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Diese
Anmeldung bezieht sich auf die gemeinschaftlich zuerkannte, gleichzeitig
eingereichte, Patentanmeldung in den Vereinigten Staaten mit der Serien-Nr.
09/845,493, welche eingereicht wurde am 30. April 2001, welche nun
das U.S. Patent Nr. 6,542,056 ist, welches am 01. April 2003 erteilt
wurde mit dem Titel „Circuit
Breaker Having A Movable And Illuminable Arc Fault Indicator"; und auf die Patentanmeldung
in den Vereinigten Staaten mit der Serien-Nr. 09/845,519, welche
am 30. April 2001 eingereicht wurde, welche nun in den Vereinigten
Staaten die Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 20020158724 ist, die am 31. Oktober 2002 veröffentlicht wurde, mit dem Titel „Circuit
Breaker".
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Diese
Anmeldung bezieht sich auch auf die gemeinsam in Bearbeitung befindliche
Patentanmeldung in den Vereinigten Staaten mit der Serien-Nr. 09/506,871,
die am 15. Februar 2000 eingereicht wurde, welche nun das U.S. Patent
mit der Nr. 6,307,453 ist, welches am 23. Oktober 2003 erteilt wurde
mit dem Titel „Circuit
Breaker With Instantaneous Trip Provided By Main Conductor Routed
Through Magnetic Circuit Of Electronic Trip Motor".
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schalt- bzw. Umschaltvorrichtung
und mehr im Speziellen auf Schutzschalter bzw. Schaltkreisunterbrecher
so wie zum Beispiel Lichtbogenfehler-Schaltkreisunterbrecher.
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Hintergrundinformation
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Schaltkreisunterbrecher
werden benutzt, um elektrische Schaltkreise vor Schaden durch eine Überstrombedingung
bzw. einen Überstromzustand, so
wie zum Beispiel einen Überlastzustand
oder einen Kurzschluss auf relativ hohem Niveau oder einen Fehlerzustand
zu schützen.
In kleinen Schaltkreis unterbrechern, auf welche für gewöhnlich bezug
genommen wird als Miniaturschaltkreisunterbrecher die für Wohnungs-
und kommerzielle Lichtanwendungen benutzt werden, ist solcher Schutz
typischerweise durch eine thermomagnetische Ausschalt- bzw. Auslöseeinrichtung
vorgesehen. Diese Auslöseeinrichtung
umfasst ein Bimetall, welches sich in Reaktion bzw. als Antwort
auf einen fortbestehenden Überstromzustand
erwärmt
und biegt. Das Bimetall wiederum entrastet bzw. entklinkt einen
federgetriebenen Betriebsmechanismus, welcher die trennbaren Kontakte
des Schaltkreisunterbrechers öffnet,
um Stromfluss im geschützten
Leistungssystem zu unterbrechen.
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Subminiatur-Schaltkreisunterbrecher
werden zum Beispiel in elektrischen Flugzeugsystemen verwendet,
wo sie nicht nur Überstromschutz
vorsehen, sondern auch als Schalter zum An- und Abschalten von Ausrüstung dienen.
Als solche sind sie schwerer Benutzung bzw. Beanspruchung ausgesetzt
und müssen
daher in der Lage sein, zuverlässig über viele
Betriebszyklen zu arbeiten bzw. zu funktionieren. Sie müssen auch
klein sein, um das Hoch-Dichte Layout von Schaltkreisunterbrecher-Panelen
bzw. Schalttafeln unterzubringen, welche Schaltkreisunterbrecher
für zahlreiche
Schaltkreise einem Benutzer zugänglich
machen. Elektrische Flugzeugsysteme bestehen für gewöhnlich aus hunderten von Schaltkreisunterbrechern,
von denen jeder für
eine Schaltkreisschutzfunktion ebenso wie für eine Schaltkreistrennungsfunktion
durch einen Schub-Zug-Griff benutzt wird.
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Der
Schaltkreisunterbrecher-Schub-Zug-Griff wird von Ein-nach-Aus bewegt, um
den Lastschaltkreis zu öffnen.
Diese Aktion kann entweder manuell sein oder andernfalls automatisch im
Falle eines Überlast-
oder Fehlerzustandes. Wenn der Schub-Zug-Griff von Aus-nach-Ein
bewegt wird, wird der Lastschaltkreis wieder eingeschaltet bzw. wieder
mit Energie versorgt. Wenn der Lastschaltkreis automatisch ausgeschaltet
worden ist, dann entspricht die Aus-nach-Ein-Operation des Schub-Zug-Griffes
einer Rücksetz-
bzw. Reset-Aktion
des Schaltkreisunterbrechers.
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Typischerweise
haben Subminiatur-Schaltkreisunterbrecher nur Schutz vorgesehen
gegen fortbestehende Überströme, was
implementiert ist durch eine Raste, bzw. Klinke, die von einem Bimetall
ausgelöst
wird, welches reagiert auf I2R-Erhitzung,
welche aus dem Überstrom
resultiert. Es gibt ein wachsendes Interesse am Vorsehen von zusätzlichem Schutz
und am wichtigsten Lichtbogenfehlerschutz. Lichtbogenfehler sind
typischerweise Hoch-Impedanz-Fehler
und können
intermittierend sein. Nichts desto weniger können solche Lichtbogenfehler
in einem Feuer resultieren.
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Obwohl
viele Schaltkreisunterbrecher auch Erdungsfehlerschutz verwenden,
ist in Flugzeuganwendungen der Flugzeugrahmen die Erde und es gibt
keinen neutralen Leiter. Einige Flugzeugsysteme haben ebenfalls
Erdungsfehlerschutz vorgesehen, jedoch durch die Benutzung von zusätzlichen
Einrichtungen nämlich
Stromtransformatoren, welche in einigen Fällen entfernt vom Schutzrelais
angeordnet sind.
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Während sporadischer
Lichtbogenfehlerzustände
wird die Überlastfähigkeit
des Schaltkreisunterbrechers nicht funktionieren, da die Wurzel
des mittleren, quadratischen Wertes des Fehlerstroms (RMS root-mean-squared
Wert) zu klein ist, um den automatischen Auslöseschaltkreis zu aktivieren.
Das Hinzufügen
von elektronischem Lichtbogenfehler-Fühlen zu einem Schaltkreisunterbrecher
kann eines der Elemente hinzufügen,
welche benötigt
werden, um Lichtbogenfehlerschutz auszulösen – im Idealfall löst die Ausgangsgröße bzw.
die Ausgabe eines elektronischen Lichtbogenfehler-Fühlschaltkreises den Schaltkreisunterbrecher
aus und öffnet
ihn daher. Es ist nichts desto weniger wünschenswert, separate Anzeigen
vorzusehen, um ein Lichtbogenfehler-Auslösen von einem überstrominduzierten
Auslösen
zu unterscheiden.
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Schließlich gibt
es ein Interesse daran, instantanes Auslösen als Antwort auf sehr hohe Überströme vorzusehen,
welche zum Beispiel durch einen Kurzschluss gezogen würden.
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Die
Herausforderung ist es, alternativen Schutz und separate Anzeigen
in einer sehr kleinen Packung vorzusehen, welche unter schwerer
Belastung über
eine anhaltende bzw. längerfristige
Periode funktionieren wird. Eine Einrichtung, welche alle die obigen
Kriterien erfüllt
und automatisch zusammengebaut werden kann, ist wünschenswert.
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In
Flugzeuganwendungen machen zwei praktische Überlegungen den automatischen
Betrieb schwer erreichbar und womöglich unerwünscht. Zuerst macht das Design
eines konventionellen Flugzeug-Schaltkreisunterbrechers es schwer,
einen extern initiierten bzw. ausgelösten Auslöse- bzw. Ausschaltschaltkreis
zu diesem hinzuzufügen.
Zweitens sind bestimmte Schaltkreise in einem Flugzeug so kritisch,
dass manuelles Eingreifen durch eine Besatzungsmitglied zweckmäßig sein
kann, bevor ein Schaltkreis abgeschalten wird.
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U.S.
Patent Nr. 5,546,266 offenbart einen Schaltkreisunterbrecher, welcher
Erdungsfehler- und Lichtbogenfehler-Unterbrecherschaltkreis und
Anzeiger bzw. Anzeigeelemente so wie zum Beispiel LEDs einschließt, um eine
Anzeige der Ursache des Auslösens
zu produzieren.
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U.S.
Patent Nr. 5,831,500 offenbart einen Schaltkreisunterbrecher, welcher
eine Auslöseflagge bzw.
Eine Auslöseanzeige,
eine Zustandseinführung und
eine Statusanzeige verwendet, welche durch eine Linse sichtbar sind,
jeweils basiert auf den Auslöse-,
offenen und geschlossen Positionen des Schaltkreisunterbrechers.
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U.S.
Patent Nr. 5,847,913 offenbart einen Schaltkreisunterbrecher, welcher
Erdungsfehlerunterbrechungs- und Lichtbogenfehler-Detektionsschaltkreise
verwendet. Leitungen sind im Schaltkreisunterbrechergehäuse vorgesehen,
um Licht zwischen Lichtquellen, Kolben oder Bimetallscheiben und
einer Öffnung
des Gehäuses
zu leiten oder zu reflektieren.
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U.S.
Patent Nr. 6,084,756 offenbart einen Tester für einen Lichtbogenfehler-Schaltkreisunterbrecher,
in welchem ein Anzeiger ausgelöscht
bzw. Ausgeschaltet wird, wenn ein Schaltkreisunterbrecher auf einen
Lichtbogenfehlerzustand reagiert bzw. Antwortet.
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Es
gibt Raum für
Verbesserung in Schaltkreisunterbrechern.
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Die
internationale Veröffentlichung
Nr. WO 98/35237 offenbart einen Lichtbogenfehler-Schaltkreisunterbrecher,
welcher folgendes umfasst: ein Gehäuse, stationäre und bewegliche
Kontakte, Standard-Schaltkreisunterbrecher-Komponenten
zur manuellen Steuerung und zum Antworten auf thermisch und elektromagnetisch
gefühlte Überlastzustände und
ein Lichtbogenfehler-Detektionssystem. Ein Auslöseanzeiger sieht ein sichtbares
Signal ausserhalb des Schaltkreisunterbrechergehäuses vor, um anzuzeigen, dass
ein Lichtbogenfehlerzustand bewirkt hat, dass der geschützte Schaltkreis
unterbrochen worden ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Schaltkreisunterbrecher wie in Anspruch 1 dargelegt vorgesehen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele
sind in den abhängigen
Ansprüchen
offenbart.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist auf einen Schaltkreisunterbrecher gerichtet,
welcher einen magnetischen dualen Auslöse-, dualen Rast-Auslöse-Betätiger verwendet.
