DE68916810T2

DE68916810T2 - Mehrpoliger schalter mit auslösemodul.

Info

Publication number: DE68916810T2
Application number: DE68916810T
Authority: DE
Inventors: Egon Engelbrecht Borgesen; Lajos K D Marot
Original assignee: Holec Systemen en Componenten BV
Current assignee: Danfoss Power Solutions II BV
Priority date: 1988-11-10
Filing date: 1989-10-27
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2009-10-28
Also published as: GR890100738A; ES2019177A6; EP0447417B1; ATE108574T1; EP0447417A1; PT92243B; AU4637889A; DK628588A; DE68916810D1; DK165611C; DK628588D0; PT92243A; WO1990005375A1; GR1001283B; DK165611B

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen mehrpoligen Leistungsschalter mit mehreren Schaltersektionen, d. h. mit einer Schaltersektion pro Pol, wobei jede Schaltersektion einen Satz feste und einen Satz bewegliche Kontakte aufweist, und mit einer Sektion für mechanische Betätigung, die eine Längsverschiebung eines Stabelements entlang seiner eigenen Längsachse bewirkt, wobei sich das Stabelement durch alle Sektionen erstreckt, wobei die beweglichen Kontakte in jeder Sektion an dem Stabelement befestigt sind, wobei das Stabelement so angeordnet ist, daß die beweglichen Kontakte für die EIN- bzw. AUS-Bewegung zu den Oberflächen der festen Kontakte hin bzw. von diesen weg verschoben werden, und wobei die Sektion für die mechanische Betätigung einen Kipphebelmechanismus mit einer Kipphebelfeder aufweist, die nach Passieren des Totpunktes des Kipphebelmechanismus ein schnelles Einschalten und ein schnelles Ausschalten des Stromkreises unabhängig von der manuellen Betätigung sicherstellt, wobei der Kipphebelmechanismus mit einem Wellenrohr im Eingriff ist, das mittels einer Vierkantwelle durch einen Handgriff drehbar ist, und wobei ein Kipphebelgelenkzapfen des Kipphebelmechanismus mit dem Stabelement im Eingriff ist, und wobei Einrichtungen zum Auslösen des Schalters vorgesehen sind, wobei die Auslöseeinrichtungen einen Auslösemechanismus zum Trennen der Kontakte in jeder Schaltersektion bei Überstrom, mit einer Federeinrichtung zum Speichern von Energie, die bei dem Auslösevorgang freigesetzt wird, sowie weitere Auslöseeinrichtungen aufweisen, die so angeordnet sind, daß sie durch ein Signal über ein Gatter aktiviert werden.

