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Die
Erfindung betrifft einen strombegrenzenden Niederspannungs-Leistungsschalter
und insbesondere einen strombegrenzenden Niederspannungs-Leistungsschalter
mit hohem Nennstrom.
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In
der Druckschrift GB-A-1 564 412 wird ein Strombegrenzender Niederspannungs-Leistungsschalter
mit hohem Nennstrom beschrieben, der
- • ein Gehäuse,
- • einen
Ausschaltmechanismus mit mindestens einem Energiespeicher,
- • einen
oder mehrere Pole mit jeweils
- • einem
in Bezug zum Gehäuse
feststehenden Kontaktstück,
- • einem
in Bezug zum Gehäuse
ortsfesten Anschlag,
- • und
einem bewegbaren Kontaktstück
umfasst, das
- • einen
relativ zum Gehäuse
zwischen einer Einschaltstellung und einer Ausschaltstellung bewegbaren
Träger,
- • mindestens
einen relativ zum Träger
zwischen einer Nichtrückstoßstellung
und einer Rückstoßstellung
bewegbaren Kontaktfinger,
- • sowie
mindestens einen bistabilen Mechanismus mit einer Feder umfasst,
die so zwischen dem Träger
und dem Kontaktfinger angeordnet ist, dass sie einen Zustand maximaler
potentieller Energie passiert, wenn der Kontaktfinger und der Träger in einer
relativen Totpunktlage zueinander stehen, dass sie den Kontaktfinger
in Richtung seiner Rückstoßstellung
beaufschlagt, wenn der Kontaktfinger in Bezug zum Träger zwischen
seiner Rückstoßstellung
und der Totpunktlage steht, und dass sie den Kontaktfinger in Richtung
seiner Nichtrückstoßstellung
beaufschlagt, wenn der Finger in Bezug zum Träger zwischen seiner Nichtrückstoßstellung
und der Totpunktlage steht,
wobei der Anschlag so angeordnet
ist, dass der Kontaktfinger, wenn er in seiner Nichtrückstoßstellung steht
und der Träger
von seiner Einschaltstellung in seine Ausschaltstellung übergeht,
nach Berührung des
Anschlags in dieser Berührungsstellung
am Anschlag verharrt, bis der Träger
eine in Bezug zum Gehäuse
definierte Kippzwischenstellung überwindet, die
der relativen Totpunktlage in Bezug zum Kontaktfinger entspricht,
wobei
der Ausschaltmechanismus kinematisch so mit dem Träger verbunden
ist, dass er den Träger
in Richtung seiner Ausschaltstellung beaufschlagt, wenn sich der
Träger
in seiner Einschaltstellung befindet.
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Die
Feder der bistabilen Anordnung erfüllt mehrere Funktionen. Sie
dient zunächst
dazu, bei eingeschaltetem Leistungsschalter einen Kontaktdruck zwischen
dem feststehenden Kontaktstück
und dem Kontaktfinger zu gewährleisten,
der verhältnismäßig unabhängig vom
Abnutzungsgrad und von den Fertigungstoleranzen des Leistungsschalters
ist. Dieser Kontaktdruck bestimmt darüber hinaus den Rückstoßgrenzwert,
bei dessen Überschreiten
die elektromagnetischen Kräfte
den Kontaktfinger in seine Rückzugstellung überführen. Nachdem
der Kontaktfinger seine Totpunktlage überwunden hat, dient die Feder
außerdem
dazu, den Rückzug
zu sichern und/oder ein Rückprallen
des Kontaktfingers zu verhindern, da sie die Rückkehr des Fingers in die Nichtrückzugstellung
blockiert. Um den Leistungsschalter erneut einschalten zu können, ist
es daher erforderlich, den Energiespeicher des Ausschaltmechanismus' freizugeben, der
dann die Schaltwelle und damit den Träger des bewegbaren Kontaktstücks in die Ausschaltstellung überführt und
durch Zusammenwirken mit dem Anschlag ein Verschwenken des Fingers
in die Nichtrückzugstellung
ermöglicht.