Der magnetische Betätiger gibt
sowohl eine erste Anzeigerraste bzw. -klinke (Verriegelung) frei,
welche einen Lichtbogenfehler Auslöseanzeiger bzw. -Indikator
steuert, als auch eine zweite, primäre Rastung (Verriegelung),
welche den Schaltkreisunterbrecher geschlossen hält. Wenn ein Lichtbogenfehler-Zustand
detektiert wird, wird die Spule des magnetischen Betätigers mit
Energie versorgt bzw. Eingeschaltet und die erste Raste des Auslöseanzeigers
bzw. Indikators wird zum Kern des Magneten angezogen. Das Bewegen
der ersten Raste auf diese Weise gibt einen Indikator frei, um anzuzeigen,
dass ein Lichtbogenfehler aufgetreten ist. Auch die zweite primäre Raste
wird zum Kern des Magneten angezogen, wobei sie die trennbaren Kontakte
des Schaltkreisunterbrechers öffnet.
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Gemäß der Erfindung
umfasst ein Schaltkreisunterbrecher folgendes: ein Gehäuse; trennbare Kontakte
die in dem Gehäuse
montiert sind; einen rastbaren bzw. einklinkbaren Betätigungsmechanismus
einschließlich
eines Rastglieds bzw. Klinkenglieds, das beim Freigeben bzw. Auslösen die
trennbaren Kontakte öffnet;
eine Überstromanordnung, ansprechend
auf ausgewählte
Bedingungen bzw. Zustände
des Stromflusses durch die trennbaren Kontakte und zwar zum Freigeben
des Rastgliedes zum Auslösen
des Öffnens
der trennbaren Kontakte; einen Lichtbogenfehlerindikator; einen
Lichtbogenfehlerauslöser,
der, wenn er betätigt
bzw. angesteuert wird eine erste Raste bzw. Klinke zum Freigeben
des Lichtbogenfehleranzeigers bzw. – indikators und eine zweite
Raste zum Freigeben des Rastgliedes zum Auslö sen des Öffnens der trennbaren Kontakte
bewegt; und eine Lichtbogenfehler-Stromanordnung ansprechend auf ausgewählte Lichtbogenfehlerzustände des
Stromflusses durch die trennbaren Kontakte, zum Auslösen bzw.
Ansteuern des Lichtbogenfehler-Auslösebetätigers, um den Lichtbogenfehleranzeiger
zu betätigen
und zum Auslösen
des Öffnens der
trennbaren Kontakte.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Ein
volles Verständnis
der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
gewonnen werden, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
gelesen wird, in welchen folgendes gilt:
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1 ist
eine isometrische Explosionsansicht eines Schaltkreisunterbrechers
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine weitere isometrische Explosionsansicht vom gegenüberliegenden
Ende aus 1.
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3 ist
eine Front-Aufriss-Ansicht des Schaltkreisunterbrechers aus 1,
wobei eine Hälfte
der Abdeckung und zwei Deckenplatten entfernt worden sind, welche
den Schaltkreisunterbrecher im Aus-Zustand zeigt.
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4 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 3, welche jedoch den Schaltkreisunterbrecher im
Ein-Zustand zeigt.
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5 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 3, welche jedoch den Schaltkreisunterbrecher im
ausgelösten
Zustand zeigt.
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6 ist
eine isometrische Explosionsansicht des Betätigungsmechanismus und zweier
Deckenplatten des Schaltkreisunterbrechers aus 1.
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7 ist
eine isometrische Ansicht von Lastanschluss, Bimetall, Mechanismusplatte,
beweglichem Kontaktarm und Leitungsanschluss bzw. Phaseklemme des
Schaltkreisunterbrechers aus 1.
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8 ist
eine isometrische Ansicht des Betriebsmechanismus und der Haube
des Schaltkreisunterbrechers aus 1.
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9 ist
eine teilweise isometrische Explosionsansicht des gegossenen bzw.
geformten Gehäuses
und der Haube des Schaltkreisunterbrechers aus 1,
welche die z-Achsen-Anordnung der Haube zeigt.
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10 ist
eine isometrische Explosionsansicht von zwei Teilen der Griffanordnung
des Schaltkreisunterbrechers aus 1.
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11 ist
eine isometrische Ansicht der zusammengebauten Griffanordnung aus 10.
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12 ist
eine isometrische Ansicht des Auslösemotors, des dualen Rastauslösebetätigers und
des Bimetalls, des Schaltkreisunterbrechers aus 1.
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13 ist
eine isometrische Explosionsansicht des Auslösemotors aus 12.
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14 ist
eine isometrische Ansicht des dualen Auslöse-, dualen Rastauslösebetätigers,
des Schaltkreisunterbrechers aus 1 in der
eingerasteten Position.
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15 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 14, welche jedoch den dualen Auslöse-, dualen
Rastauslösebetätiger in
der nicht eingerasteten Position zeigt.
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16 ist
eine isometrische Ansicht der Betätigungsgriffanordnung des Auslösebetätigers und der
Lichtbogenfehler-Indikatoranordnung des Schaltkreisunterbrechers
aus 1, wobei die Abdeckung und einige innere Teile
desselben der Klarheit wegen nicht gezeigt sind.
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17 ist
eine isometrische Ansicht des Lichtbogenfehlerindikators aus 16.
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18 ist
eine isometrische Ansicht des Schaltkreisunterbrechers aus 1 mit
dem Griff in der Auslöseposition
und der Lichtbogenfehler-Anzeigeranordnung
in der Lichtbogenfehler-Auslöseposition.
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19 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 18, welche jedoch den Griff und die Lichtbogenfehler-Indikatoranordnung
in den normalen Positionen zeigt.
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20 ist
eine Front-Aufriss-Ansicht des kombinierten Lichtleiter-Auslöse-Indikatorrings
und des Auslösebetätigers des
Schaltkreisunterbrechers aus 1 in der
eingerasteten Position.
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21 ist
eine isometrische Ansicht des Indikatorrings und des Auslösebetätigers aus 20.
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22 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 21, welche jedoch den Indikatorring und den Auslösebetätiger in
der nicht eingerasteten Position zeigt.
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23 und 24 zeigen
andere Schaltkreisunterbrecher, welche Gehäuse gemäß alternativen Ausführungsbeispielen
der Erfindung zeigen.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die
Erfindung wird beschrieben als angewandt auf einem Subminiatur-Schaltkreisunterbrecher
bzw. Schalterzur Benutzung in Flugzeug-Wechselstrom-(AC)-Systemen, welche typischerweise
bei 400 Hz arbeiten, kann jedoch auch in Gleichstrom-(DC)-Systemen
benutzt werden. Es wird sich auch herausstellen, dass die Erfindung
auch auf andere Typen von Schaltkreisunterbrechern anwendbar ist
einschließlich
derjenigen, welche in AC-Systemen benutzt
werden, welche bei anderen Frequenzen arbeiten, auf größere Schaltkreisunterbrecher
so wie zum Beispiel Miniatur-Wohnbereich- oder kommerzielle Schaltkreisunterbrecher
und auf einem weiten Kreis von Schaltkreisunterbrecheranwendungen,
so wie zum Beispiel im Wohnbereich, im kommerziellen, industriellen,
Luft-und-Raumfahrt- und Kfz-Bereich. Als weitere nicht begrenzende
Beispiele sind sowohl AC (z. B. 120, 220, 480–600 VAC) Betrieb bei einem weiten
Bereich von Frequenzen (z. B. 50, 60, 120, 400 Hz) und DC-Betrieb
(z. B. 42 VDC) möglich.
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Bezugnehmend
auf 1 und 2 hat ein exemplarischer Schaltkreisunterbrecher 1 ein
Gehäuse 3,
welches durch erste und zweite Abschnitte 3a und 3b geformt
wird, welche aus einem isolierenden Harz gegossen bzw. geformt sind,
wobei diese Abschnitte längs
einer Pass- bzw. Paarungsebene verbunden sind, um jeweils einen
Einschluss zu bilden von gegenüberliegenden
Aushöhlungen 5a und 5b.
Der Schaltkreisunterbrecher 1 schließt auch eine externe Klemmenplatte 7 ein,
welche eine Oberseite 9 und zwei Seiten 11, 13 hat,
welche an derselben aufgestellt sind. Die Klemmenplattenseite 11 greift den
Abschnitt oder das gegossene bzw. geformte Gehäuse 3a und die andere
Klemmenplattenseite 13 greift den anderen Abschnitt oder
die gegossene Abdeckung 3b. Jede der Seiten 11, 13 schließt jeweils eine Öffnung 15, 17 ein,
welche nahe dem Boden der entsprechenden Seite ist. Das gegossenen
Gehäuse 3a und
die gegossene Abdeckung 3b haben jedes eine jeweilige Öffnung 19 (gezeigt
in 2) und 20 durch sie hindurch. Ein Halter 21 so
wie zum Beispiel eine Niete ist durch die Öffnung 15 der Seite 11 durch die Öffnungen 19, 20 des
gegossenen Gehäuses 3a und
der gegossenen Abdeckung 3b und durch die Öffnung 17 der
Seite 13 angeordnet, um die eine Seite 11 zur
anderen Seite 13 zu ziehen und dadurch das gegossenen Gehäuse 3a und
die gegossene Abdeckung 3b zu sichern (wie am Besten in 19 gezeigt).
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Der
Schaltkreisunterbrecher umfasst weiterhin einen Betätigungsmechanismus 22,
welcher auf einem Tragemechanismus montiert ist, so wie die exemplarische
Schablonenmechanismusplatte 23 (wie am besten gezeigt in
den 4 und 7), eine erste Mechanismus-Deckenplatte 24,
eine zweite Mechanismus-Deckenplatte 25 (die Deckenplatten 24, 25 sind
am Besten gezeigt in 6) und eine Einfassung 29,
welche montiert ist auf einer Öffnung 30 des Gehäuses 3.
Die Einfassung 29 wird festgehalten durch die externe Klemmenplatte 7 und
das Gehäuse 3.
Ein geeigneter Halter wiederum, so wie die exemplarische Mutter 31 und
die Beilagscheibe 31a montieren den Schaltkreisunterbrecher 1 an
einer Montagetafel (nicht gezeigt). Der Schaltkreisunterbrecher 1 umfasst
auch einen Leitungsanschluss bzw. eine Phasenklemme 32,
einen Lastanschluss 33 und eine Betätigungsgriffanordnung 35,
welche sich durch die Öffnung 30 und
die Einfassung 29 erstreckt. Die Betätigungsgriffanordnung 35 ist
in geeigneter Weise durch eine Feder 36 von der Öffnung 30 weg
vorgespannt. Zum AN/AUS-Schalten, wird die Griffanordnung 35 durch
Federn 63 und 36 aufwärts getrieben. Feder 36 wird
bei Auslöseoperationen
bzw. Auslösebetätigungen
verwendet, um die Griffanordnung 35 in die AUS-Position
zurückzusetzen.
