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Stand der
Technik
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11 ist
ein Querschnitt, der einen herkömmlichen
Schaltkreisunterbrecher darstellt, wie er im japanischen Gebrauchsmuster
1-42286 offenbart ist. In dieser Darstellung bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine
Abdeckung und 2 ist eine Basis, wobei beide aus einem Kunstharz
gebildet sind. 3 bezeichnet ein Gehäuse, das aus der Abdeckung 1 und
der Basis 2 aufgebaut ist, 4 bezeichnet einen
stationären
Kontakt, der an der Basis 2 befestigt ist und der an einem seiner
Enden einen Anschlussabschnitt 5 aufweist, um es zu gestatten
einen externen Leiter (nicht dargestellt) damit zu verbinden und
an der oberen Fläche
seines anderen Endes weist er ein stationäres Kontaktelement 6 auf. 7 bezeichnet
einen beweglichen Kontakt mit einem beweglichen Kontaktelement 8,
das dem stationären
Kontaktelement 6 gegenüberliegt, 9 bezeichnet
einen beweglichen Kontaktarm, der den beweglichen Kontakt 7 über einen
Gelenkzapfen 10 verschwenkbar hält, 11 bezeichnet
eine Kontaktdruckfeder, die zwischen dem beweglichen Kontaktarm 9 und
dem beweglichen Kontakt 7 angeordnet ist, um den beweglichen
Kontakt 7 stets in Richtung des stationären Kontaktelements 6 zu
drücken, 12 bezeichnet
eine Querverstrebung aus einem elektrisch isolierten Material, um
die für
alle Pole parallel angeordneten beweglichen Kontaktarme 9 jeweils
miteinander zu verbinden. 13 bezeichnet eine Lichtbogenlöscheinrichtung
zum Löschen
eines Lichtbogens, der zwischen den Kontaktelementen 6 und 8 erzeugt
wird, die mit mehreren Lichtbogen löschenden magnetischen Platten 15 innerhalb
zweier Lichtbogen löschenden
Seitenplatten 14 versehen ist. 16 bezeichnet ein
unteres Gelenk, das an seinem einen Ende über eine Achse 17 verschwenkbar
an dem beweglichen Kontaktarm 9 gehalten ist, 18 bezeichnet
ein oberes Gelenk, dass durch die Achsen 20 bzw. 21 an
einem Ende verschwenkbar mit dem anderen Ende des unteren Gelenks 16 und
an dem anderen mit einer Wippe 19 verbunden ist. 22 bezeichnet
einen Kniehebelmechanismus, der aus dem unteren Gelenk 16,
dem oberen Gelenk 18 und der Achse 20 aufgebaut
ist, wobei die Achse 20 als Knie dient. 23 bezeichnet
einen Handhabenarm, der an seinem einen (nicht dargestellten) Ende
derart gehalten ist, dass er relativ zu dem Kniehebelmechanismus 22 in
eine vorbestimmte Position verschwenkbar ist, 24 bezeichnet
eine Kniehebelfeder aus Kunstharz, die von außerhalb der Abdeckung 1 betätigbar ist
sowie mit dem Handhabenarm 23 verbunden ist. 27 bezeichnet
ein Bimetal, das mit dem beweglichen Kontakt 7 verbunden
ist, 28 bezeichnet einen stationären Eisenkern, der an dem Bimetal 27 befestigt
ist, 29 bezeichnet einen beweglichen Eisenkern, der gegenüber dem
stationären
Eisenkern 28 angeordnet ist, 30 bezeichnet einen
Riegelauslöser,
der drehbar ist und an dem der bewegliche Eisenkern 29 befestigt ist, 31 bezeichnet
einen drehbaren Riegel, der üblicherweise
an einem Ende mit der Wippe 19 in Eingriff steht und an
dem anderen Ende mit dem Riegelauslöser 30, 32 bezeichnet
eine Wippenachse zum drehbaren Halten der Wippe 19, 33 ist
ein Anschlag zum Einklinken der Wippe 19 auf das Auslösen, der
mit einem Rahmen 34 der daran zu befestigen ist in Eingriff steht.