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Bei
einer solchen Anordnung muss der Energiespeicher des Ausschaltmechanismus' den Widerstand der
Feder der bistabilen Anordnung überwinden.
Diese Überwindung
muss vorzugsweise zu Beginn des Ausschalthubs erfolgen, um die Abmessungen
des Leistungsschalterabteils, in dem die Kontakte angeordnet sind,
zu begrenzen. Der Träger
seinerseits muss beim Passieren der Kippzwischenstellung ausreichend
schnell verschwenken, damit die Rückstellkraft der Feder der
bistabilen Anordnung nach der Totpunktüberwindung keine zu große Annäherung zwischen
dem Kontaktfinger und dem feststehenden Kontakt bewirkt.
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Die
Feder des Ausschaltmechanismus' muss daher
gleichzeitig den Träger
beschleunigen und die Feder der bistabilen Anordnung komprimieren.
Energetisch betrachtet muss sie einerseits die erforderliche Energie
an die Feder der bistabilen Anordnung liefern, damit diese ihren
Zustand maximaler potentieller Energie erreicht, und gleichzeitig
dem Träger
die erforderliche kinetische Energie zuführen, die dieser für seinen
schnellen Übergang
in die Ausschaltstellung benötigt.
Es sei außerdem
daran erinnert, dass die Feder des Ausschaltmechanismus' bei einer Auslösung aufgrund
eines kleinen Überstroms
auch allein die schnelle Abschaltung des Leistungsschalters gewährleisten
muss.
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Um
all diese Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen, wird normalerweise ein
Energiespeicher großer
Leistung für
den Abschaltvorgang vorgesehen. Diese Lösung ist jedoch nicht frei
von Nachteilen, da die während
des Ausschaltvorgangs freigesetzte Energie von den Ausschalthub-Endanschlägen aufgenommen
werden muss, so dass die Kraft der Feder für die Kosten und für die Abmessungen des
Leistungsschalters von entscheidender Bedeutung ist. Außerdem ist
es erforderlich, unterschiedliche Ausschaltmechanismen in Abhängigkeit
von der Polzahl des Leistungsschalters vorzusehen. Es sei daran
erinnert, dass nicht nur einpolige, dreipolige und vierpolige Leistungsschalter,
sondern Schalter mit hohen Nennströmen, bei denen jede Phase an zwei
parallel oder in Reihe geschaltete Pole angeschlossen werden, sowie
sechspolige und sogar achtpolige Leistungsschalter in der Praxis
vorkommen.
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Das
Problem der Abmessungen ist noch weitaus komplizierter, da gleiche
bewegbare Kontaktstücke
mit gleichen Kontaktträgern,
Kontaktfingern und bistabilen Anordnungen für den Einsatz in Leistungsschaltern
vorgesehen sind, deren Ausschaltmechanismen unterschiedlich sind.
Man ist nämlich
bestrebt, eine Leistungsschalterbaureihe einheitlich mit einem ersten
Mechanismustyp, bei dem der Energiespeicher des Ausschaltmechanismus' gleichzeitig auch
die zum Einschalten des Leistungsschalters erforderliche Energie
liefert, sowie mit einem zweiten, mit den Kürzeln O-C-O (Betriebszustand:
open-closed-open) bezeichneten Mechanismustyp auszurüsten, bei
dem ein Einschalt-Energiespeicher unabhängig von der Kontaktstellung
gespannt wird und beim Einschaltvorgang gleichzeitig das Spannen
des Ausschalt-Energiespeichers gewährleistet. Diese beiden Mechanismustypen
haben jedoch unterschiedliche Ausschaltkinematiken. Außerdem geht
man davon aus, dass bei einer gegebenen Ausschaltenergie, d.h. bei
einer gegebenen Ausschaltfeder der O-C-O-Mechanismus zu Beginn des Ausschalthubs
langsamer und gegen Ende des Ausschalthubs schneller ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des bisherigen
Stands der Technik zu beheben und insbesondere die Verwendung identischer
bewegbarer Kontaktstücke
mit bistabilen Mechanismen für
strombegrenzende Leistungsschalter zu ermöglichen, deren Ausschaltmechanismen
insbesondere zu Beginn des Ausschalthubs unterschiedliche Betriebseigenschaften
aufweisen. Des weiteren hat sie zur Aufgabe, eine von der Polzahl
unabhängige
Dimensionierung des Ausschaltmechanismus' eines Leistungsschalters zu ermöglichen.