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Der
Schaltkreisunterbrecher 1 umfasst weiterhin einen beweglichen
und beleuchtbaren Lichtbogenfehlerindikator 37, einen Lichtbogenfehlerdetektor 39,
welcher exemplarische, gedruckte Schaltkreisbretter bzw. Leiterplatinen
(printed circuit boards – PCBs) 41, 43 einschließt und einen
Isolator 45. Geeignete Lichtbogenfehlerdetektoren sind
zum Beispiel offenbart im U.S. Patent Nr. 5,224,006, wobei ein bevorzugter
Typ beschrieben ist im U.S. Patent Nr. 5,691,869. Im exemplarischen
Ausführungsbeispiel
ist die Mechanismusplatte 23 elektrisch leitfähig und
ist vorzugsweise hergestellt aus Edelstahl oder Messing. Der Betätigungsmechanismus 22 ist
auf einer Mechanismusplatte 23 angeordnet bzw. aufgebaut
und wird davon getragen, welche in der Aushöhlung 5a des gegossenen
Abschnitts 3a montiert ist und die PCBs 41, 43 sind
in der Aushöhlung 5b des gegossenen
Abschnitts 3b montiert.
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Bezugnehmend
auf 3–5 umfassen die
funktionalen Komponenten des Schaltkreisunterbrechers 1 eine
trennbare Kontaktanordnung 47 (wie am Besten gezeigt in 4 und 5),
einen Kipp- bzw. Umschaltmechanismus 49, die Griffanordnung 35,
eine Rastgliedanordnung 51 und eine Überstromanordnung 53.
Der Umschaltmechanismus 49, die Griffanordnung 35 und
die Rastanordnung 51 bilden den rastbaren Betätigungsmechanismus 22.
Der Schaltkreisunterbrecher 1 umfasst auch den Leitungsanschluss 32 und
den Lastanschluss 33, welche im Boden des gegossenen Gehäuses 3a getragen
werden und freitragende Abschnitte haben, welche sich ausserhalb
des Gehäuses 3 erstrecken
zur Verbindung mit den jeweiligen Leitungs- und Last-Leitern (nicht
gezeigt).
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Wie
unten in Verbindung mit 12 diskutiert
wird, schließt
die Überstromanordnung 53 einen Auslösemotor 119 ein
(für Lichtbogenfehlerzustände) und
ein Bimetall 129 (für
fortdauernde Überstromzustände). Die Überstromanordnung 53 schließt auch eine
instantane Auslösefunktion
ein, welche wie der Auslösemotor 119 und
des Bimetall 129 die Rastanordnung 51 betätigt, zum
Auslösen
des Öffnens
der trennbaren Kontaktanordnung 47.
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Die
trennbare Kontaktanordnung 47 umfasst einen fixierten Kontakt 55,
welcher am Leitungsanschluss 32 fixiert ist und einen beweglichen
Kontakt 57, welcher von einem beweglichen Kontaktarm 58 innerhalb
des Gehäuses 3 getragen
wird und elektrisch damit verbunden ist. Der fixierte Kontakt 55 und der
bewegliche Kontakt 57 bilden zusammen einen Satz von trennbaren
Kontakten 59. Der Kontaktarm 58 ist schwenkbar
auf einem Metallstift 61 montiert, welcher Teil der Mechanismusplatte 23 ist.
Die Platten 24, 25 (6) halten
den Kontaktarm 58 auf dem Stift 61. Eine freitragende
Blattfeder 63 bildet eine Hauptfeder, welche den Kontaktarm 58 im
Gegenuhrzeigersinn (mit Bezug auf 3–5)
vorspannt, um die trennbaren Kontakte 59 (wie in 5 gezeigt)
zu öffnen.
Wie unten in Verbindung mit 7 diskutiert
wird, ist der Lastanschluss 33 elektrisch mit dem Kontaktarm 58 und
dem beweglichen Kontakt 57 verbunden, und der Leitungsanschluss 32 ist
elektrisch mit dem fixierten Kontakt 55 verbunden. Der
rastbare Betriebsmechanismus 22 funktioniert so, dass er
die trennbaren Kontakte 59 öffnet (3 und 5)
und schließt
(4).
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Der
Kontaktarm 58 wird zwischen offenen (3)
und geschlossenen (4) Positionen der trennbaren
Kontakte 59 durch den Umschaltmechanismus 49 geschwenkt.
Dieser Umschaltmechanismus 49 schließt ein unteres Umschalt-Verbindungsglied 65 ein,
welches durch einen Stift 66 (der in der Zeichnung mit
der verborgenen Linie in 3 gezeigt ist) an einem ersten
oder unteren Ende 67 schwenkbar mit dem Kontaktarm 58 an
einem Schwenkpunkt 69 verbunden ist. Auf diese Weise ist
der Umschaltmechanismus 49 mechanisch mit den trennbaren Kontakten 59 gekuppelt,
um solche trennbaren Kontakte zu öffnen und zu schließen.
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Ein
zweites Umschalt-Verbindungsglied 71 ist an einem ersten
oder oberen Ende 73 durch einen Stift 75 mit einem
Rasthebel 77 schwenkbar verbunden, welcher wiederum schwenkbar
durch einen Metallstift 79 montiert ist, der Teil der Mechanismusplatte 23 ist.
Die zweiten Enden des ersten Umschalt-Verbindungsgliedes 65 und
des zweiten Umschalt-Verbindungsgliedes 71 sind durch einen
Kniestift 81 schwenkbar verbunden. Der Umschaltmechanismus 49 umfasst
weiterhin ein Antriebs-Verbindungsglied 83, welches den
Umschaltmechanismus 49 mechanisch an die Griffanordnung 35 kuppelt.
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Wenn
die Rastanordnung 51 betätigt wird, wird der Rasthebel 77 entrastet,
bzw. entklinkt und die Hauptfeder 63 treibt den beweglichen
Kontaktarm 58 aufwärts
um die trennbaren Kontakte 59 zu öffnen. Durch die Bewegung der
Verbindungsglieder 65, 71 wird auch der Rasthebel 77 im
Uhrzeigersinn geschwenkt (mit Bezug auf 5). Aus
dieser ausgelösten
Position bringt die Feder 36 (1 und 2)
die Griffanordnung 35 zurück in die AUS-Position und
die Rasthebelrücksetzfeder 85 setzt
den Rasthebel 77 zurück,
damit er mit der Rastgliedanordnung 51 in Eingriff gebracht
werden kann. Andernfalls verrastet bzw. verklinkt die Rastanordnung 51 den
Rasthebel 77 und den Umschaltmechanismus 49 in
dem verrasteten bzw. verklinkten Zustand (3 und 4),
in welchem der Umschaltmechanismus 49 manuell durch die
Griffanordnung 35 zwischen einer Umschalter-offenen Position
(3) und einer Umschalter-geschlossenen Position
(4) betätigt
werden kann, um die trennbaren Kontakte 59 zu öffnen und
zu schließen.
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Wie
aus 5 gesehen werden kann, schließt die Griffanordnung 35 ein
Griffglied 87 ein, welches einen Schaft 89 hat.
Das Antriebs-Verbindungsglied 83 des
Umschaltmechanismus 49 ist durch einen Stift 91 schwenkbar
mit dem Schaft 89 verbunden. Das Griffglied 87 wird
für gegenseitige
lineare Bewegung von der Einfassung 29 getragen. Der Rasthebel 77 hat
einen Finger 93, der in einem Haken 95 endet (wie
am Besten gezeigt in 14 und 15), welcher
mit einer Öffnung 97 in
der Rastanordnung 51 in Eingriff tritt (3 und 4).
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Der
exemplarische Schaltkreisunterbrecher 1 arbeitet auf die
folgende Weise. In der AUS-Position (3), welche
die Umschalter-offen Position des Umschaltmechanismus 49 ist,
ist das Griffglied 87 oben, wobei ein Indikatorteil 99 des
Schaftes 89 sichtbar ist, um den AUS-Zustand anzuzeigen.
Der Rasthebel 77 ist durch in Eingriff treten seines Hakens 95 mit
der Öffnung 97 in
der Rastanordnung 51 verrastet. Die Hauptfeder 63 hat
den beweglichen Kontaktarm 58 in Gegenuhrzeigersinn (bezüglich 3)
gegen einen Stopp-Teil 101 der
Mechanismusplatte 23 geschwenkt, sodass die trennbaren Kontakte 59 offen
sind.
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Das
Herabdrücken
des Griffgliedes 87, welches sich linear abwärts in die
Position bewegt, die in 4 gezeigt ist, schaltet den
Schaltkreisunterbrecher 1 ein. Das Antriebs-Verbindungsglied 83 schiebt den
Kniestift 81 abwärts
und nach rechts und das erste Umschalt-Verbindungsglied 65 abwärts, was
in einer Schwenkung im Uhrzeigersinn (bezüglichen 3 und 4)
des beweglichen Kontaktarm 58 gegen die Hauptfeder 63 resultiert.
Da das obere Ende des zweiten (oberen) Umschalt-Verbindungsgliedes 71 durch
den Rasthebel 77 stationär gehalten wird, sitzt in der
Umschalter-geschlossenen Position, welche in 4 gezeigt
ist, der Umschaltmechanismus 49 im Allgemeinen und das
erste (untere) Verbindungsglied 65 im Speziellen auf einem
Stopp-Teil 103 der Mechanismusplatte 23 auf. Diese
letztere Bewegung tritt auf durch Schwenkung im Uhrzeigersinn (mit
Bezug auf 4) des Kontaktarm 58,
welcher schwenkbar auf dem Stift 61 an der geschlitzten Apertur 105 desselben
montiert ist. Wenn die trennbaren Kontakte 59 auf diese
Weise geschlossen sind, sieht die Hauptfeder 63 Kontaktdruck
auf die trennbaren Kontakte 59 vor und trägt Abnutzung Rechnung.
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Der
Schaltkreisunterbrecher 1 kann aus der EIN-Position (4)
manuell in die AUS-Position (3) geöffnet werden,
indem das Griffglied 87 angehoben wird. Anfangs wird eine
Abwärtskraft
auf dem Kontaktarm 58 durch das erste Umschalt-Verbindungsglied 65 angelegt
bzw. angewendet. Wenn der Kniestift 81 durch die Mittenlinie
zwischen den Stiften 91 und 75 hindurchläuft bzw.
sie passiert, bricht nichts desto weniger der Umschaltmechanismus 49 bzw.
gibt nach und die Hauptfeder 63 schwenkt den beweglichen
Kontaktarm 58 im Gegenuhrzeigersinn (mit Bezug auf 3 und 4) bis
es auf dem Stop bzw. Stopper 101 aufsitzt, wobei die trennbaren
Kontakte 59 offen sind. Der Griff 87 erhebt sich
wiederum in die AUS-Position (3).