Der Rahmen 34 trägt
ferner den Halterungspunkt oder Drehpunkt zum Positionieren der
Wippenachse 32 und zum Verschwenken des Riegels 31.
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Der
Betrieb wird im Folgenden beschrieben. Befinden sich die Kontaktelemente
in der offenen Position wie sie in 12 dargestellt
ist, wird der Kniehebelmechanismus 22 gestreckt, wenn die
Handhabe 26 in die geschlossene Position bewegt wird (nach rechts),
um das bewegliche Kontaktelement 8 in Kontakt mit dem stationären Kontaktelement 6 zu
bringen, was der geschlossenen Position entspricht, wie sie in 11 dargestellt
ist. Wird die Handhabe 26 dann in die offene Position verdreht
(nach links), klappt der Kniehebelmechanismus 22 zusammen, damit
sich das bewegliche Kontaktelement 8 vom stationären Kontakt 6 in
die geöffnete Position
bewegt, wie sie in 12 dargestellt ist. Strömt andererseits
in der oben beschriebenen geschlossenen Position, wie sie in 11 dargestellt
ist eine Überspannung
durch den Schaltkreis wird das Bimetal 27 oder der bewegliche
Eisenkern 29 betätigt,
um den Eingriff zwischen der Wippe 19 und dem Riegel 31 (siehe 13)
zu lösen,
so dass die Wippe 19 im Uhrzeigersinn um die Wippenachse 32 dreht.
Dabei bewegt sich der Verbindungspunkt zwischen der Wippe 19 und
dem oberen Gelenk 18 oder die Mitte der Achse 21 über die
Wirkungslinie der Kniehebelfeder 24, woraufhin der Kniehebelmechanismus 22 durch
die Federkraft der Kniehebelfeder 24 zusammenklappt, so
dass die Querverstrebung 12 die beweglichen Kontaktelemente 8 aller
Pole zusammen von dem stationären
Kontaktelement 6 jedes Pols zu trennen, wodurch die ausgelöste Position
erzielt wird, wie sie in 13 dargestellt
ist. In einem unwahrscheinlichen Fall, dass der bewegliche Kontakt 7 bei dem
Schaltkreisunterbrecher, wie er oben beschrieben wurde, in der geschlossen
Position durch eine abnormale Spannung verschmilzt und ein untrennbarer
Zustand eintritt, wird durch Bewegen der Handhabe 26 aus
der geschlossene Position, wie es in 14 dargestellt
ist, die Kniehebelfeder 24 über ihre normale Länge gedehnt,
wodurch es gestattet wird die Handhabe 26 in die geöffnete Position
zu bewegen und in dieser zu halten, wobei die geöffnete Position, wie sie durch
die Handhabe 26 vorgegeben wird, die tatsächlich geschlossene
Position des beweglichen Kontakts 7 nicht richtig wiedergibt.
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Auch
offenbart die japanische Patentveröffentlichung 1-39176 einen
herkömmlichen
Schaltkreisunterbrecher bei dem der Betätigungshebel (entsprechend
dem Handhabenarm) und die Einheit des bewegbaren Kontakts miteinander
in Eingriff stehen, wenn die Kontaktelemente miteinander verschmelzen,
um es so nicht zu gestatten die Handhabe in die geöffnete Position
zu bewegen.
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Bei
dem obigen Schaltkreisunterbrecher bestand ein Problem darin, dass
der Handhabenarm groß ist,
weil der Handhabenarm derart angeordnet ist, dass er direkt mit
der Einheit des bewegbaren Kontakts in Eingriff kommt, obwohl es
möglich
war die Handhabe daran zu hindern sich in die offene Position zu
bewegen, wenn der bewegbare Kontakt durch eine abnormale Spannung
in der geschlossenen Position verschmolzen war. Das Dokument US-A-5
304 765 offenbart ferner einen Schaltkreisunterbrecher gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung ist im Patentanspruch 1 definiert und weitere Modifikationen
davon sind in den abhängigen
Ansprüchen
genannt.