Ein weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Beschleunigung
zu Beginn des Ausschalthubs des Trägers eines bewegbaren Kontaktstücks verhältnismäßig unabhängig vom
Typ des verwendeten Ausschaltmechanismus' zu gestalten. Eine weitere Aufgabe
der Erfindung besteht darin, die am Ende des Ausschalthubs aufzunehmende
Energie zu begrenzen, ohne den Ausschalthub oder die Abmessungen
des Schaltgeräts
wesentlich zu vergrößern. Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die beim Ausschaltvorgang
erforderliche Energie auf ein Minimum zu reduzieren.
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Diese
Aufgaben werden erfindungsgemäß durch
einen Leistungsschalter der zuvor beschriebenen Art erfüllt, bei
dem jeder Pol darüber
hinaus einen Hilfsmechanismus mit einem oder mehreren Energiespeichern
umfasst, die den Träger über dessen gesamten
Hub oder einen Teil seines Hubs zwischen seiner Einschaltstellung
und einer Kippzwischenstellung, jedoch nach Überschreiten dieser Kippzwischenstellung
nicht mehr, in Richtung seiner Ausschaltstellung zu beaufschlagen.
Auf diese Weise kann die Beschleunigung zu Beginn des Ausschalthubs
durch sorgfältige
Wahl der Energie des zweiten Energiespeichers eingestellt werden.
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Der
bzw. die Energiespeicher des Hilfsmechanismus' wirken vorzugsweise nicht auf den Träger, wenn
dieser zwischen seiner Kippzwischenstellung und seiner Ausschaltstellung
steht. Nach dem Passieren der Kippzwischenstellung benötigt der Träger nicht
viel Energie, um in seine Ausschaltstellung zu gelangen, so dass
die Unterstützung
des zweiten Energiespeichers nicht mehr erforderlich ist.
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Alternativ
hierzu kann ein Energiespeicher vorgesehen werden, der den Träger über einen
Teil seines Hubs, mindestens zwischen der Einschaltstellung und
der Kippzwischenstellung mit Energie beaufschlagt und auf mindestens
einem Teil des Trägerhubs
zwischen der Zwischenstellung und der Ausschaltstellung Energie
speichert. Dieser Energiespeicher kann beispielsweise eine Feder
umfassen, deren Ruhelage der relativen Kippstellung entspricht, und
die unterhalb dieser Stellung auf Druck sowie oberhalb dieser Stellung
auf Zug wirkt. Dadurch kann die am Ende des Ausschalthubs von den
Ausschalthub-Endanschlägen
des Ausschaltmechanismus' noch
aufzunehmende Energie weiter verringert werden.
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Der
bzw. die Energiespeicher des Hilfsmechanismus' jedes Pols sind vorzugsweise so ausgelegt,
dass sie bei der Verschiebung des beweglichen Trägers des betreffenden Pols
eine Energie freisetzen, die größer oder
gleich der Energie ist, welche benötigt wird, um den bistabilen
Mechanismus bzw. die bistabilen Mechanismen des betreffenden Pols
in ihren Zustand maximaler potentieller Energie zu überführen. Eine
solche Anordnung ist besonders vorteilhaft für einen Mehrpolleistungsschalter
mit einem gemeinsamen Schaltmechanismus für alle Pole. In diesem Fall
ist es nämlich
noch einfacher, die Ausschaltfeder unabhängig von der Polzahl zu dimensionieren
und gleichzeitig ihre Energie zu begrenzen.