Ausgangssituation

Starkstromschalter des obigen Typs sind unter anderem aus der EP-A-0 188 258 und der EP-A-0 179 482 des Anmelders, deren letztere die Grundlage für den Oberbegriff von Anspruch 1 bildet und in denen ein Starkstrom-Niederspannungsschalter offenbart wird, der für Schnellschluß und Schnellunterbrechung von Strömen in der Größenordnung von 125-1600 Ampere eingerichtet ist, sowie aus der FR-A-2 516 699 bekannt, die einen Starkstromschalter ähnlicher Art darstellt.
Weitere elektrische Schalter mit Auslöseeinrichtungen sind aus den US-PS-4 631 507, 4 481 492, 4 213 109, der DE-PS- 2 717 444, der schwedischen gedruckten anerkannten Anmeldung 448 412, der EP-A2-0 156 184 und der EP-A1-0 185 107 bekannt.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Schalter des im Einleitungsteil erwähnten Typs geschaffen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Sektion für mechanische Betätigung eine Öffnung oder Aussparung aufweist, die einen Auslösebaustein aufnehmen kann, und daß ein Auslösebaustein vorgesehen ist, der in der Öffnung auf genommen werden kann und den gesamten Auslösemechanismus umfaßt, und daß das Wellenrohr durch den Auslösebaustein hindurchgeht und so eingerichtet ist, daß es mit dem Auslösebaustein in Eingriff kommt.
Dadurch kann der Auslösebaustein über das Wellenrohr geschoben werden, wobei das Wellenrohr von der mechanischen Sektion ausgeht und durch eine zu diesem Zweck im Auslösebaustein vorgesehene Öffnung hindurchragt. Auf diese Weise läßt sich ein Auslösebaustein leicht in einen Schalter einsetzen, der keinen solchen Auslösebaustein enthält.
Als Ergebnis erhält man einen besonders kompakten Schalter, wobei der Schalter die Auslösefunktion enthalten kann oder nicht. Die Modulbauweise gestattet eine Auslieferung der Schalter mit oder ohne Auslösebaustein je nach Bedarf der Kunden. Außerdem bietet die Modulbauweise große Vorteile bezüglich der Lagerung und der Herstellung, da der gleiche Schaltertyp verwendet werden kann, unabhängig davon, ob der Schalter mit oder ohne Auslösebaustein ausgeliefert werden soll.
Der Schalter ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung für die Speicherung mechanischer Energie zur Ausführung des Auslöseprozesses durch eine manuelle Drehung der mit dem Handgriff versehenen Welle (46) zusammengedrückt werden kann. Auf diese Weise kann beim "Einschalten" oder Schließen des Schalters der Auslösebaustein so betätigt werden, daß die Energiespeicherfeder des Auslösebausteins zusammengedrückt wird und dadurch eine Energiespeicherung bewirkt, die ausreicht, um den Schalter nötigenfalls zwangsweise auszuschalten oder zu "öffnen".
Der Schalter ist vorzugsweise von dem Typ, bei dem während der Einschalt- oder Ausschaltbewegung des Schalters das Kipphebelgelenk längs eines Kreisbogens verschoben wird und bei dem ein Kipphebelgelenkzapfen ausgefahren und in Eingriff mit dem Stabelement gebracht wird. Erfindungsgeinäß sind Einrichtungen vorgesehen, um den Kipphebelgelenkzapfen und das Stabelement bei einer durch den Auslösebaustein veranlaßten Unterbrechung (Ausschalten) des Schalters voneinander zu lösen. Als Ergebnis wird die in der Energiespeicherfeder des Auslösebausteins gespeicherte Energie nur für die Verschiebung des Stabelements und der an dem Stabelement montierten Kontakte verwendet, während der Kipphebelgelenkzapfen, der Kipphebelmechanismus, das Wellenrohr und der Handgriff nicht oder nur geringfügig betätigt (beeinflußt) werden.
In einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist der Auslösebaustein in einem Schaltergehäuse enthalten, das sich aus zwei im wesentlichen identischen Hälften zusammensetzt, was im Hinblick auf Herstellung und Lagerung große Vorteile bietet.
Die Betätigungs-(Bedienungs-)Sektion des Schaltergehäuses ist erfindungsgemäß vorzugsweise so gestaltet, daß die mechanische Betätigungs-(Bedienungs-)Einrichtung in einem Betätigungs-(Bedienungs-)Baustein enthalten ist, der bis auf das vorstehende Wellenrohr im wesentlichen die gleichen Abmessungen aufweist wie der Auslösebaustein und durch Einführen des Betätigungs-(Bedienungs-)Bausteins durch die Öffnung in den Bodenabschnitt des Schaltergehäuses montiert wird. Eine solche Modulbauweise bietet Flexibilität, d. h. das Schaltergehäuse kann gedreht und stets entsprechend den örtlichen Umständen auf die bestmögliche Art montiert werden.
Erfindungsgemäß liegt der Auslösebaustein vorzugsweise zwischen zwei Schaltersektionen, was zur Folge hat, daß die Stabverschiebungskraft dicht am Mittelpunkt des Stabelements angreift, wobei der Mittelpunkt der zweckmäßigste Angriffspunkt ist, da der ideale Angriffspunkt einer Translationskraft zur Betätigung eines Körpers der Massenmittelpunkt des Körpers ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Schalter, der mit einem Betätigungsmechanismus, einem Auslösemechanisinus und einem Überstromrelais montiert ist;
Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung des Schalters von Fig. 1;
Fig. 3 den unteren Teil des Schalters mit dem Betätigungsmechanismus;
Fig. 4 den Teil von Fig. 3 mit dem Stabelement und den beweglichen Kontakten;
Fig. 5 den oberen Teil des Schalters mit dem Auslösebaustein.

