sowie durch Auslösemittel auslösbar ist, wobei der Öffnungswinkel der beweglichen Kontakte (10) bzw. der Schaltwelle (18) im ausgelösten Zustand größer als im ausgeschalteten Zustand ist;
- einen im Formgehäuse (2, 58) gelagerten Schwenkhebel (68), der in Wirkverbindung mit einem vorgespannten Betätigungs stößel (66) des Relativ-Hilfsschalters (56) steht;
- einen derart an der Schaltwelle (18) angeordneten radialen Fortsatz (60), daß dieser ausschließlich im ausgelösten Zustand den Schwenkhebel (68) beaufschlagt.

2. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß das Schaltschloß (6) einen Kniehebel (24) aufweist, der an einem Ende ein Nockenelement (40) aufweist und sich mit dem anderen Hebelende (42) entgegen der Kraftwirkung eines Federkraftspeichers (26), der zwischen einer mit dem Kipphebel (30) verbundenen Schaltkulisse (20) und dem Nockenelement (40) angreift, zwischen dem ausgeschalteten und dem eingeschalteten Zustand schwenkbar sowie zwischen dem ausgelösten und dem ausgeschalteten Zustand mitnehmbar gegen einen ver- und entklinkbaren Stützhebel (22) abstützt;
- daß das Nockenelement (40) im Eingriff mit wenigstens einem Nockenschlitz (16) der Schaltwelle (18) steht, der so ausgebildet ist, daß der ausgelöste Zustand einen größeren Öffnungswinkel als der ausgeschaltete Zustand bewirkt.

3. Niederspannungs-Leistungsschalter nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung des zum beweglichen Kontakt (10) gebogenen Nockenschlitzes (16) größer als die Krümmung der Bewegungsbahn des Nocken elementes (40) zwischen dem ausgelösten und dem ausge schalteten Zustand ist.

4. Niederspannungs-Leistungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kniehebel (24) aus einem symmetri schen Kniehebelpaar besteht, das an dem einem Ende über das als Verbindungsachse ausgebildete Nockenelement (40) parallel beabstandet verbunden ist.

5. Niederspannungs-Leistungsschalter nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenk hebel (68) einarmig ist.

6. Niederspannungs-Leistungsschalter nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Beauf schlagungsbereich (76) des Schwenkhebels (68) für den Fortsatz (60) gegenüber dem Wirkverbindungsbereich (78) mit dem Betätigungsstößel (66) näherliegend zur Schwenkachse (70) ist.

7. Niederspannungs-Leistungsschalter nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (60) einen zum freien Ende (74) des Schwenkhebels (68) gerichteten kreissegmentförmigen Bereich (62) für den eingeschalteten und den ausgeschalteten Zustand aufweist, der in einen Beaufschlagungshebel (64) für den ausgelösten Zustand übergeht.