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Gemäß der vorliegenden
Offenbarung umfasst der Schaltkreisunterbrecher innerhalb eines isolierenden
Gehäuses,
das aus einer Basis und einer Abdeckung aufgebaut ist, einen stationären Kontakt,
einen bewegbaren Kontakt der dem stationären Kontakt gegenüberliegt
und von diesem trennbar ist, einen Kniehebelmechanismus zum Betätigen des bewegbaren
Kontaktes, einen Handhabenarm, der in einer vorbestimmten Position
relativ zu dem Kipphebelmechanismus verschwenkbar gehalten ist,
eine Auslöseeinrichtung,
die auf eine Überspannung
anspricht, um den Kniehebelmechanismus auszulösen und gekennzeichnet durch
einen Verhinderungsabschnitt, der mit dem Handhabenarm in Eingriff
bringbar ist, um die Handhabe daran zu hindern sich in die offene
Position zu bewegen. Dies gestattet es die Handhabe daran zu hindern
in die offene Position bewegt zu werden und den Handhabenarm in
seiner Größe relativ
klein auszugestalten.
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Der
Verhinderungsabschnitt kann ein Nockenabschnitt sein, der an einem
handhabenseitigen Gelenk des Kniehebelmechanismuses angeordnet ist,
um auf das Verschmelzen des bewegbaren Kontaktes mit dem stationären Kontakt
mit dem Handhabenarm in Eingriff zu kommen, um die Handhabe daran
zu hindern sich in die offenen Position zu bewegen. Dies gestattet
es die Handhabe daran zu hindern sich in Richtung der offenen Position
zu bewegen und den Handhabenarm relativ klein auszugestalten.
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Der
Verhinderungsabschnitt, der mit dem Handhabenarm des handhabenseitigen
Gelenks des Kniehebelmechanismuses in Eingriff kommt, kann als ein
bogenförmiger
Nockenabschnitt ausgebildet sein, der seinen Mittelpunkt auf dem
Schwenkpunkt des handhabenseitigen Gelenks aufweist. Da der Schwenkpunkt
des handhabenseitigen Gelenks und die Mitte des Nockenabschnitts
zusammenfallen, bewegt sich, selbst wenn sich das handhabenseitige Gelenk
verschwenkt, die Handhabe nicht in Richtung zur offnen Position über die
Position hinaus in der sie mit dem Nockenabschnitt in Eingriff steht,
so dass das Verschmelzen der Kontaktelemente deutlich angezeigt
werden kann.
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Auch
kann der Nockenabschnitt, der mit dem Handhabenarm des handhabenseitigen
Gelenks in Eingriff steht einen zweiten Nockenabschnitt umfassen
in einem ersten Abschnitt des Handhabenbewegungsvorgangs mit dem
der Handhabenarm in Eingriff kommt, in dem die Handhabe in Richtung
der offenen Position bewegt wird, wenn das bewegbare Kontaktelement
mit dem stationären
Kontaktelement verschmolzen ist und er kann einen ersten Nockenabschnitt
umfassen, der im letzten Abschnitt des Handhabenbewegungsvorgangs
mit dem Handhabenarm in Eingriff, in dem die Handhabe in Richtung der
offenen Position bewegt wird, wenn das bewegbare Kontaktelement
mit dem stationären
Kontaktelement verschmolzen ist. Bewegt der Schaltkreisunterbrecher
die Handhabe aus der geschlossenen Position gegen den Uhrzeigersinn
in die offene Position kommt daher der gebogene Eingriffsabschnitt
des Handhabenarms mit dem zweiten Nockenabschnitt des handhabenseitigen
Gelenks in Eingriff, wodurch der Verbindungsabschnitt zwischen dem
handhabenseitigen Gelenk und dem Gelenk auf der Seite des bewegbaren
Kontaktes schnell kollabiert, wodurch der Öffnungsvorgang zuverlässiger gestaltet
werden kann. Ist der Verschmelzungszustand zwischen den Kontaktelementen
schwach, kann der bewegbare Kontakt durch das Moment im Uhrzeigersinn
aufgebrochen werden, um die Kontaktelemente zu trennen. Die weitere
Bewegung des Handhabenarms verursacht den Eingriff mit dem ersten
Nockenabschnitt, wodurch die Handhabe daran gehindert wird sich
weiter in die offene Position zu bewegen.