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Wie
unten in Verbindung mit 7 und 12 (fortbestehende Überstromzustände), 13–15 (Lichtbogenfehlerzustände) und 3–6 (instantane
Auslösezustände) diskutiert wird,
kann der Schaltkreisunterbrecher 1 unter verschiedenen
Zuständen
bzw. Bedingungen ausgelöst werden
(5). Unabhängig
von solchen Zuständen gibt
die Rastanordnung 51 den Rasthebel 77 frei, welcher
im Uhrzeigersinn (bezüglich 4 und 5)
um den Stift 79 getrieben wird. Auch wird der bewegliche
Kontaktarm 58 durch die Hauptfeder 63 im Gegenuhrzeigersinn
(mit Bezug auf 4 und 5) getrieben,
um die trennbaren Kontakte 59 zu öffnen.
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In
dieser Übergangs-Auslöse-Position
ist das Griffglied 87 unten, der Rasthebel 77 ist
im Uhrzeigersinn geschwenkt und der bewegliche Kontaktarm 58 ist
in der offenen Position. Aus dieser Position bringt die Grifffeder 36 das
Griffglied 87 zurück
in die AUS-Position und die Rasthebelfeder 85 schwenkt den
Rasthebel 77 im Gegenuhrzeigersinn in eine Position, wo
er mit der Rastanordnung 51 in Eingriff treten kann. Dies
ist die AUS-Position.
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Das
untere Ende der Grifffeder 36 tritt mit einer inneren Oberfläche (nicht
gezeigt) der Einfassung 29 in Eingriff. Das innere der
Einfassung 29 bildet eine Tasse bzw. einen Becher (nicht
gezeigt) mit einem relativ kleinen Loch (nicht gezeigt) in der Mitte desselben.
Dieses Loch ist von ausreichender Größe um es zu gestatten, dass
das relativ kleine Ende 199 des Griffs 35 durch
es hindurch passt. Die Grifffeder 36 spannt den Griff 35 in
der Richtung weg von der Einfassung 29 vor, um den Griff
in die AUS-Position zu treiben. In der EIN-Position (4)
haben die Verbindungsglieder 65, 71 die gerade
Ausrichtung durchlaufen bzw. passiert (und haben daher die Umschaltposition
durchlaufen) und die Hauptfeder 63 hindert den Griff 35 daran,
sich zu öffnen.
Die Kräfte der
Hauptfeder 63 und der Grifffeder 36 sind vorbestimmt,
damit die Hauptfeder 63 die Grifffeder 36 daran
hindert, den Schaltkreisunterbrecher 1 zu öffnen. Wenn
der Schaltkreisunterbrecher 1 ausgelöst ist (5), dann
treibt die Hauptfeder 63 den beweglichen Kontaktarm 58 an
den Stopper 101 und die Kraft der Hauptfeder ist nicht
länger
am Kräftegleichgewicht
beteiligt. Daher kann die Griffeder 36 dann den Griff 35 in
die AUS-Position bewegen. Wenn andernfalls der Schaltkreisunterbrecher 1 EIN
ist und ein Benutzer am Griff 35 zieht, wird diese Kraft
zur Grifffederkraft addiert bis genügend Kraft vorhanden ist, um
die Hauptfederkraft zu überwinden
und den Schaltkreisunterbrecher zu öffnen.
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Bezugnehmend
auf 1 und 6 gibt es fünf exemplarische elektrische
Verbindungen zum PCB 41. Zusätzliche Stifte (nicht gezeigt)
verbinden die PCBs 41, 43 elektrisch. Zwei Anschlüsse 109, 111 laufen
durch die (Öffnungen 112, 114 des
Isolators 45 und verbinden jeweils die dazu gepaarten bzw.
passenden Anschlüsse 113, 115 des
PCB 41 elektrisch mit einem Spulenaufbau 117 eines
Auslöse-Motors
oder einer Elektromagnet-Anordnung 119 (z. B. ein Elektromagnet
in 12 und 13). Zwei weitere
Anschlüsse 121, 123 laufen
durch die Öffnungen 124, 126 des
Isolators 45 und verbinden jeweils elektrisch die dazu
gepaarten bzw. passenden Anschlüsse 125, 127 des
PCB 41 über
eine serielle bzw. Reihenkombination eines Bimetalls 129 und
der Mechanismusplatte 23 miteinander, um Strom zu messe
bzw. zu fühlender
zum Lastanschluss 33 fließt. Der Anschluss 121 ist
elektrisch mit dem Lastanschluss 33 und mit einem Ende
(164, wie am Besten in 7 gezeigt)
des Bimetalls 129 verbunden. Der andere Anschluss 123 ist
elektrisch mit der Mechanismusplatte 23 verbunden, welche
elektrisch mit dem anderen Ende (165, wie am Besten in 7 gezeigt)
des Bimetalls 129 verbunden ist.
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Der
elektronische Schaltkreis (nicht gezeigt) der PCBs 41, 43 misst
die Spannung zwischen den Anschlüssen 125, 127 und
berechnet aus dem be kannten Widerstand/(.B ungefähr 5 bis 100 Milli-Ohm, abhängig vom
eingestuften bzw. erwarteten Strom) der Reihenschaltung des Bimetalls 129 und der
Mechanismusplatte 23 den Schaltkreisunterbrecher-Laststrom
(d. h. I = V/R). Der elektronische Schaltkreis wiederum bestimmt,
of ein Lichtbogenfehler-Zustand vorliegt und schaltet, falls dies
der Fall ist, die Anschlüsse 113, 115 ein
um die Spulenanordnung 117 einzuschalten und ein Lichtbogenfehler-Auslösen zu bewirken
(wie unten in Verbindung mit 13–15 diskutiert
wird). Ein fünfter
Anschluss 131 (1–5), welcher
elektrisch mit der Einfassung 29 verbunden ist, läuft durch
die Öffnung 132 des
Isolators 45 und ist elektrisch verbunden mit dem dazugepaarten
Anschluss 133 des PCB 41, um eine geeignete externe
Referenzerde dafür vorzusehen.
Die PCBs 41, 43 ziehen Leistung aus der Spannung
zwischen den Anschlüssen 123, 131. Immer
wenn eine geeignete Spannung vorliegt, beleuchten die PCBs 41, 43 eine
Licht emittierende Diode (LED) 135 (1), welche
in Verbindung mit dem Lichtbogenfehlerindikator 37 benutzt
wird, wie nahe dem Boden der Einfassung 29 aus 3 gezeigt
ist.
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Wie
in 1 und 6 gezeigt ist, laufen die Anschlüsse 109 und 111 jeweils
durch korrespondierende Öffnungen 137, 139 der
Mechanismusdeckenplatten 24, 25 ohne diese Platten
elektrisch zu kontaktieren. Die Mechanismusdeckenplatten 24, 25 werden
durch drei Nietenstifte 141, 143 und 145 festgehalten,
welche jeweils auf dem Metallstift 79, dem Metallstift 61 und
einem Metallstift 147 (wie am Besten in 3 gezeigt),
der das Boden-Ende der Feder 85 hält, gebildet sind. Die Nietenstifte 141, 143, 145 treten
wiederum jeweils mit den Mechanismusdeckenplatten 24, 25 an
korrespondierenden Öffnungen 149, 151, 153 derselben
in Eingriff. Der Stift 123 der elektrisch mit der Mechanismusplatte 23 verbunden
ist, tritt elektrisch mit den Deckenplatten 24, 25 an
der Öffnung 155 in
Eingriff. Eine weitere Öffnung 157 der
Deckenplatten 24, 25 trägt schwenkbar einen Schwenkpunkt 159 der
Rastanordnung 51.
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Die
exemplarischen Deckenplatten 24, 25 haben eine ähnliche,
jedoch nicht identische Form, wobei die erste Deckenplatte 24 in
verschiedenen Gebieten weggeschnitten ist, um freie Bewegungsfähigkeit
für bestimmte
bewegliche Teile des Betätigungsmechanismus 22 aufrecht
zu erhalten, und wobei die zweite Deckenplatte 25 Dicke
zur ersten Deckenplatte 24 hinzufügt und einen L-förmigen Teil 160 vorsieht
für instantane
(magnetische) Auslösefunktion,
wie unten in Verbindung mit 3–6 diskutiert
wird. Vorzugsweise werden die Platten 24, 25 anfangs
aus demselben Plättchen
geformt.
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7 zeigt
den Lastanschluss 33, eine Überstromanordnung 161,
welche ein Bimetall 129, die Mechanismusplatte 23,
den beweglichen Kontaktarm 58, die trennbaren Kontakte 59 und
den Leitungsanschluss 32 des Schaltkreisunterbrechers 1 aus 1 einschließt. Das
Bimetall 129 hat zwei Beinteile 162, 163 und
ist an einem Ende oder einem ersten Fuß 164 am Lastanschluss 33 fixiert
und elektrisch damit verbunden. Das andere Bimetall-Ende oder ein zweiter
Fuß 165 tritt
mit der Mechanismusplatte 23 in Eingriff und ist elektrisch
damit verbunden, welche wiederum elektrisch mit dem beweglichen
Kontaktarm 58 durch eine Anschlussfaser so wie zum Beispiel
einem umsponnenen Leiter 167 verbunden ist, welcher auf
geeignete Weise elektrisch an jedem Ende angebracht ist (zum Beispiel durch
Schweißen).
Auf diese Weise fließt
der Laststrom vom Leitungsanschluss 32 zum fixierten Kontakt 55,
zum beweglichen Kontakt 57, zum beweglichen Kontaktarm 58,
zum umsponnenen Leiter 167 und zur Mechanismusplatte 23,
bevor er durch das Bimetall 129 hindurch und zum Lastanschluss 33 läuft. Im
exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist das Bimetall 129 für
2.5 A Nennlaststrom ausgelegt, obwohl die Erfindung auf einem weiten
Bereich von Nennlastströmen
(z. B. 15 A oder mehr) anwendbar ist. Der Laststrom bewirkt I2R-Erhitzung des Bimetalls 129,
was in einer Bewegung seines oberen Teils (mit Bezug auf 7)
zur rechten Seite aus 7 resultiert, wobei der gesamte
exemplarische Laststrom durch das Bimetall 129 fließt. Ein 15A Bimetall
ist zum Beispiel U-förmig und
hat fast dreimal den Querschnitt des exemplarischen Bimetalls 129 und
kann mehr Strom tragen ohne durchzubrennen bzw. abzusichern.
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Das
exemplarische Bimetall 129 schließt einen U-förmigen Zwischenteil 169 ein,
welcher elektrisch in Reihe zwischen dem ersten Bein 162 und dem
ersten Fuß 164 und
dem zweiten Bein 163 und dem zweiten Fuß 165 verbunden ist.
