DE6609039U

DE6609039U - Schaltschloss fuer elektrische und mechanische schalter.

Info

Publication number: DE6609039U
Application number: DE19616609039
Authority: DE
Original assignee: Schutzapparate Paris & Co
Current assignee: Schutzapparate Paris & Co
Priority date: 1961-03-01
Filing date: 1961-03-01
Publication date: 1972-01-27
Also published as: DE1226701B; FR1382056A; AT247950B

Description

TBH 1411 25· Februar 1961

Schutzapparate-Gesellschaf "c Paris + Go» mbH» KG·, Schalksmühle

Schaltschloß für elektriche und mechanische Schalter

Die Erfindung betrifft ein Schaltschloß für elektrische und mechanische Schalter, insbesondere für einen Fehlerstrom-Schutzschalter mit einer in ier Einschalt stellung durcii ein Kniehebel=

j System gesicherten Stellung» Die Entriegelung erfolgt hierbei

durch einen elektromagnetischen Auslöser, dessen Anker eine drehbare Klinke betätigt. Bei der Einschaltung eines solchen Schaltschlosses vfird das aus mehreren Gliedern oestefcende Kniehebelsystem in übertotpunktlage gebracht« Bei der Ausschaltung

schlägt eine unter Federkraft stehende Klinke einen der Gelenkpunkte des Kniehebelsystems aus der Totpunktlage heraus· Hierbei muß die Kraft der die Klinke belastenden Feder größer sein als die Kraft, dfe den Gelenkpunkt in seiner Übertot-Ounktlage hält. Die Kraft sum Entriegeln der Klinke ist, abgesehen von Hebelübersetaungen, um den Faktor des Reibungskoeffizienten kleiner und wird von einem elektromagnetischen Auslöser ' aufgebracht, dessen liagnetanker etwa doppelt so \ang ist wie

der die Klinke Detätigende Arm, so daß ein verhältnismäßig großer Antriebshub und eine entsprechend große elektrische Leistung am Auslöser erforderlich ist-. Diese Kraft zum Entriegeln der Klinke bestimmt bei vorgegebenen Baumaßen des als '.. Beispiel gewählten Fehlerstrom-Schutzschalters die Empfindlichkeit desselben bzw. bei vorgegebener Empfindlichkeit die Baur.aße, da diese Kraft über einen von einem Summenstromwandler gesteuerten elektromagnetischen auslöser aufgebracht wix'd, die beide entsprechend dimensioniert sein müssen.

TBH 1411 ... 2 ...

In einer bereits vorgeschlagenen Anordnung wirkt die vom elektro= magnetischen Auslöser zum Entriegeln aufgebrachte Kraft auf eine drehbare Klinke· Zur sicheren Entriegelung muß sich die Klinke um einen gewissen Winkelgrad drehen«, Hierdurch ist auch die Hebelübersetzung zwischen dem Magnetanker und dem die Klinke betätigenden Arm festgelegt. Eine Vergrößerung der Hebelübersetzung ist aus Gründen der beschränkten Raumverhältnisse des Schakers und auch wegen des Einflusses der Lage des Schalters nicht möglich.

Erfindungsgemäß kann die zum Entriegeln des Kraftspeichers vom elektromagnetischen Auslöser aufzubringende Kraft dadurch wesentlich verringert werden, daß mehrere Kraftspeicher so aufeinanderfolgend angeordnet sind, daß der eine den anderen auslöst. Die Kraftspeicher bestehen au3 drehbaren Klinksn, die jeweils mit einer Feder belastet sind. Das Übersetzungsverhältnis der Hebelarme jeder Klinke in Richtung auf den elektromagnetischen Auslöser soll kleiner als 1 sein. Der Magnetanker des elektromagnetischen Auslösers erhält zum Magnetpol hin einen kleineren Hebelarm als in Richtung auf die Klinke. Die Hebelarme des Magnetankers befinden sich im unbelasteten Zustand im Gleichgewicht. Ferner sind sämtliche Klinken so angeordnet, daß sie bei der Einschaltung des Schalters selbsttätig in die Verriegelungsstellung gebracht werden.