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Nach
einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Leistungsschalter
darüber
hinaus Verklinkungsmittel. Eine solche Ausführung begünstigt den Übergang von der Kippzwischenstellung
in die Ausschaltstellung. Dadurch erlaubt sie eine Begrenzung der
zum Überwinden
der Kippzwischenstellung benötigten
kinetischen Energie. Dies erlaubt wiederum eine Begrenzung der Energie
des Hilfsmechanismus' und
begrenzt darüber
hinaus die von den Ausschalthub-Endanschlägen aufzunehmende Energie.
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Nach
einer vorzugsweisen Ausgestaltung umfassen der bzw. die Energiespeicher
des Hilfsmechanismus' jeweils
eine zwischen dem Gehäuse
und dem Träger
angeordnete Feder. Alternativ hierzu wäre es natürlich auch möglich, die
Hilfsenergiespeicher indirekt auf den Träger wirken zu lassen, beispielsweise
auf ein Zwischenteil der kinematischen Übertragungskette, das den Energiespeicher
des Ausschaltmechanismus' mit
dem Träger
verbindet. Die vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung bietet jedoch
den Vorteil, die mechanische Beanspruchung dieser kinematischen
Kette zu begrenzen. Das Gehäuse
umfasst vorzugsweise Polkammern mit jeweils einem darin enthaltenen
Pol, wobei die Feder jedes Energiespeichers des Hilfsmechanismus' jedes Pols in der
entsprechenden Polkammer angeordnet ist.
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Nach
einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Feder als Druckfeder ausgebildet,
die im Inneren eines durch eine Kolbenkappe verschlossenen Zylinders
gelagert ist, wobei die Kappe dazu ausgelegt ist, in Kontakt mit
dem Träger
zu gelangen und die Kraft der Druckfeder auf diesen zu übertragen.
Alternativ hierzu können
auch andere Arten von Federn wie zum Beispiel Dreh- oder Biegefedern
erwogen werden.
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Zum
besseren Verständnis
ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer
Vorteile und Merkmale näher
erläutert.
Dabei zeigen
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1 eine
Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Leistungsschalters in der
Nichtrückstoß-Einschaltstellung,
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2 eine
Schnittansicht des Leistungsschalters aus der 1 in
einer Teilrückstoß-Einschaltstellung
beim Passieren eines Totpunkts,
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3 eine
Schnittansicht des Leistungsschalters aus der 1 in
der Rückstoß-Einschaltstellung,
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4 eine
Schnittansicht des Leistungsschalters aus der 1 in
einer Kippzwischenstellung,
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5 eine
Schnittansicht des Leistungsschalters aus der 1 in
der Ausschaltstellung,
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6 in
einer Schnittebene parallel zur Ebene aus der 1 einen
Verklinkungsmechanismus in einer Stellung entsprechend der Rückstoß-Einschaltstellung
aus der 3.
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Der
in den 1 bis 5 gezeigte strombegrenzende
Mehrpolleistungsschalter 10 mit hohem Nennstrom umfasst
ein Gehäuse 12,
das durch eine Zwischenwand 18 in ein vorderes Abteil 14 und
ein hinteres Abteil 16 unterteilt ist. Ein in der Zwischenwand
ausgebildetes Fenster 20 stellt eine Verbindungsöffnung zwischen
dem vorderen und dem hinteren Abteil dar.
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Das
vordere Abteil 14 dient zur Aufnahme eines Schaltmechanismus' 22, der
einen Einschaltmechanismus mit Energiespeicher 24 sowie
einen Ausschaltmechanismus umfasst. Eine solche Anordnung ist an
sich bekannt und in der Druckschrift FR-A-2 589 626 näher beschrieben.