Wie unten in Verbindung mit 12 diskutiert
wird, verbiegt sich das Bimetall 129 als Antwort auf ausgewählte Zustände von
Laststrom, welcher durch die trennbaren Kontakte 59 fließt, um die
Rastanordnung 51 zu betäti gen.
Daher reagiert das Bimetall 129 auf ausgewählte Zustände (zum
Beispiel Überlast,
Fehlerstromzustände)
von solchem Laststrom und betätigt den
Betätigungsmechanismus 22 durch
die Auslöseraste
bzw. Auslöseklinke 229 (12),
um das Öffnen
der trennbaren Kontakte 59 auszulösen.
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Die
exemplarische Mechanismusplatte 23 sieht verbesserte Unterstützung für das Bimetall 129 vor,
da der zweite Fuß 165 des
Bimetalls 129 an der Platte 23 befestigt ist.
Dies sieht verbesserte Führung bzw.
Durchleitung von Strom durch das Bimetall 129 von den trennbaren
Kontakten 59, zum beweglichen Kontaktarm 58, zum
Leiter 167, zur Platte 23 und zum Bimetall-Fuß 165 vor,
welcher an der Platte 23 angebracht ist. Dies sieht darüber hinaus
ein einfacheres Führen
des Leiters 167 (d. h. von der Platte 23 zum beweglichen
Kontaktarm 58 anstatt vom Bimetall-Fuß 165 oder dem Bein 163 zum
beweglichen Kontaktarm 58) vor.
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Bezugnehmend
auf 8 und 9 ist eine Haubenanordnung 171 für die trennbaren
Kontakte 59 aus 4 gezeigt. Die Haubeanordnung 171 umfasst
zwei Metall- (d. h. aus Edelstahl hergestellte) Stücke 173, 175,
von denen jedes L-Form hat, von denen das erste Stück 173 ein
erstes Bein 177 der Anordnung 171 bildet und das
zweite Stück 175 ein zweites
Bein 179 und eine Basis 181 der Anordnung 171 bildet
um eine U-Form zu bilden, welche die trennbaren Kontakte 59 umgibt
und welche einen Lichtbogen kühlt
und spaltet, wenn der Betätigungsmechanismus 22 das Öffnen der
trennbaren Kontakte 59 auslöst. Das gegossene Gehäuse 3a (9) umfasst
zwei Schlitze 183, 185 darin. Das exemplarische
erste Stück 173 hat
eine Fahne bzw. einen Reiter 189, der mit dem Schlitz 183 in
Eingriff steht. das exemplarische zweite Stück 175 hat zwei exemplarische
Reiter 191, 193, welche mit dem Schlitz 185 des gegossenen
Gehäuses 3a in
Eingriff stehen. Obwohl die exemplarische Haubenanordnung 171 eine
im allgemeinen rechteckige U-Form
hat ist diese Erfindung anwendbar auf Haubenanordnungen, welche ein
rechteckige oder gerundete U-Form haben.
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Die
exemplarische U-Form (wie am besten in 8 gezeigt)
wie sie durch die Haubeanordnung 171 gebildet wird, hat
ihr erstes Bein 177 gebildet durch das erste L-förmige Stück 173,
die Basis 181 gebildet durch das zweite L-förmige Stück und das zweite
Bein 179 gebildet durch das zweite L-förmige Stück 175. Das zweite
L-förmige
Stück 175 hat
eine Aussparung bzw. Kerbe 195 zwischen den zwei Reitern 191, 193 desselben.
Das erste L-förmige
Stück 173 hat
ein Ende 197 welches in der Aussparung 195 zwischen
den Reitern 191, 193 des zweiten L-förmigen Stückes 175 ruht.
Das andere Ende des ersten L-förmigen
Stückes 173,
hat den Reiter 189, welcher mit dem Schlitz 183 in
Eingriff steht. Die Reiter 189 und 191, 193 der
jeweiligen ersten und zweiten L-förmigen Stücke 173 und 175 montieren
die Haubenanordnung 171 an das gegossene Gehäuse 3a und
gestatten daher vorteilhafterweise z-Achsen-Anordnung der Anordnung 171,
wobei der anfänglichen Einführung des
ersten L-förmigen
Stücks 173 die
anschließende
Einführung
des zweiten L-förmigen Stücks 175 nachfolgt.
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10 und 11 zeigen
die Griffanordnung 35 des Schaltkreisunterbrechers 1 aus 1. Die
Griffanordnung 35 schließt ein erstes Stück oder einen
Schaftteil 199 und ein zweites Stück oder einen Deckelteil 201 ein.
Im exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist der Schaftteil 199 aus gegossenem Plastik gemacht,
welches eine leichte (z. B. weiße)
Farbe hat und der Deckelteil 201 ist aus gegossenem Plastik
gemacht, welches eine dunkle (z. B. schwarze) Farbe hat. Wie in 11 gezeigt
ist der Schaftteil 199 am Deckelteil 201 gesichert,
wobei der Schaftteil einen ersten visuellen Eindruck vorsieht und
der Deckelteil einen anderen, zweiten visuellen Eindruck vorsieht.
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Wie
in 4 gezeigt, ist der Schaftteil 199 innerhalb
der Aushöhlung 3a des
Gehäuses 3 (1), wenn
die trennbaren Kontakte 59 geschlossen sind und der Deckelteil 201 ist
ausserhalb des Gehäuses 3,
wobei er in der Griff – EIN-Position
einen ersten visuellen Eindruck vorsieht (z. B. die dunkle Farbe
des Deckelteils 201). Andernfalls ist, wie in 3 und 5 gezeigt,
der Indikatorteil 99 des Schaftteils 199 der Griffanordnung 35 ausserhalb
des Gehäuses 3, wenn
die trennbaren Kontakte 59 offen sind (d. h. AUS, Öffnen ausgelöst). Wie
in 10 gezeigt hat der Schaftteil 199 einen
Schaft 203 mit zwei Ohren oder Vorsprüngen 205, 207 an
jeder Seite des oberen (bezüglich 10)
Ende desselben. Der Deckelteil 201 hat ein offenes Ende 209 und
eine ringförmige
Wand 211 mit zwei Öffnungen 213, 215 darin.
Die ringförmige
Wand 211 hat auch zwei Kanäle 217, 219 darin,
wobei dies Kanäle
jeweils gegenüber den Öffnungen 213, 215 verschoben
sind. Wenn die Griffanord nung 35 zusammengebaut wird, wird
der Schaft 203 des Schaftteils 199 in das offene
Ende 209 des Deckelteils 201 eingeführt. wobei
die Ohren 205, 207 in den Kanälen 217, 219 der
ringförmigen Wand 211 sind.
Dann wird der Deckelteil 201 um eine exemplarische Ein-Viertel-Schwenkung
im Uhrzeigersinn (bezüglich 10)
geschwenkt, um die Ohren 205, 207 jeweils in den Öffnungen 213, 215 in Eingriff
zu bringen, wobei die zwei Teile 199, 202 zusammen
wie in 11 gezeigt verrastet werden.
Auf diese Weise sieht die Griffanordnung 35 eine zweiteilige
Zusammenschnapp-Konstruktion vor und schwenkt sich nicht auseinander.
Daher sieht dies einen Betätigungsgriff
oder Knopf mit ausreichender Stärke
vor und sieht auch eine klare Anzeige vor, durch die merklich unterschiedlichen
visuellen Eindrücke
der zwei gegossenen Teil 199, 201, um den Unterbrecherstatus
zu zeigen (d. h. AUS/ausgelöst gegen
EIN).
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Obwohl
das exemplarische Ausführungsbeispiel
unterschiedliche Farben verwendet um merklich unterschiedliche visuelle
Eindrücke
der zwei Teile 199, 201 vorzusehen, ist die Erfindung
anwendbar auf einen weiten Bereich solcher Teile, welche merklich
unterschiedliche visuelle Eindrücke
zum Beispiel vorsehen durch unterschiedliche Texturen (z. B. glatt gegen
rau), unterschiedliche Muster (z. B. ein liniertes gegen ein Karomuster,
gestreift gegen einfarbig) und/oder unterschiedliche Kombinationen
derselben (z. B. eine einfarbige blaue Farbe gegen ein gestreiftes
Muster). Obwohl eine zweiteilige Griffanordnung 35 gezeigt
ist, ist die Erfindung anwendbar auf einteilige oder vielteilige
Betätigungsgriffe,
welche bevorzugt merkliche visuelle Eindrücke einschließen, um den
Unterbrecherstatus zu zeigen.
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Der
Schaftteil 199 ist vorzugsweise so gegossen, dass er eine
Metalleinfügung
(z. B. hergestellt aus Edelstahl) 221 einschließt, welche
eine Öffnung 223 hat,
die den Stift 91 aus 4 aufnimmt.
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12 zeigt
die Überstromanordnung 53, welche
den Auslösemotor
oder den Elektromagnet-Aufbau 119 und das Bimetall 129 einschließt. Ein freitragendes
Umgebungs-Kompensationsbimetall 225 ist betriebsmäßig mit
dem Bimetall 129 verbunden. Ein Ende 227 dieses
Umgebungs-Kompensationsbimetalls
ist in geeigneter Weise an einem Auslöse-Rastglied 229 der
Rastanordnung 51 befestigt, so wie zum Beispiel durch Punktschwei ßen. Das
freitragende Umgebungs-Kompensationsbimetall 225 erstreckt
sich aufwärts
(bezüglich 12)
um in einem freien Ende 231 zu enden, welches benachbart
ist zu einem freien Ende 233 des Bimetalls 129.
Unter normalen Betriebsbedingungen gibt es eine Lücke zwischen
dem freien Ende 233 des Bimetalls 129 und dem
freien Ende 231 des Umgebungs-Kompensationsbimetalls 225.