Beste Ausführungsart der Erfindung

Der Schalter gemäß Fig. 1 bis 5 weist ein Schaltergehäuse mit einem unteren Teil 10 und einem oberen Teil 20 auf, wobei die Teile vorzugsweise identisch sind. Der Schalter weist ferner auf: ein Stabelement 30, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als eine nahezu rechteckige Platte mit Öffnungen ausgebildet ist, welche die beweglichen Kontakte 36 aufnehmen, die nur in Fig. 4 erkennbar sind, sowie ein Wellenrohr 42, eine Vierkantwelle 46, die innerhalb des Wellenrohrs 42 in eine geeignete Position verschoben werden kann, in der sie arretiert wird, und einen Handgriff 48.
Im Hinblick auf seine Arbeitsweise ist das Schaltergehäuse, in der Zeichnung von links nach rechts gesehen, in eine Schaltersektion 21, eine Betätigungs-(Bedienungs-) Sektion 22, eine Schaltersektion 23 und die Schaltersektion 24 unterteilt.
Fig. 3 zeigt die Schalterkammern 31, 33 und 34 mit ihrem jeweiligen Satz fester Kontakte 41, 43, 44 und Metall- Löschplatten 51, 53, 54. Ein Betätigungsmechanismus 40 mit einem Wellenrohr 42 bildet die mechanische Betätigungs-(Bedienungs-) Einrichtung 22, die es gestattet, mit Hilfe der Vierkantwelle 46 (Fig. 2) mit dem Handgriff 48 die Position der Stabplatte 30 und folglich der beweglichen Kontakte 36 so zu steuern, daß der Schalter nach Belieben geschlossen und geöffnet (eingeschaltet und ausgeschaltet) werden kann. Das Wellenrohr ist vorzugsweise ein hohles Vierkantrohr und/oder ein U-Profil, das drei Seiten eines Quadrats bildet. Der Betätigungsmechanismus 40 ist in einer an sich bekannten Weise als Kipphebelmechanismus mit einem federgespannten Kipphebelgelenk aufgebaut. Fig. 3 zeigt nur den ausgefahrenen Kipphebelgelenkzapfen 52, der 50 eingerichtet ist, daß er mit der darüber montierten Stabplatte 30 in Eingriff kommt.
Fig. 4 zeigt den gleichen unteren Teil 10 mit der Stabplatte 30 und den Rollenkontakten 36. Für das Wellenrohr 42 ist ein Langloch 32 vorgesehen, derart daß sich die Stabplatte 30 mit den Rollenkontakten 36 beim Öffnen (Ausschalten) und Schließen (Einschalten) hin und her bewegen kann. Von der Stabplatte 30 ragt ein Anschlag 37 in den Auslösebaustein 50 hinein, um auf diese Weise durch die Unterbrechungseinrichtung des Auslösebausteins betätigt zu werden. Diese Unterbrechungseinrichtung kann auf vielerlei Art gestaltet sein.
Fig. 5 veranschaulicht den Auslösebaustein 50, der in der Betätigungs-(Bedienungs-)Sektion 22 des oberen Teils 20 enthalten ist. Fig. 5 zeigt außerdem, daß im Prinzip alle Schalterkammern 31, 33, 34 im oberen und im unteren Teil identisch sein können.
Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Einrichtung 60 kann ein Überstromrelais sein, das im Falle eines Überstroms einen Signalstrom zum Auslösebaustein 50 überträgt.
Der Schalter arbeitet auf die folgende Weise. Der normale Einschaltvorgang erfolgt durch Drehen des Handgriffs 48 und damit des Wellenrohrs 42, wodurch der Kipphebelmechanismus zusammengedrückt wird. Die Drehung des Wellenrohrs wird über den Kipphebelgelenkzapfen 52 des Kipphebelmechanismus in eine translatorische Verschiebung der Stabplatte 30 und der darauf montierten Rollenkontakte 36 übertragen. Während der Einschaltbewegung und vorzugsweise während des letzten Teils dieser Bewegung wird die Drehung des Wellenrohrs für die Kompression der Energiespeicherfeder des Auslösebausteins genutzt. Das letztere Verfahren ist möglich, weil das Wellenrohr durch den Auslösebaustein hindurchgeht und darin mit der Einrichtung zur Kompression der Feder im Eingriff ist. Infolge dessen wird der Auslösebaustein stets zusammengedrückt, sobald der Schalter geschlossen wird, und kann daher den Schalter unterbrechen.
Eine Unterbrechung von Hand erfolgt durch Drehen des Handgriffs 48 und damit des Wellenrohrs 42 in der zur obigen Richtung entgegengesetzten Richtung, wodurch der Kipphebelmechanismus wie oben zusammengedrückt wird und - wenn ein Totpunkt des Kipphebelmechanismus überschritten ist - die Stabplatte in die unterbrochene Stellung zurückdrückt.
Eine durch einen Überstrom verursachte Unterbrechung wird durch den Auslösebaustein nach dem folgenden Verfahren ausgelöst. Als Reaktion auf einen Überstrom überträgt ein Relais 60 ein Signal an den Auslösebaustein 50. Das Signal betätigt eine Aktivierungseinrichtung im Auslösebaustein, um eine Freigabeeinrichtung zu aktivieren, die ihrerseits die Energiespeicherfeder freigibt. Bei der Freigabe stößt die Energiespeicherfeder die Stabplatte 30 aus der Schließstellung heraus und in die geöffnete Stellung. Der Kipphebelgelenkzapfen greift so in die Stabplatte ein, daß mit Hilfe einer federgespannten Sperrklinke oder einer geneigten, abgef asten Fläche die Stabplatte frei in ihre geöffnete Stellung zurückgleiten kann, d. h. nicht im Eingriff mit dem Kipphebelgelenkzapfen 52 ist.