Es soll hier lediglich erwähnt
werden, dass der Ausschaltmechanismus 26 ein Kniehebelsystem
mit zwei auf einer Schwenkachse 32 miteinander verlenkten
Hebeln 28, 30 umfasst, wobei der untere Übertragungshebel 30 mit
einem Antriebshebel 34 einer Schaltwelle 36 gekoppelt
ist. Zwischen den Antriebshebel 34 und einen ortsfesten Lagerzapfen 40 ist
eine Ausschaltfeder 38 eingesetzt.
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Das
hintere Abteil 16 dient zur Aufnahme der Schaltwelle 36 sowie
mehrerer Pole 42, die längs
der Drehachse 44 der Schaltwelle 36 nebeneinander
in Einzelabteilen angeordnet sind, welche Abteile durch gasdichte,
annähernd
parallel zur Ebene der 1 bis 5 verlaufende
Schottungen voneinander getrennt sind. Jeder Pol 42 umfasst
ein mit einem Anschluss 48 verbundenes feststehendes Kontaktstück 46,
ein mit einem Anschluss 52 verbundenes bewegbares Kontaktstück 50 sowie
eine Lichtbogenlöschkammer 54 mit
Löschblechen 56.
Das bewegbare Kontaktstück 50 umfasst
einen bewegbaren Träger 58,
der um eine in Bezug zum Gehäuse
ortsfeste geometrische Achse 60 verschwenkt werden kann,
sowie einen Kontaktfinger 62, der um eine in Bezug zum
Gehäuse
ortsfeste und exzentrisch zur Achse 60 angeordnete geometrische
Achse 64 verschwenkt werden kann. Eine Stange 66 gewährleistet
die Kopplung des Trägers 58 mit
der Schaltwelle 36. Ein Ende des Kontaktfingers 62 trägt ein Kontaktplättchen 68,
das dazu dient, die Kontaktverbindung mit einem auf dem bewegbaren
Kontaktstück 46 befestigten
Kontaktplättchen 70 zu
gewährleisten.
Das andere Ende des Kontaktfingers 62 bildet eine Steuerkurve 72 mit
zwei auf den beiden Seiten eines oberen Totpunkts 78 angeordneten
Schrägen 74, 76.
Zwischen dem Träger 58 und
dem Kontaktfinger 62 ist ein Federkraft-Energiespeicher
mit einer Feder 82 angeordnet, die in einem Käfig 84 geführt wird
und eine Stange 86 mit einer darauf montierten Rolle 88 aus
dem Käfig
herausdrückt.
Dadurch liegt die Rolle 88 ständig an der Steuerkurve 72 an.
Der Federkraft-Energiespeicher bildet zusammen mit der Steuerkurve 72 einen
bistabilen Mechanismus 80.
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Zwischen
dem Gehäuse 12 und
dem Träger 58 ist
ein Federkraft-Hilfsenergiespeicher 90 montiert, der in
seinem entspannten Zustand in der 5 ersichtlich
ist und eine Druckfeder 92 umfasst, die versucht, eine
geradlinig in einem in Bezug zum Gehäuse ortsfesten Zylinder 96 geführte Kappe 94 gegen
den Träger 58 zu
drücken.
Im vorderen Bereich der Kappe 94 ist eine Schulter 98 ausgebildet,
die dazu dient, in Radialrichtung mit dem Zylinder zusammenzuwirken,
um die Führung
zu gewährleisten, und
in Axialrichtung mit einem Bund 100 zusammenzuwirken, der
den Zylinder teilweise verschließt und einen Endanschlag bildet.
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Ein
im einzelnen aus der 6 ersichtliches Verklinkungssystem 102 umfasst
einen Arm 104, der um eine ortsfeste Achse 106 verschwenkt
werden kann und durch eine Drehfeder 108 in der Figur im Gegenuhrzeigersinn
elastisch beaufschlagt wird. Am Ende des Arms 104 ist ein
beweglicher Anschlag 110 angeordnet, der mit einem treppenförmigen Flächenabschnitt 112 des
Kontaktfingers 62 zusammenwirkt. Der Arm weist darüber hinaus
einen Zapfen 114 auf, der dazu ausgelegt ist, mit einer
Steuerkurve 116 des Trägers 58 zusammenzuwirken.