Wenn das Bimetall 129 geheizt bzw. erhitzt wird, bewegt
es sich nach rechts (bezüglich 12)
wie durch Linie 235 gezeigt. Ein exemplarisches Shuttle
bzw. eine exemplarische Pendelvorrichtung 237, die aus
Plastik oder einem anderen geeigneten isolierendem Material hergestellt
ist, hat Aussparungen 238 und 239, welche jeweils
mit den freien Enden 233 und 231 des Bimetall 129 und
des Umgebungs-Kompensationsbimetalls 225 in
Eingriff treten. Wenn das Bimetall 129 erhitzt wird bewegt
es die Pendelvorrichtung 237, wobei es am Umgebungs-Kompensationsbimetall 225 zieht,
welches wiederum an der Auslöseraste 229 angebracht
ist. Eine Erhöhung
oder Absenkung in den Umgebungstemperatur-Zuständen bewirkt, dass das freie
Ende 233 des Bimetalls 129 und das freie Ende
des 231 des Umgebungs-Kompensationsbimetalls 225 sich
in die selbe Richtung bewegen und dabei die passende Lücke zwischen
den zwei freien Bimetallenden 231, 233 aufrecht
erhalten um die Effekte von Veränderungen
in der Umgebungstemperatur zu eliminieren. Daher sind das Bimetall 129 und
das freitragende Umgebungs-Kompensationsbimetall 225 in
Reihe an die Auslöseraste 229 gekoppelt
um selbige als Antwort auf einen fortbestehenden Überstromzustand
zu bewegen, als sei sie um Umgebungs-Bedingungen bzw. Umgebungszustände kompensiert
bzw. bereinigt. Unter Überstrombedingungen
zieht das Bimetall 129 daher am Umgebungsbimetall 225,
welches die Auslöseraste 229 der
Rastanordnung 51 um den Schwenkpunkt 159 (6)
im Uhrzeigersinn rotiert (bezüglich 12 oder
im Gegenuhrzeigersinn bezüglich 6)
und den Rast-Hebel 77 freigibt um den Betätigungsmechanismus 22 auszulösen.
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Das
thermische Auslösen
kann durch eine Kalibrationsschraube 240 kalibriert werden,
welche mit dem gegossenen Gehäuse 3a aus 2 in
Eingriff tritt und welche in eine Mutter 241 geschraubt wird,
welche zwischen einer unteren Oberfläche 243 des Bimetalls 129 und
dem fixierten Ende 227 des Umgebungs-Kompensationsbimetalls 225 angeordnet
ist. Durch weiteres schrauben und anziehen der Schraube 240 in
die Mutter 241 tritt die Mutter 241 mit der unteren
Bimetalloberfläche 243 in
Eingriff und treibt das freie Bimetall-Ende 233 nach rechts
(bezüglich 12),
wie durch Linie 235 gezeigt. Alternativ erlaubt es das
Herausschwenken bzw. das Zurückschwenken
der Schraube 240 aus der Mutter 241 heraus, dass
das freie Bimetall-Ende 233 nach links (bezüglich 12)
zurückkehrt.
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Wie
in 13 gezeigt umfasst die Auslösemotoranordnung 119 eine
Motorbasis 245, die aus magnetischem Stahl hergestellt
ist, die Spulenanordnung 117 und die Anschlüsse 109, 111.
Die Basis 245 schließt
eine Öffnung 247 ein,
welche auf feste Weise mit einem Ende der Feder 63 aus 3 in
Eingriff tritt und schließt
auch ein exemplarisches ovales Loch 249 darin ein, wobei
sich dieses Loch mit einem entsprechenden ovalen Vorsprungsmerkmal 251 in
der Mechanismusplatte 23 aus 7 zur Platzierung
der Motoranordnung 119 paart. Die Motoranordnung 119 wird
wiederum zwischen der rückwärtigen Wand 253 des
gegossenen Gehäuses 3a aus 9 und
der Mechanismusplatte 23 gesichert.
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Der
exemplarische Motorspulenaufbau 117 hat einen magnetisch
permeablen Motorkern 254, welcher in eine Spulenhülse (nicht
gezeigt) innerhalb einer elektrischen Spule 256 passt.
Der Motorkern 254 ist an einem Ende 255 mit der
Basis 245 verbunden. Die Spulenanordnung 117 ist
in einem magnetisch permeablen Motorgefäß bzw. Motorbecher 260 untergebracht,
welcher zusammen mit dem magnetisch permeablen Kern 254 einen
magnetischen Schaltkreis bildet. Der Motorkern 254 hält die Spule 256 innerhalb
einer Öffnung 257 derselben.
Ein Stift oder Anschlusshalter 258 erstreckt sich seitlich
auswärts
durch einen Schlitz (nicht gezeigt) im Motorgefäß 260 und trägt die Anschlüsse 109, 111.
Die Auslösemotor-Spulenanordnung 117 wird
durch die Anschlüsse 109, 111 von
einem elektronischen Auslöseschaltkreis
(z. B. Lichtbogenfehler, Erdungsfehler), der auf den PCBs 41, 43 aus 1 vorgesehen
ist, eingeschaltet. Im exemplarischen Ausführungsbeispiel ist nur ein
Lichtbogenfehler-Auslöseschaltkreis vorgesehen.
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Der
exemplarische Schaltkreisunterbrecher 1 schließt drei
unterschiedliche Auslösemodi
ein, von denen alle die Auslöseraste 229 aus 4 be nutzen, um
den Betätigungsmechanismus 22 zu
betätigen und
das Öffnen
der trennbaren Kontakte 59 auszulösen: (1) Überstromzustände (d.
h. thermisches Auslösen)
detektiert durch das Bimetall 129 (7 und 12),
welches die Auslöseraste 229 durch
die Pendelvorrichtung 237 und das Umgebungs-Kompensationsbimetall 225 betätigt; (2)
Lichtbogenfehler- (und/oder Erdungsfehler-) Zustände detektiert durch die PCBs 41, 43,
welche den Auslösemotor 119 einschalten,
um die Auslöseraste 229 (14 und 15)
zu betätigen;
und (3) Zustände
mit relativ hohem Strom (d. h. instantanes Auslösen), welche ebenfalls die
Auslöseraste 229 (3–6)
anziehen.
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Wie
in 12 gezeigt hat die Mechanismusplatte 23 zwei
Pfosten 259, 261, welche jeweils mit korrespondierenden
Löchern 263, 265 innerhalb
der Aushöhlung 5a des
gegossenen Gehäuses 3a (9)
in Eingriff treten. Vorzugsweise sehen die Pfosten 259, 261 und
die Löcher 263, 265 eine
Ausrichtungsfunktion vor, wobei der Isolator 45, die PCBs 41, 43 und
das gegossene Gehäuse 3b wie
es durch die Klemmplatte 7 gesichert wird, den Betätigungsmechanismus 22,
die Mechanismusplatte 23 und den Auslösemotor 119 innerhalb
des Gehäuses 3 aus 1 halten.
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Bezugnehmend
auf 14 und 15 wird die
Motorspule 256 auf fixierte Art und Weise vom Motorkern 254 aus 13 gehalten,
wobei ein Ende der Spule 256 (und daher ein Ende des Motorkerns 254)
einem Ankerabschnitt 267 der Auslöseraste 229 gegenüberliegen
bzw. entgegenragen. Wenn die Spulenanordnung 117 eingeschalten
wird, wird der Auslöserasten-Ankerabschnitt 267 zum
Motorkern hingezogen, wobei er den oberen Teil 269 nach rechts
(bezüglich 14)
in eine nicht-gerastete Position schwenkt. Wie oben in Verbindung
mit 5 diskutiert, löst die Betätigung der Auslöseraste 229 das Öffnen der
trennbaren Kontakte 59 aus. Daher überwacht zum Schutz gegen Lichtbogenfehler
der elektronische Auslöseschaltkreis
der PCBs 41, 43, welcher auf ausgewählte Lichtbogenfehlerzustände von
Stromfluss durch die trennbaren Kontakte 59 reagiert, den
Laststrom (d. h. durch die Anschlüsse 121, 123 aus 6)
für Charakteristiken
von solchen Fehlern und schaltet (d. h. durch die Anschlüsse 109, 111 aus 6)
die Auslösemotorspulenanordnung 117 ein.
Der magnetische Fluss wiederum, der durch das Einschalten der Spulenanordnung 117 erzeugt wird,
zieht den Aus löserasten-Ankerabschnitt 267 zum
Motorkern hin (wie in 15 gezeigt), um den Haken 95 aus
der Auslöserastöffnung 97 herauszugleiten,
wobei er das Öffnen
des Schaltkreisunterbrechers 1 in der Art und Weise auslöst, die
oben für
ein thermisches Auslösen
diskutiert wurde.
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16 zeigt
die Betätigungsgriffanordnung 35 in
der erhobenen AUS-Position
(aus 3) und dem beweglichen und beleuchtbaren Lichtbogenfehlerindikator 37 in
einer erhobenen, ausgelösten
Position. Der Indikator 37 (wie am Besten gezeigt in 17)
schließt
ein erstes Bein oder bewegliches Glied 271 ein, welches
eine Aussparung 272 nahe dem unteren Ende desselben hat.
Die Aussparung 272 kommt in Eingriff mit einem ersten Arm 273,
einer ersten Feder 275. Die Feder 275 hat einen
Mittenteil 277, welcher von einem Stift 279 auf
der Mechanismusplatte 23 gehalten wird und einen zweiten
Arm 281, welcher zwischen seitlich nebeneinander angeordneten
Stiften 283, 285 auf der Platte 23 gehalten wird.
Der Indikator 37 aus 17 schließt auch
ein zweites Bein oder Lichtleiterglied 273 ein und einen beleuchtbaren
Ringteil 274, welcher mit den Beinen 271, 273 verbunden
ist. Der beleuchtbare Ringteil 274 ist ein erster Teil
des beweglichen und beleuchtbaren Lichtbogen-Fehlerindikators 37 und
die Beine 271 und 273 sind ein zweiter Teil des
Indikators 37, welcher normalerweise innerhalb des Deckels 29 des Gehäuses 3 (3–5)
zurückgezogen
ist. Unter normalen Betriebsbedingungen schaltet PCB 41 die LED 135 (1)
mittels einer internen Spannung ein, welche aus der normalen Netzspannung
gegen die Erde zwischen den Anschlüssen 123, 131 (1 und 6)
abgeleitet wird. Das freie Ende des Lichtleiter 273 ist
normalerweise benachbart der LED 135 (3)
und empfängt
normalerweise Licht von dieser, wenn die Lichtbogen-Fehler-PCBs 41, 43 ordnungsgemäß eingeschaltet
werden. Daher beleuchtet die LED 135 normalerweise den
Lichtleiter 273 und daher den beleuchtbaren Ringteil 274.
Der beleuchtbare Ringteil 274 ist in 3–5 sichtbar, um
wenn er erleuchtet ist ordnungsgemäßes einschalten der Lichtbogen-Fehler-PCBs 41, 43 anzuzeigen.