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Auch
kann der Nockenabschnitt, der mit dem Handhabenarm des handhabenseitigen
Gelenks in Eingriff kommt, durch einen ersten Nockenabschnitt mit
einem Bogen, dessen Mitte auf dem Schwenkpunkt des handhabenseitigen
Gelenks liegt und einen zweiten Nockenabschnitt mit einem Bogen
dessen Mitte in einer Position versetzt zum Schwenkpunkt des handhabenseitigen
Gelenks liegt definiert sein. Daher kommt wenn der Schaltkreisunterbrecher
die Handhabe aus der geschlossenen Position gegen den Uhrzeigersinn
in die offene Position bewegt der gebogene Eingriffsabschnitt des
Handhabenarms mit dem zweiten Nockenabschnitt des handhabenseitigen
Gelenks in Eingriff, wodurch verursacht wird, dass der Verbindungsabschnitt
zwischen dem handhabenseitigen Gelenk und dem Gelenk auf der Seite
des bewegbaren Kontakts schnell kollabiert, wodurch das Öffnen zuverlässiger gestaltet
werden kann. Ist der Verschmelzungszustand zwischen den Kontaktelementen
schwach kann der bewegbare Kontakt durch das Moment im Uhrzeigersinn
weggezogen werden, um die Kontaktelemente zu trennen. Die weitere
Bewegung des Handhabenarms verursacht einen Eingriff mit dem ersten
Nockenabschnitt, wodurch die Handhabe daran gehindert wird sich
weiter in die offene Position zu bewegen.
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Eine
ferner offenbarte Ausführungsform
des Schaltkreisunterbrechers kann innerhalb eines isolierenden Gehäuses, dass
aus einer Basis und einer Abdeckung aufgebaut ist, umfassen, einen
stationären
Kontakt, eine bewegbaren Kontakt, der dem stationären Kontakt
gegenüberliegt
und von diesem trennbar ist, eine Querverstrebung, die ein Ende
des bewegbaren Kontakts verbindet, einen Kniehebelmechanismus zum
Betätigen
des bewegbaren Kontakts, einen Handhabenarm, der in einer vorbestimmten Position
relativ zu dem Kniehebelmechanismus verschwenkbar gehalten ist,
eine Handhabe, die sich in Bezug auf den Handhabenarm bewegt und
eine Auslöseinrichtung,
die auf eine Überspannung
anspricht, um den Kniehebelmechanismus zu betätigen und sie kann gekennzeichnet
sein durch einen Anschlag für den
Eingriff zwischen der Querverstrebung und dem Handhabenarm auf das
Verschmelzen des bewegbaren Kontaktelements des beweglichen Kontakts
mit dem stationären
Kontaktelement des stationären Kontakts,
um zu verhindern, dass die Handhabe in die offene Position bewegt
wird. Dies gestattet es zu verhindern, dass die Handhabe in die
offene Position bewegt wird und die Handhabe relativ klein auszugestalten
und es gestattet es, dass der Anschlag an der steifen Querverstrebung
anliegt, die nicht leicht zu zerstören ist, so dass der Mechanismus
stark ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann eine Torsionsfeder vorgesehen sein, damit der Anschlag stets mit
dem Handhabenarm in Eingriff steht. Somit wird der Handhabenarm
stets im Uhrzeigersinn beaufschlagt, um die Bewegung der Handhabe
in Richtung der geschlossenen Position zu sichern, wodurch die Position
des Kontaktelements des Schaltkreisunterbrechers gesichert ist,
damit sie präzise
dem durch die Handhabe angezeigten Zustand entspricht.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Um
ein besseres Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen und um zu zeigen wie diese
ausgeführt
werden kann, wird nun rein beispielhaft auf die begleitenden Zeichnungen
Bezug genommen, in denen:
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1 eine
Querschnittsansicht eines Schaltkreisunterbrechers ist, bei dem
es sich um die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt und der in der geschlossenen
Positionen dargestellt ist;
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2 eine
Querschnittsansicht des Hauptabschnitts ist und die offene Position
des Schaltkreisunterbrechers wie er in 1 dargestellt
ist, zeigt;
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3 eine
Querschnittsansicht des Hauptabschnitts ist, die die ausgelöste Position
des Schaltkreisunterbrechers wie er in 1 dargestellt
ist, zeigt;
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4 eine
Querschnittsansicht ist, die die Position zeigt, in der die Handhabe