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An
der Zwischenwand 18 ist ein Endanschlag 118 aus
einem Elastomer angebracht.
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Die
Funktionsweise der Anordnung wird nachstehend beschrieben.
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In
der Einschaltstellung gemäß der 1 besteht
eine Kontaktverbindung zwischen den Kontaktplättchen 68, 70,
die den Einschaltzustand des über die
Anschlüsse 48, 52 geführten Stromkreises
gewährleisten.
Die Feder 82 des bistabilen Mechanismus' 80 ist komprimiert, und die
Rolle 88 wirkt mit der Schräge 74 zusammen, derart
dass ein auf die Kontaktplättchen 68, 70 wirkender
Kontaktdruck gewährleistet
wird. Bei Auftreten eines Überstroms
versuchen die elektromagnetischen Kräfte, den Kontaktfinger 62 in
den Figuren im Uhrzeigersinn um seine Achse zu verschwenken, und
der bistabile Mechanismus 80 versucht, dieser Schwenkbewegung
entgegenzuwirken. Überschreitet
der Strom einen bestimmten Grenzwert entsprechend der Einstellkraft der
Feder 82, verschwenkt der Kontaktfinger 62 und überwindet
gemäß 2 den
Totpunkt 78 des bistabilen Mechanismus' 80. Nach Überwindung dieser Totpunktlage
wirkt die Rolle 88 mit der Schräge 76 zusammen und
wirkt daran mit, den Kontaktfinger 62 gegen den Endanschlag 118 zu
führen,
bis er die in 3 gezeigte Stellung erreicht.
Der Anschlag 118 wirkt als Stoßdämpfer und erlaubt es durch
Aufnahme des Energieüberschusses,
ein Rückprallen
des Kontaktfingers 62 zu verhindern. Der Anschlag 110 des
Verklinkungsmechanismus' 102 verschwenkt
unter Einwirkung seiner Rückholfeder 108 und
bleibt in Kontakt mit dem treppenförmigen Flächenabschnitt 112 des
Kontaktfingers 62, so dass der Verklinkungsmechanismus 102 die
Rückkehr
des Kontaktfingers 62 in die untere Stellung verhindert.
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Um
den Leistungsschalter erneut einschalten zu können, muss zunächst eine
Ausschalthandlung des Schaltmechanismus' vorgenommen werden. Eine vom Bediener
oder durch einen Auslöser betätigte Ausschaltsperre
gibt das Kopplungsgestänge 28, 30, 32 frei.
Die durch die Federn 92 der Hilfsenergiespeicher 90 jedes
Pols unterstützte
Ausschaltfeder 38 verdreht die Schaltwelle 36 im
Gegenuhrzeigersinn und verschwenkt über die Stange 66 den
Träger 58 im
Uhrzeigersinn um seine Achse 60 von der in 3 gezeigten
Stellung in die in 4 gezeigte Stellung und beaufschlagt
anschließend
allein die Schaltwelle 36, bis die in 5 gezeigte
Stellung erreicht ist.
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Zwischen
der Stellung gemäß 3 und
der Stellung gemäß 4 wirkt
die Rolle 88 mit der Rampe 76 zusammen und beaufschlagt
den Kontaktfinger 62 mit einer Kraft, die versucht, den
Kontaktfinger 62 im Uhrzeigersinn um die Achse 64 zu
verschwenken. Der Stoßdämpfer 118 wirkt
dann als Endanschlag, so dass der Kontaktfinger 62 in seiner
Stellung verharrt. Dabei wird also die Rolle 88 eingedrückt und
komprimiert die Feder 82. In dieser Phase beaufschlagt
der Hilfsenergiespeicher 80 jedes Pols den entsprechenden
Träger 58.
Die Kappe 94 des Hilfsenergiespeichers 80 erreicht
ihre Endlage, wenn der Träger 58 in
die Kippzwischenstellung gemäß 4 gelangt,
derart dass sich dann der Kontakt zwischen der Kappe des Hilfsenergiespeichers
und dem Träger
löst.