Jn der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Fehlerstrom-

Schutz_rschalter mit Schalt schloß und Auslösevorrichtung im Einschaltzustand;

Fig. 2 eine Draufsicht wie Fig. 1, jedoch im Ausschaltzustand*

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Fig. 3 eine Teilzeichnung in Richtung des

Pfeiles I der Fig* Ij
Fig. 4 eine kinematische Darstellung der Kräfte

an dem Kniehebelsystem und an den Klinken.

Der Fehlerstrom-Schutsschalter nach Fig- I bis 3 enthält einen Schiebeschalter, dessen längsbeweglichös Schaltglied 1 vier Strombrücken 2, 3, 4, 5 für die Schaltung der Netzphasen R, S, T, M und eine weitere im PrüfStromkreis P-P liegende Strombrücke ό besitzt. An den Klemmen U, V, W, M ist das Verbrauchergerät angeschlossen. Eine Druckfeder 7 drückt das Schaltglied 1 gegen das aus drei Gelenkgliedern 8, 9, 10 bestehende Kniehebelsystem* Das Gelenkglied 8 ist mit der von Hand bedienbaren Drehachse 11 verbunden, während das Gelenkglied 10 mit dem Schaltglied 1 in gelenkiger Verbindung steht.

Zur Auslösung des Schalters dient ein elektromagnetischer Auslöser 12, dessen Magnetanker 13 im Drehpunkt 1.4 drehbeweglich gelagert ist. Der längere Hebelarm des Magnetankers 13 drückt unter der Wirkung der Zugfeder 15 gegen die Nase 16 einer um die Achse 1? drehbaren Klinke 18, die durch eine Zugfeder 19 belastet ist. Die Klinke 13 arbeitet über einen von der Zugfeder 20 belasteten Winkelhebel 21 mit der als Schlagglied wirkenden Klinke 22 zusammen. Letztere trägt einen Nocken 23 und wird von der Zugfeder 24 belastet.

Zieht der elektromagnetische Auslöser 12 den Magnetanker 13 infolge eines im Verbrauchergerät auftretenden Fehlerstromes oder eines den Fehlerstrom ersetzenden Prüfstromes an (Fig. 2), so kommt die Klinke 18 von dem Magnetanker 13 frei und dreht sich zusammen mit dem Winkelhebel 21 um einen gewissen Betrag, wobei auch die Klinke 22 entriegelt wird. Infolgedessen schlägt der Nocken 23 der Klinke 22 gegen ein Gelenk des Kniehebelsystems und knickt letzteres aus. Das bewegliche Schaltglied 1 gelangt dadurch unter dem Druck der Feder 7 in die Ausschaltstellung«

• · t ·

f · 1

TBH 1411 ... 4 ..

Nachfolgend soll anhand der schematisehen Darstellung nach 4 gezeigt werden, welchen Einfluß die erfindungsgemäßen Maßnahmen auf die Verkleinerung der vom elektromagnetischen Auslöser aufzubringenden Kraft haben* Den* Linienzug ABCD stellt die Einschaltstellung des Kniehebelsystems mit den Gelenkgliedern 8, 9, IO {Fig. 1} dar. Die Gelonkpunkte B + G befinden sich in Übertotpunktlage und werden von der Kraft Q in dieser Lage gehalten. Die Kraft P wird außer von y auch von der geometrischen Lage der Gelenkglieder 8, 9, 10, insbesondere von der übertotpunktlage des Gelenkpunktes C gegenüber der Verbindungslinie der Gelenkpunkte B + D bestimmt. Sie wird so groß gewählt, daß das Kniehebelsystem erschütterungssicher bleibt und soll als konstant vorausgesetzt werden.