in die offene Position bewegt wird, während die Kontaktelemente des Schaltkreisunterbrechers
der in 1 dargestellt ist, verschmolzen sind;
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5 eine
Querschnittsansicht des Schaltkreisunterbrechers ist, bei dem es
ich um die zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt;
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6 eine
vergrößerte Querschnittsansicht des
Hauptabschnitts des Schaltkreisunterbrechers aus 5 ist,
wobei die Kontaktelemente verschmolzen sind und die Handhabe in
die offene Position bewegt wird;
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7 eine
vergrößerte Querschnittsansicht ist,
die die Position zeigt, in der der Kniehebelmechanismus aus der
in 6 dargestellten Position bewegt wird;
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8 eine
Querschnittsansicht des Schaltkreisunterbrechers in der geschlossenen
Position ist, bei dem es sich um die dritte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung handelt;
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9 eine
Querschnittsansicht des Schaltkreisunterbrechers aus 8 ist,
wobei die Kontaktelemente verschmolzen sind und die Handhabe in die
offene Position bewegt wird;
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10 eine
Querschnittsansicht des Schaltkreisunterbrechers der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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11 eine
Querschnittsansicht eines herkömmlichen
Schaltkreisunterbrechers in der geschlossenen Position ist;
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12 eine
Querschnittsansicht des herkömmlichen
Schaltkreisunterbrechers in der offnen Position ist;
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13 eine
Querschnittsansicht des herkömmlichen
Schaltkreisunterbrechers in der ausgelösten Position ist; und
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14 eine
Querschnittsansicht des herkömmlichen
Schaltkreisunterbrechers in der Position ist, in der die Kontaktelemente
verschmolzen sind und die Handhabe in die offene Position bewegt
wird.
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Genaue Beschreibung
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines Schaltkreisunterbrechers bei dem
es sich um die erste Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung handelt und der in der geschlossenen
Position dargestellt ist, wobei sein einer Abschnitt aufgebrochen
ist, um das Innere zu zeigen. 2 ist ein
Querschnitt des Hauptabschnitts des Schaltkreisunterbrechers aus 1 gezeigt
in der offenen Position und 3 ist eine
Querschnittsansicht des Hauptabschnitts des Schaltkreisunterbrechers
aus 1 gezeigt in der ausgelösten Position. In den Figuren
bezeichnet 40 eine Abdeckung und 41 eine Basis,
die beide aus Kunstharz gebildet sind. 42 bezeichnet ein
Gehäuse, das
aus der Abdeckung 40 und der Basis 41 aufgebaut
ist, 43 bezeichnet einen stationären Kontakt, der an der Basis 41 befestigt
ist und ein stationäres
Kontaktelement 43a aufweist. 44 bezeichnet einen
bewegbaren Kontakt mit einem bewegbaren Kontaktelement 44a,
das dem stationären
Kontaktelement 43a gegenüberliegt und durch einen Schwenkzapfen 45 verschwenkbar
gehalten ist. 46 bezeichnet eine Querverstrebung aus einem
isolierenden Material, die mit einem Ende der entsprechenden bewegbaren Kontakte 44,
die an jedem Pol vorgesehen sind, verbunden ist. 47 bezeichnet
eine Kontaktdruckfeder, die zwischen dem bewegbaren Kontakt 44 und
der Querverstrebung 46 angeordnet ist, um den bewegbaren
Kontakt 44 stets in Richtung des stationären Kontaktelements 43a zu
drücken. 48 ist
ein flexibler Leiter, der mit seinem einen Ende mit dem bewegbaren
Kontakt 44 und mit seinem anderen Ende mit einer Auslöseeinrichtung
(nicht dargestellt) verbunden ist. 49 bezeichnet eine Lichtbogenlöscheinrichtung zum
Löschen
eines elektrischen Lichtbogens, der zwischen den Kontaktelementen 43a und 44a erzeugt
wird und sie ist mit mehreren Lichtbogen löschenden magnetischen Platten 51 versehen,
die innerhalb eines Paars Lichtbogen löschender Seitenplatten 50 angeordnet
sind.