Claims

1. Mehrpoliger Leistungsschalter mit mehreren Schaltersektionen (21, 23, 24), d. h. mit einer Schaltersektion pro Pol, wobei jede Schaltersektion einen Satz feste (41, 43, 44) und einen Satz bewegliche Kontakte (36) aufweist, und mit einer Sektion für mechanische Betätigung, die eine Längsverschiebung eines Stabelements (30) entlang seiner eigenen Längsachse bewirkt, wobei das Stabelement (30) sich durch alle Sektionen (21, 23, 24) erstreckt, wobei die beweglichen Kontakte (36) in jeder Sektion an dem Stabelement (30) befestigt sind, wobei das Stabelement so angeordnet ist, daß die beweglichen Kontakte (36) für die EIN- bzw. AUS-Bewegung zu den Oberflächen der festen Kontakte (41, 43, 44) hin bzw. von diesen weg verschoben werden, und wobei die Sektion (22) für die mechanische Betätigung einen Kipphebelmechanismus mit einer Kipphebelfeder aufweist, die nach Passieren des Totpunktes des Kipphebelmechanismus ein schnelles Einschalten und ein schnelles Ausschalten eines Stroms unabhängig von der manuellen Betätigung sicherstellt, wobei der Kipphebelmechanismus mit einem Wellenrohr (42) im Eingriff ist, das mittels einer Vierkantwelle (46) durch einen Handgriff (48) drehbar ist, und wobei ein Kipphebelgelenkzapfen (52) des Kipphebelmechanismus mit dem Stabelement (30) im Eingriff ist, und wobei Einrichtungen zum Auslösen des Schalters vorgesehen sind, wobei die Auslöseeinrichtungen einen Auslösemechanismus zum Trennen der Kontakte (41, 43, 44, 36) in jeder Schaltersektion bei Überstrom, mit einer Federeinrichtung zum Speichern von Energie, die bei dem Auslösevorgang freigesetzt wird, sowie weitere Auslöseeinrichtungen aufweisen, die so angeordnet sind, daß sie durch ein Signal über ein Gatter aktiviert werden,

dadurch gekennzeichnet, daß die Sektion (22) für mechanische Betätigung eine Öffnung (12) aufweist, die einen Auslösebaustein (50) aufnehmen kann, daß ein Auslösebaustein (50) vorgesehen ist, der in der Öffnung (12) untergebracht werden kann und den gesamten Auslösemechanismus einschließt, und daß das Wellenrohr (42) sich durch den Auslösebaustein (50) erstreckt und so eingerichtet ist, daß es mit dem Auslösebaustein (50) in Eingriff kommt.

2. Mehrpoliger Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung zum Speichern von mechanischer Energie für die Ausführung des Auslöseprozesses durch eine manuelle Drehung der Welle (46) mit dem Handgriff zusammengedrückt werden kann.

3. Mehrpoliger Schalter nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kipphebelgelenk während der Umschaltbewegung des Schalters längs eines Kreisbogens verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um den Kipphebelgelenkzapfen (52) und das Stabelement (30) während einer durch den Auslösebaustein (50) bewirkten Öffnung des Schalters voneinander zu lösen.

4. Mehrpoliger Schalter nach Anspruch 1, 2 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schalter mit dem Auslösebaustein (50) aus zwei im wesentlichen identischen Hälften (10, 20) zusammensetzt.

5. Mehrpoliger Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungssektion (22) des Schalters so beschaffen ist, daß die mechanische Betätigungseinrichtung in einem Betätigungsbaustein (40) enthalten ist, der bis auf das vorstehende Wellenrohr (42) im wesentlichen die gleichen Abmessungen aufweist wie der Auslösebaustein (50) und durch Einsetzen des Betätigungsbausteins (40) durch die Öffnung (12) in den Bodenabschnitt des Schalters montiert wird.

6. Mehrpoliger Schalter nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektion (22) für mechanische Betätigung mit dem Auslösebaustein (50) zwischen zwei Schaltersektionen (21, 23) angeordnet ist.