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Bezugnehmend
auf 14 und 15 umfasst
der Auslösemotor 119 auch
eine Indikatorraste 287, welche schwenkbar auf einem Stift 289 montiert ist,
der auf der Mechanismusplatte 23 aus 16 untergebracht
ist. Die An zeigeraste 287 umfasst einen oberen Rastenteil 291,
welcher eine Öffnung 293 darin
hat und einen unteren Ankerteil 295. Die Indikatorraste 287 ist
an einem Ende des Auslösemotors 119 angebracht
und die Auslöseraste 229 ist
am entgegengesetzten Ende desselben angebracht. Wie in 14 gezeigt,
gibt es eine erste Lücke 297 zwischen
dem rechten (bezüglich 14)
Ende des Auslösemotorgefäßes 260 und
dem Auslöserastenanker 267,
und es gibt eine zweite Lücke 299 zwischen
dem linken (bezüglich 14)
Ende des Gefäßes 260 und
dem Anzeigerastenanker 295. Als Antwort auf Strom der an
den Spulenaufbau 117 angelegt wird, erzeugt der Auslösemotor 119 Fluss
und zieht eine der Rasten 229, 287 dorthin, welches
eine entsprechende der Lücken 297, 299 schließt, wobei es
den magnetischen Widerstand der Spulenanordnung 117 senkt,
den Auslösemotorfluss
erhöht
und die andere der Rasten 229, 287 anzieht, um
die entsprechende andere der Lücken 297, 299 wie
in 15 gezeigt zu schließen. Man vermutet zum Beispiel,
dass der Auslösemotor 119 zuerst
die Indikatorraste 287 anzieht, was weniger Betätigungskraft erfordert
als diejenige, welche von der Auslöseraste 229 benötigt wird,
obwohl die Erfindung auch anwendbar ist auf Auslösemotoren, welche zuerst eine Auslöseraste
anziehen oder welcher gleichzeitig Indikator- und Auslöserasten anziehen.
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Wenn
die Indikatorraste 287 in der Position aus 15 ist,
löst sich
das Ende 301 des Federbeins 273 aus dem Eingriff
mit der Indikatorrastenöffnung 293 und
das Federbein 273 treibt das bewegliche Glied 271 bezüglich 16 aufwärts, wobei
es den Indikatorring 274 aufwärts in die Lichtbogenfehler-Auslöseposition
aus 16 und 18 treibt.
In dieser Position wird den Lichtleiter 273 (17)
von der LED 135 (1) getrennt,
auch wird Leistung von den PCBs 41, 43 weggenommen
bzw. entfernt. Daher ist der beleuchtbare Ringteil 274 nicht
länger erleuchtet.
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18 zeigt
den Schaltkreisunterbrecher 1 mit der Betätigungsgriffanordnung 35 in
der Griffauslöseposition,
welche auf einen Lichtbogenfehler (und/oder thermischen und/oder
instantanen) Auslösezustand
folgt und dem Indikatorring 274 weg vom Gehäuse 3 in
der Lichtbogenfehler-Auslöseposition angeordnet,
die einem Lichtbogenfehler-Auslösezustand
folgt. Normalerweise resultieren diese Positionen aus einer Lichtbogenfehlerauslösung, obwohl wie unten
diskutiert wird, sie alternativ aus einer vorangehenden Lichtbogenfehlerauslösung resultieren können, nach
welcher die Betätigungsgriffanordnung 35 jedoch
nicht der beleuchtbare Ringteil 274 zurückgesetzt worden ist, gefolgt
von einem thermischen und/oder instantanen Auslösen. Der beleuchtbare Ringteil 274 erstreckt
sich durch die Öffnung 30 des Gehäuses 3 aus 1 und
durch eine Öffnung 302 der
Einfassung 29. Der Ringteil 274 umgibt einen oberen
Schachtteil 303 der Betätigungsgriffanordnung 35.
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Ein
wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit
der exemplarischen Betätigungsgriffanordnung 35,
unabhängig
vom Lichtbogenfehlerindikator 37 zu arbeiten. Auf diese
Weise kann folgend auf ein beliebiges Auslösen die Betätigungsgriffanordnung 35 zurück in die
EIN-Position aus 4 gesetzt werden, ohne den Lichtbogenfehlerindikator 37 von
der Lichtbogenfehler-Auslösung anzeigenden
Position aus 18 wegzubewegen. Zum Beispiel
kann es während
des Betriebs eines Luftfahrzeugs von großem Vorteil sein, während des Betriebs
eines kritischen oder wichtigen Leistungssystems ein solches System
durch die Betätigungsgriffanordnung 35 wieder
einzuschalten, während man
den Lichtbogenfehlerindikator 37 in seiner Lichtbogenfehler-Auslösung anzeigenden
Position belässt.
Auf diese Weise kann das Luftfahrzeug sicher betrieben werden (zum
Beispiel überwiegt
das Risiko dieses Leistungssystem nicht einzuschalten das Risiko
eines Lichtbogenfehlers), während
man den Lichtbogenfehlerindikator 37 eingeschaltet lässt für die nachfolgende
Aufmerksamkeit durch Wartungspersonal nur nachdem das Luftfahrzeug
sicher gelandet ist. Auf ähnliche
Weise kann der Lichtbogenfehlerindikator 37 aus der Lichtbogenfehler-Auslösung anzeigenden
Position aus 18 zurückgesetzt werden, indem man
abwärts
auf den beleuchtbaren Ringteil 274 drückt, um das Federbein-Ende 301 wieder
mit der Indikatorrastenöffnung 293 (21)
in Eingriff zu bringen ohne die Betätigungsgriffanordnung 35 zwischen
den AUS- und EIN-Positionen derselben zu bewegen.
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19 zeigt
den normalen Betriebszustand des Schaltkreisunterbrechers 1,
in welchem sowohl die Betätigungsgriffanordnung 35 als
auch der Indikatorring 274 in den normalen Positionen sind.
Solange Leistung in geeigneter Weise an den Schaltkreisunterbrecher 1 angelegt
wird, wird auch der beleuchtbare Ringteil 274 normalerweise
von Licht von der LED 135 (1) erleuchtet,
wie sie eingeschaltet bzw. mit Energie versorgt wird von der Netzspannung gegen
die Erde zwischen dem Anschluss 123 (6),
welcher die Netzspannung vom Leitungsanschluss 32 hat und
dem Anschluss 131 (4) welcher
das Erdpotential von der Einfassung 29 und/oder einer Montagetafel
(nicht gezeigt) hat. Daher ist die LED 135 normalerweise
beleuchtet für
den Fall, dass die Lichtbogenfehler-PCBs 41, 43 (1) eingeschaltet
sind und ist andernfalls nicht erleuchtet, d. h. Leistung ist nicht
vorhanden, die Einfassung 29 ist nicht korrekt geerdet.
Bezugnehmend auf 20–22 kommt
das Indikatorbein 271 in Eingriff mit der Feder 275 und
wird mechanisch durch die Indikatorraste 287 (20 und 21)
unten gehalten. Wenn ein Lichtbogenfehler-Auslösezustand auftritt, wird die
Indikatorraste 287 in die Position befördert, die in 22 gezeigt
ist. Wenn die Indikatorraste 287 derartig bewegt wird,
wird die Feder 275 von der Indikatorrastenöffnung 293 freigegeben,
was es der Feder 275 erlaubt, das Indikatorbein 271 innerhalb
des Gehäuses 3 aus 1 aufwärts zu drücken, wobei
sie den Indikatorring 274 weg vom Gehäuse 3 und daraus hinaus
bewegt, wie in 18 gezeigt, um einen Lichtbogenfehler-Auslösezustand
anzuzeigen.
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Wie
in 20 gezeigt, erstreckt sich die Rasten-Rückhol- bzw.
Rückstellfeder 107 durch
eine Öffnung 305 der
Motorbasis 245 (wie am Besten in 13 gezeigt).
Die Feder 107 treibt die Indikatorraste 287 im
Uhrzeigersinn und treibt die Auslöseraste 229 im Gegenuhrzeigersinn
(bezüglich 20) und
treibt daher beide dualen Rasten 229, 287.
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Obwohl
die Erfindung beschrieben worden ist, anhand einer Dual-Auslöser/Indikator-Raste,
die durch den exemplarischen Auslösemotor 119, die Auslöseraste 229 und
die Indikatorraste 287 gebildet wird, ist die Erfindung
anwendbar auf einzelne und duale Rast-Funktionen, welche eine Indikatorraste betätigen, um
einen Lichtbogenfehler- oder Erdungsfehlerzustand anzuzeigen und/oder
welche eine Auslöseraste
betätigen,
um das Öffnen
von trennbaren Kontakten auszulösen.
Die Erfindung ist weiterhin anwendbar auf eine Indikatorraste, welche
normalerweise mit einem beweglichem Glied eines Indikators in Eingriff
steht und welche dieses Glied zur Bewegung durch eine Feder freigibt.
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Um
ein instantanes Auslösen
vorzusehen umfasst die Überstromanordnung 53 aus 3–5 eine
Anordnung zum Führen
eines Strompfades eines Hauptleiters, wie er durch das Bimetall 129,
die Mechanismusplatte 23, die flexible Litze 167 und
den beweglichen Kontaktarm 58 aus 7 gebildet
wird, durch einen magnetischen Schaltkreis, wie er vom Motorrahmen 245 aus 12 und
den zwei Stahlmechanismus-Deckenplatten 24, 25 aus 6 gebildet
wird. Der Motorrahmen 245 und die Platten 24, 25 bilden
eine Stahlform um diesen Strompfad herum. Die unterbrochenen elektrischen
Leitungspfade des exemplarischen magnetischen Schaltkreises richten
bzw. leiten den magnetischen Fluss so, dass er einmal durch den
allgemeinen Pfad der Stahlform fließt, einen Ein-Windungs-Elektromagneten
bildet. Wann immer Laststrom durch den Schaltkreisunterbrecher 1 fließt zieht
die Stahlform die Stahl-Auslöseraste 229 magnetisch
an. Die magnetische Kopplung ist so, dass geeignet hohe Lastströme von wenigstens
einer vorbestimmten Größe (z. B.
ohne Begrenzung ungefähr 300
A für 2.5
A Nennlast), so wie zum Beispiel diejenigen, welche mit Kurzschlüssen verbunden
sind, ausreichend sind, um die Auslöseraste 229 zu betätigen, ohne
die Auslösemotor-Spulenanordnung 117 einzuschalten.
Wenn der Laststrom von ausreichender Größe ist, dann wird die Auslöseraste 229 in
der Richtung gegen den Uhrzeigersinn (bezüglich 5) geschwenkt,
wobei sie den Schaltkreisunterbrecher auslöst.
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Zum
Beispiel fließt
magnetischer Fluss um jeden beliebigen Stromführenden Leiter und fließt vorzugsweise
in Stahl. Daher konzentriert und kanalisiert die Stahlform um den
exemplarischen Laststrompfad den magnetischen Fluss, so dass er
durch den exemplarischen Stahlpfad fließt. Obwohl der magnetische
Fluss vorzugsweise in Stahl fließt, überquert bzw. überwindet
er auch beliebige Lücken
in solchem Stahl. Daher sind die Deckenplatten 24, 25 vorzugsweise
nahe dem Motorrahmen 245, obwohl physikalische Verbindung
nicht erforderlich ist. Wenn der magnetische Fluss eine Lücke in seinem
Pfad um die unterbrochenen elektrischen Leitungspfade herum überquert,
wird eine Kraft erzeugt, die auf das Schließen dieser Lücke gerichtet
ist. Daher werden, da der Stahlpfad, der diese Leitungspfade umgibt, Lücken zwischen
dem Motorrahmen 245 und der Auslöseraste 229 und zwischen
dem L-förmigen
Teil 160 der Deckeplatte 25 und der Auslöseraste 229 einschließt Kräfte erzeugt, die
auf das Schließen
dieser Lücken
und daher auf das Betätigen
der Auslöseraste 229 gerichtet
sind.