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52 bezeichnet
ein Gelenk auf der Seite des bewegbaren Kontakts (im Folgenden der
Einfachheit halber als unteres Gelenk bezeichnet), das an einem Ende
durch eine Achse 53 verschwenkbar mit der Querverstrebung 46 verbunden
ist, 54 bezeichnet ein handhabenseitiges Gelenk (im Folgenden
der Einfachheit halber als oberes Gelenk bezeichnet), das durch
Achsen 56 und 57 an einem Ende mit dem anderen
Ende des unteren Gelenks 52 und an dem anderen Ende verschwenkbar
mit einer Wippe 55 verbunden ist, und ein Verhinderungsabschnitt
ist an dem oberen Gelenk 54 vorgesehen. Dieser Verhinderungsabschnitt
wird durch einen Nockenabschnitt 54a mit einem bogenförmigen Querschnitt,
der einen Radius R und seinen Mittelpunkt in der Mitte der Achse 57,
die den Drehpunkt des oberen Gelenks 54 bildet aufweist,
definiert. 58 bezeichnet einen Kniehebelmechanismus, der
aus dem unteren Gelenk 52, dem oberen Gelenk 54 und
der Achse 56 aufgebaut ist, wobei die Achse 56 der
Knieabschnitt ist. 59 bezeichnet einen Handhabenarm mit
einem gebogenen Eingriffsabschnitt 59a, der an einem Ende 59b als Verschwenkpunkt
an einem nicht dargestellten Rahmen derart verschwenkbar gehalten
ist, dass er relativ zu dem Kniehebelmechanismus 58 in
eine vorbestimmte Position verschwenkbar ist. 60 bezeichnet eine
Kniehebelfeder, die an einem Ende über einen Federhaltestift 61 mit
dem Handhabenarm 59 und an dem anderen Ende mit der Achse 56 verbunden
ist. 62 bezeichnet eine Handhabe aus Kunstharz, die außerhalb
der Abdeckung 40 betätigbar
ist und mit dem Handhabenarm 59 zusammenwirkt. 63 bezeichnet einen
Riegel, der einen Riegeleingriffsabschnitt 63a, der mit
der Wippe 55 in Eingriff kommt und einen Vertiefungsabschnitt 63b in
dem eine Riegelhalteachse 66 aufgenommen ist, umfasst,
und der, um die Riegelhalteachse 64 zu drehen, mit der
Auslöseeinrichtung
(nicht dargestellt) in Eingriff bringbar ist. 65 bezeichnet
eine Wippenhalteachse, die durch den nicht dargestellten Rahmen
verschwenkbar gehalten ist und 66 bezeichnet einen Anschlagstift
für das
obere Gelenk 54 und den bewegbaren Kontakt 44.
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Im
Folgenden wird der Betrieb erläutert.
Wird in 2, in der die Kontaktelemente
in der offenen Position vorliegen die Handhabe 62 in dem
Zustand, in dem die Wippe 45 durch den Riegel 63 verriegelt ist
in die geschlossene Position (nach rechts) gedreht, wird der Kniehebelmechanismus 58 gestreckt, damit
das bewegbare Kontaktelement 44a mit dem stationären Kontaktelement 43a in
Kontakt kommt, um den Mechanismus in die geschlossene Position, wie
sie in 1 dargestellt ist, zu bringen. Dann, wenn die
Handhabe 62 in Richtung der offenen Position (nach links)
gedreht wird und wenn die Achse der Kniehebelfeder 60 über die
Wirkungslinie (Totpunkt), die durch die Achsen 56 und 57 tritt,
hinausbewegt wird, kollabiert der Kniehebelmechanismus 58 bzw. er
klappt zusammen, um das untere Gelenk 52 nach oben zu ziehen
und das bewegbare Kontaktelement 44 von dem stationären Kontaktelement 43a zu
trennen und die offene Position, wie sie in 2 dargestellt
ist, zu erreichen. Wenn andererseits in der in 1 dargestellten
geschlossenen Position eine Überspannung
durch den Schaltkreis strömt,
wird die Auslöseeinrichtung
(nicht dargestellt) betätigt,
um den Eingriff zwischen der Wippe und dem Riegel 63 zu
lösen (siehe 3),
wobei die Wippe 55 im Uhrzeigersinn um die Wippenhalteachse 65 dreht.