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Nach
dem Passieren dieser Kippzwischenstellung wirkt die Rolle 88 auf
die Rampe 74. Die Schwenkbewegung des Kontaktfingers 62 im
Gegenuhrzeigersinn wird jedoch durch den. Anschlag 110 der
Verklinkung 102 blockiert, so dass sich der Kontaktfinger 62 abgesehen
von dem geringen Spiel aufgrund von Fertigungstoleranzen praktisch
nicht bewegt. Die Wirkung der Ausschaltfeder 38 und der
Feder 82 des bistabilen Mechanismus' addieren sich und verschwenken den
Träger 58 im
Gegenuhrzeigersinn bis in seine obere Stellung gemäß der 5. In
einer Zwischenstellung zwischen der in 4 und der
in 5 gezeigten Stellung, sehr nah an der letztgenannten
Stellung, beaufschlagt die Steuerkurve 116 des Trägers 58 den
Zapfen 114 des Arms 104, so dass der genannte
Arm im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt und den Anschlag 100 freigibt.
Diese Freigabe bewirkt jedoch keine wesentliche Schwenkbewegung
des Kontaktfingers 62 im Gegenuhrzeigersinn, da der Bewegungshub
des Trägers 58 praktisch
abgeschlossen ist.
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Ausgehend
von der in 6 gezeigten Stellung kann der
Einschaltvorgang durch Lösen
einer Einschaltsperre mit daraus folgender Freigabe einer Einschaltfeder
bewirkt werden, die die Schaltwelle von ihrer in 6 gezeigten
Stellung in die Einschaltstellung gemäß der 1 überführt. Die
Schaltwelle 36 führt
den Träger 58 im
Gegenuhrzeigersinn mit, und der nur durch die der Bewegung des Trägers 58 folgenden
Rolle 88 beaufschlagte Kontaktfinger 62 wird ebenfalls
mitgeführt.
Am Ende des Einschalthubs bewirkt der Träger 58 die Kompression
und Wiederspannung der Feder 92 des Hilfsenergiespeichers 90.
Dadurch wird der Stoß am
Ende des Einschalthubs zusätzlich
begrenzt.
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Der
Einfachheit halber wurde die Erfindung in der Annahme beschrieben,
dass jeder Pol nur einen Kontaktfinger 62, einen bistabilen
Mechanismus 80 und einen Hilfsenergiespeicher 90 umfasst.
In der Praxis kann es vorteilhaft sein, mehrere Kontaktfinger pro
Pol, zum Beispiel drei oder fünf
gleiche Kontaktfinger vorzusehen, die um eine gemeinsame Achse 64 verschwenkt
werden. In diesem Fall wird jeder der drei Kontaktfinger durch einen
bistabilen Mechanismus beaufschlagt, der mehreren Kontaktfingern gemeinsam
zugeordnet oder für
jeden Kontaktfinger separat ausgeführt sein kann, derart dass
jeder Kontaktfinger durch eine andere Feder beaufschlagt wird. Der
Träger 58 ist
in jedem Pol einzeln vorhanden. Je nach Größe des Trägers 58, insbesondere bezüglich seiner
Breite senkrecht zur Ebene der Figuren, kann es vorteilhaft sein,
einen Hilfsenergiespeicher 90 mit mehreren parallel zueinander
angeordneten Federn zu verwenden In der Praxis lassen sich durch
eine Anordnung mit drei Federn, die jeweils auf eine unterschiedliche
Kappe wirken, interessante Abmessungsverhältnisse erzielen. In der Praxis
ist es vorteilhaft, die Hilfsenergiespeicher so zu dimensionieren,
dass sie bei ihrer Entspannung zusammen eine Energie freisetzen,
die größer ist
als die zur Kompression der Feder des bistabilen Mechanismus' erforderliche Energie.
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Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausgestaltung beschränkt. Es
sind verschiedene Ausführungsänderungen
denkbar, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen würde.