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Wie
in 32 gezeigt, ist ein Schaltkreisunterbrecher 306 ähnlich dem
Schaltkreisunterbrecher 1 aus 1, außer, dass
ein Halter 307 durch die Öffnungen 15 und 17 (gezeigt
in 1) der Klemmplatte 7 und unterhalb des
gegossenen Gehäuses 309a und
der gegossenen Abdeckung 309b angeordnet ist, um die eine
Seite 11 zur anderen Seite 13 zu ziehen und das
gegossene Gehäuse 309a an
der gegossenen Abdeckung 309b zu sichern.
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Wie
in 24 gezeigt ist ein Schaltkreisunterbrecher 311 ähnlich zu
dem Schaltkreisunterbrecher 1 aus 1, außer dass
das gegossene Gehäuse 313a und
die gegossene Abdeckung 313b jede jeweils Kanäle 315a, 315b haben.
Ein Halter 317 ist durch die Öffnungen 15, 17 der
Klemmplattenseiten 11, 13 und innerhalb der 315a, 315b untergebracht, um
die eine Seite 11 zur anderen Seite 13 zu ziehen, wobei
er das gegossene Gehäuse 313a an
der gegossenen Abdeckung 313b sichert.
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Der
exemplarische Schaltkreisunterbrecher 1 ist ein einfacher
und verlässlicher
Mechanismus, welcher selektiv mehrfache Schutzfunktionen vorsieht
und ebenso als ein an/aus-Schalter dient. Diese Anordnung bietet
sich auch an zum automatischen Zusammenbau. Der gegossene Abschnitt 3a des
Gehäuses 3 wird
auf einer flachen Oberfläche
platziert und die Teile werden alle von oben eingeführt. Die Mechanismusplatte 23,
der Betätigungsmechanismus 22,
die Griffanordnung 35, die Rastanordnung 52, die
Bimetalle 129, 225 und die Haubenanordnung 171 passen
alle in die Aushöhlung 5a in
diesem Gehäuseabschnitt 3a.
Der Auslösemotor 119 ist
hinter der Mechanismusplatte 23 eingesetzt und die PCBs 41, 43 sind
durch elektrische Stifte 109, 111, 121, 123, 131 verbunden.
Die PCBs 41, 43 erstrecken sich in die Aushöhlung 5b des
Gehäuseabschnitts 3b.
Die Abschnitte 3a, 3b wiederum, werden durch die
Klemmenplatte 7 und den Halter 21 zusammen gesichert
bzw. aneinander befestigt. In einem Ausführungsbeispiel ist der exemplarische
Schaltkreisunterbrecher 1 ungefähr 1 bis 1.2 Zoll (2.54 bis
3.05 cm) hoch, etwa einen Zoll (2.54 cm) breit und etwa 0.8 Zoll
(2.03 cm) dick.
-
Während spezifische
Ausführungsbeispiele der
Erfindung im Detail beschrieben worden sind, werden die Fachleute
erkennen, dass verschiedene Modifikationen und Alternativen im Lichte
der gesamten Lehren der Offenbarung entwickelt werden könnten. Dementsprechend
sind die offenbarten speziellen Anordnungen nur als illustrativ
beabsichtigt und nicht als begrenzend bezüglich des Umfangs der Erfindung,
welchem die volle Breite der angehängten Ansprüche zugestanden werden soll.
-
REFERENZNUMMERN – LISTE
- 1
- Schaltkreisunterbrecher
- 3
- Gehäuse
- 3a
- erster
Abschnitt
- 3b
- zweiter
Abschnitt
- 5a
- gegenüberliegende
Aushöhlung
- 5b
- gegenüberliegende
Aushöhlung
- 7
- externe
Klemmplatte
- 9
- Oberseite
- 11
- Seite
- 13
- Seite
- 15
- Öffnung
- 17
- Öffnung
- 19
- Öffnung
- 20
- Öffnung
- 21
- Halter
- 22
- Betätigungsmechanismus
- 23
- Mechanismusschablone
- 24
- erste
Mechanismus-Deckenplatte
- 25
- zweite
Mechanismus-Deckenplatte
- 29
- Einfassung
- 30
- Öffnung des
Gehäuses
- 31
- Mutter
- 31a
- Beilagscheibe
- 32
- Leitungsanschluss
bzw. Phasenklemme
- 33
- Lastanschluss
- 35
- Betätigungsgriff
- 37
- beweglicher
und beleuchtbarer Lichtbogen-Fehlerindikator
- 39
- Lichtbogenfehler-Detektor
- 41
- gedurckte
Leiterplatine -printed circuit board (PCB)
- 43
- PCB
- 45
- Isolator
- 47
- trennbare
Kontaktanordnung
- 49
- Umschaltmechanismus
- 51
- Rastgliedanordnung
- 53
- Überstromanordnung
- 55
- fixierter
Kontakt
- 57
- beweglicher
Kontakt
- 58
- beweglicher
Kontaktarm
- 59
- trennbare
Kontakte
- 61
- Metallstift
- 63
- freitragende
Blattfeder
- 65
- unteres
Umschalt-Verbindungsglied
- 66
- Stift
- 67
- erstes
oder unteres Ende
- 69
- Schwenkpunkt
- 71
- zweites
Umschalt-Verbindungsglied
- 73
- erstes
oder oberes Ende
- 75
- Stifte
- 77
- Rasthebel
- 79
- Metallstift
- 81
- Kniestift
- 83
- Antriebs-Verbindungsglied
- 85
- Rasthebel-Rückstellfeder
- 87
- Griffglied
- 89
- Schaft
- 91
- Stift
- 93
- Finger
- 95
- Haken
- 97
- Öffnung
- 99
- Indikator-Teil
- 101
- Stopper-Teil
- 103
- Stopper-Teil
- 105
- eschlitzte
Apertur
- 107
- Rasten-Rückstellfeder
- 109
- Anschluss
- 111
- Anschluss
- 112
- Öffnung
- 113
- passender
bzw., gepaarter Anschluss
- 114
- Öffnung
- 115
- passender
bzw., gepaarter Anschluss
- 117
- Spulenanordnung
- 119
- Auslösemotor
oder Elektromagnet-Anordnung
- 121
- Anschlus
- 123
- Anschluss
- 124
- Öffnung
- 125
- passender
bzw., gepaarter Anschluss
- 126
- Öffnung
- 127
- passender
bzw., gepaarter Anschluss
- 129
- Bimetall
- 131
- Anschluss
- 133
- passender
bzw., gepaarter Anschluss
- 132
- Öffnung
- 133
- passender
bzw., gepaarter Anschluss
- 135
- Licht-emittierende
Diode (LED)
- 137
- Öffnung
- 139
- Öffnung
- 141
- Nietenstift
- 143
- Nietenstift
- 145
- Nietenstift
- 147
- Metallstift
- 149
- Öffnung
- 151
- Öffnung
- 153
- Öffnung
- 155
- Öffnung
- 157
- Öffnung
- 159
- Schwenkpunkt
- 160
- L-förmiger Teil
- 161
- Überstromanordnung
- 164
- ein
Ende des Bimetalls
- 165
- das
andere Ende des Bimetalls
- 167
- flexible
Litze, so wie z. B. ein flexibler umflochtener Leiter
- 169
- Zwischenabschnitt
des Bimetalls
- 171
- Haubenanordnung
- 173
- Metallstück
- 175
- Metallstück
- 177
- erstes
Bein
- 179
- zweites
Bein
- 181
- Basis
- 183
- Schlitz
- 185
- Schlitz
- 189
- Fahne
bzw. Reiter
- 191
- Fahne
bzw. Reiter
- 193
- Fahne
bzw. Reiter
- 195
- Aussparung
- 197
- Ende
- 199
- Erstes
Stück oder
Schaftteil
- 201
- Zweites
Stück oder
Deckelteil
- 203
- Schaftteil
- 205
- Ohr
oder Vorsprung
- 207
- Ohr
oder Vorsprung
- 209
- offenes
Ende
- 211
- ringförmige Wand
- 213
- Öffnung
- 215
- Öffnung
- 217
- Kanal
- 219
- Kanal
- 221
- Metalleinfügung
- 223
- Öffnung
- 225
- freitragendes
Umgebungs-Kompensationsbimetall
- 227
- ein
Ende des Umgebungs-Kompensationsbimetalls
- 229
- Auslöseraste
- 231
- freies
Ende
- 233
- freies
Ende
- 237
- chiffchen
bzw. Pendelvorrichtung
- 240
- Kalibrationsschraube
- 241
- Mutter
- 243
- Oberfläche
- 245
- Motorbasis
- 247
- Öffnung
- 249
- ovales
Loch
- 251
- ovales
Vorsprungsmerkmal
- 253
- Rückwand
- 254
- magnetisch
permeabler Motorkern
- 255
- Ende
- 256
- elektrische
Motorspule
- 257
- Öffnung
- 258
- Stift
oder Anschlusshalter
- 259
- Pfosten
- 260
- magnetisch
permeables Motorgefäß
- 261
- Pfosten
- 263
- Loch
- 265
- Loch
- 267
- Ankerabschnitt
- 271
- erstes
Bein oder bewegliches Glied
- 272
- Aussparung
- 273
- erster
Arm
- 274
- beleuchtbarer
Ringteil
- 275
- Feder
- 277
- Mittenteil
bzw. Zentraler Teil
- 279
- Stift
- 281
- zweiter
Arm
- 283
- Stift
- 285
- Stift
- 187
- Indikatorraste
- 289
- Stift
- 291
- oberer
Rastenteil
- 293
- Öffnung
- 295
- unterer
Ankerteil
- 297
- Lücke
- 299
- ücke
- 301
- Ende
- 302
- Öffnung
- 303
- Unterer
Schaftteil
- 305
- Öffnung
- 307
- Halter
- 309a
- gegossenes
bzw. geformtes Gehäuse
- 309b
- gegossene
bzw. geformte Abdeckung
- 311
- Schaltkreisunterbrecher
- 313a
- gegossenes
bzw. geformtes Gehäuse
- 313b
- gegossene
bzw. geformte Abdeckung
- 315a
- Kanal
- 315b
- Kanal
- 317
- Halter