Die Kraft P₁ des Hebelarmes E F der Klinke 22 muß um einen Sicherheitsfaktor k-, größer sein als P, damit bei Auslösung der Punkt G sicher in die Knickstellung gebracht wird. Es ist also

^Pl ~ ^kl · ^P#

Die für die Auslösung der Klinke 22 notwendige Abzugskraft P₂ bei F an dem Hebel FGH wird durch den an dieser Stelle gültigen Reibungskoeffizienten ju-, und das Hebelübersetzungsverhältnis EI : E F « ü-, bestimmt, so daß

P₂ « U₁ · /L₁ . P₁ ■ U₁ . /I₁ . k-j^ . P wird.

Da der Ttfinkelhebel 21 gleiche Hebelarme FG-GH besitzt, wird die gleiche Kraft P₂ auch im Punkt H benötigt« Der Hebelarm G K der Klinke 18 greift bei H an. Die Kraft an der Stelle H muß um einen Sicherheitsfaktor kp größer sein als P₂, so daß sich unter Berücksichtigung des Hebelüber.setzungsverhältnissas iL « üH : G K eine Kraft P~ ergibt, >:obei

¹JBH 1411 ο.ο 5 .,..

Die Abzugskraft P, am Hebelarm M K bei K des Magmr&ankers 13 wird

¹ P₄ - P₂ „ P₃ - Xl₁ . ü₂ . /I₁ . /A₂ . k_x . k₂ . P

_t und damit die am Hebelarm L 2<i des Magnetkerns 13 notwendige An-

j zugskraft P. unter Berücksichtigung des Hebelübersetzungsverhält-

( nissss 1 ; ü, « K Μ ! L M

* ^kl · ^k2 * ^P

\ Durch das Ubersetaungsverhältnis 1 : ü, wird der benötigte Anker-

! abstand S auf den ü^fachen Wert verkleinert. Mit der Verringerung

■ des Luftspaltes Szwischen dem Magnetanker 13 und dem Kern des

] magnetischen Auslösers 12 nimmt die Zugkraft des Elektromagneten

exponential zu, so daß die benötigte Anzugskraft des elektromagnetischen Auslösers P₁₁ und damit auch die für die erforderliche

2 ^: Erregung notwendige elektrische Leistung etwa um ü^ kleiner

■ wird. Es ergibt sich somit für die Anzugskraft am Magnetanker 13

Die Verlängerung des Auslösearraes verlangt bei gleichbleibendem ; Auslöseweg nur eine lineare Vergrößerung der Auslösekraft· Damit

I resultiert ein Gewinn an Zugkraft des elektromagnetischen Aus-

; lösers 12, vras eine größere Empfindlichkeit des Schalters zur

j Folge hat» Andererseits kann, im Falle die Empfindlichkeit nicht

< gesteigert werden soll, die Auslösung mit geringerer elektrischer Leistung erfolgen. Hierdurch können beispielsweise die Abmessungen des Sunmenstromwandlers und damit auch des Schutz— schalters verkleinert werden»

Claims

TBH 1411 ' 7. September 1971

Schutzapparate-Gesellschaft Paris + Co. mbH. KG., Schalksmühle

Ansprüche

Ι« Schaltschloß für elektrische und mechanische Schalter, insbesondere für Fehlerstrom-Schutzschalter mit einer in der Einschalt stellung durch ein Kniehebelsystem gesicherten Stellung, die bei der Entriegelung durch einen elektromagnetischen Ausloser uatss* dsx* Wirkung ires Fsäsim is die Ausschait stellung gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kraftspeicher so aufeinanderfolgend angeordnet sind, daß der eine den anderen ausliSst.
2. Schaltschloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die itraftspeicher aus drehbaren Klinken bestehen, die mit einer Feder .heiastet sind.
3. Schaltschloß nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis jeder Klinke - ir Richtung auf den elektromagnetischen Auslöser - kleiner als 1 ist·
4. Schaltschloß nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker des elektromagnetischen Auslösers einer -leineren Hebelarm zum Magnetpol als zur Klinke aufweist.
5. Sciialtschloß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hebelarme des Magnetankers im unbelasteten Zustand im Gleichgewicht befinden·
6. Schaltschloß nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Klinken bei der Einschaltung des Schalters selbsttätig in die Verriegelungsstellung verbracht -werden«.