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Im
vorhergehenden Beispiel erfüllt
der Verklinkungsmechanismus 102 zwei Funktionen: Einerseits
dient er zur Rückprallverhinderung,
da er bei einem sehr starken Kurzschluss mit Entwicklung großer elektrodynamischer
Kräfte
verhindert, dass der Kontaktfinger nach dem Erreichen der in 3 gezeigten
Stellung und heftigem Anschlag am Stoßdämpfer 118 zurückprallt
und dabei ein Wiedereinschalten des Kontaktes bewirkt. Außerdem verhindert
er das Verschwenken des Kontaktfingers 62 während des
Ausschalt vorgangs, wenn der Träger 58 die
Kippzwischenstellung passiert. Andererseits kann auch erwogen werden,
den Verklinkungsmechanismus in Abhängigkeit von der Nenngröße des Leistungsschalters
und der Dimensionierung der mechanischen Teile wegzulassen. Die
Rückprallverhinderung
wird dann ausschließlich
durch den bistabilen Mechanismus 80, gegebenenfalls unterstützt durch den
Endanschlags-Stoßdämpfer 118,
bewirkt. Die Bewegung nach dem Passieren der Kippzwischenstellung
kann begrenzt oder sogar fast gänzlich
annulliert werden, wenn der Träger 58 die
Kippzwischenstellung mit ausreichend hoher Geschwindigkeit passiert.
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Bei
der beschriebenen Ausgestaltung erfüllt der Anschlag 118 zwei
Funktionen: Er dient einerseits zur Rückprallverhinderung, da er
am Ende des Hubs des Kontaktfingers 62 in seine Rückstoßstellung
einen Teil der kinetischen Energie absorbiert, und erlaubt darüber hinaus
die Blockierung des Kontaktfingers 62, wenn der Träger 58 von
seiner Einschaltstellung in seine Kippzwischenstellung verschwenkt.
Nach einer alternativen Ausgestaltung können diese beiden Funktionen
auch von anderen Teilen übernommen
werden. So kann zum Beispiel ein Endanschlag für den Rückstoßhub des Kontaktfingers am
Träger 58 und
ein separater Anschlag am Gehäuse
angebracht sein. Eine solche Auslegung erlaubt es, in einem ersten
Abschnitt des Hubs des Trägers 58 in
Richtung seiner Ausschaltstellung den Träger 58 und den zurückgestoßenen Kontaktfinger 62 gemeinsam
anzuheben, bis der Kontaktfinger 62 den am Gehäuse ausgebildeten
Anschlag erreicht und danach relativ zu diesem in seiner Stellung
verharrt.
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Die
Erfindung wurde mit Bezug auf einen strombegrenzenden Leistungsschalter
beschrieben, bei dem die Kontaktfinger um eine in Bezug zum Gehäuse ortsfeste
geometrische Achse 64 verschwenken. Sie ist jedoch auch
auf einen strombegrenzenden Leistungsschalter anwendbar, der zum
Beispiel der in der Druckschrift GB-A-1 564 412 beschriebenen Bauart
entspricht und bei dem die Kontaktfinger um eine in Bezug zum Träger ortsfeste
Achse verschwenken, wobei der Träger
seinerseits um eine in Bezug zum Gehäuse ortsfeste und in Bezug
zur ersten Achse versetzt angeordnete Achse verschwenkt.
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Die
Schaltwelle 36 und der Träger 58 können einstückig ausgeführt sein,
wobei in diesem Fall die Stange 66 entfällt und das Gestänge 28, 30, 32 des Schaltmechanismus' mit einem seiner
Enden direkt an den Träger
angelenkt ist. Eine solche Auslegung entspricht dem in der Druckschrift
GB-A-1 564 412 beschriebenen Mechanismus.
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Die
Erfindung ist unabhängig
vom Typ des Ausschaltmechanismus' und
des Einschaltmechanismus' des
Leistungsschalters anwendbar.