Dadurch wird der Verbindungspunkt zwischen der Wippe 55 und
dem oberen Gelenk 54 oder der Punkt der Achse 57 über die
Wirkungslinie der Kniehebelfeder 60 hinausbewegt, so dass
der Kniehebelmechanismus 58 aufgrund der Federkraft der
Kniehebelfeder 60 kollabiert bzw. zusammenklappt und das
bewegbare Kontaktelement 44a für jeden Pol gleichzeitig von
dem stationären
Kontaktelement 43a getrennt wird, wodurch die ausgelöste Position,
wie sie in 3 dargestellt ist, erzielt wird.
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4 stellt
den Zustand dar, in dem in der geschlossenen Position z. B. eine
spitzenähnliche massive
Spannung strömt,
so dass ein Verschmelzungsphänomen
zwischen dem stationären
Kontaktelement 43a und dem bewegbaren Kontaktelement 44a auftritt,
während
der Eingriff zwischen der Wippe 55 und dem Riegel 63 nicht
gelöst
wird, wodurch sich das bewegbare Kontaktelement 44a nicht
von dem stationären
Kontaktelement 43a löst.
In dieser Position wird der Kniehebelmechanismus 58 in
der geschlossenen Position gehalten und wenn die Handhabe 62 gegen
den Uhrzeigersinn in Richtung der offenen Position bewegt wird,
um den Schaltkreisunterbrecher in die offene Position zu bringen,
wie es zur Inspektion und Wartung erforderlich ist und wie es in 4 dargestellt
ist, dann wird die Kniehebelfeder 60 gestreckt, um es zu
gestatten den Handhabenarm 59 gegen den Uhrzeigersinn in
die offene Position zu drehen. Während
die Handhabe 62 gegen den Uhrzeigersinn bewegt wird, stößt jedoch
der gebogene Eingriffsabschnitt 59a des Handhabenarms 59 gegen den
Nockenabschnitt 54a des oberen Gelenks 54 des
Kniehebelmechanismus 58, der in der geschlossenen Position gehalten
wird und kommt mit diesem in Eingriff, wodurch verhindert wird,
dass der Handhabenarm 59 weiter in Richtung der offenen
Position bewegt wird.
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Die
Anordnung kann derart sein, dass der gebogene Eingriffsabschnitt 59a des
Handhabenarms 59 an dem unteren Gelenk des Kniehebelmechanismus 58,
der in der geschlossenen Position gehalten wird, anstößt und mit
diesem in Eingriff kommt. Da der Kniehebelmechanismus 58 und
der Verhinderungsabschnitt oder genauer gesagt der Nocken 54a und
der gebogene Eingriffsabschnitt 59a des Handhabenarms 59 aneinander
anstoßen
und miteinander in Eingriff kommen, kann der Handhabenarm verglichen
mit einem Fall kleiner gestaltet werden, in dem die Einheit des
bewegbaren Kontakts und der Handhabenarm aneinander anstoßen und
miteinander in Eingriff kommen.
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5 ist
eine Querschnittsansicht des Schaltkreisunterbrechers der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung, wobei ein Abschnitt entfernt ist,
um das Innere zu zeigen und den Zustand darzustellen, in dem die
Handhabe in Richtung der offenen Position bewegt wird, während die Kontaktelemente
des Schaltkreisunterbrechers miteinander verschmolzen sind. 6 ist
ein vergrößerter Querschnitt
des Hauptabschnitts des Schalkreisunterbrechers, wie er in 5 dargestellt
ist, wobei seine Kontaktelemente verschmolzen sind und seine Handhabe
in die offene Position bewegt wird. In den Figuren bezeichnet 100 ein
oberes Gelenk, wobei der Aufbau seines Nockenabschnitts, der mit
dem gebogenen Eingriffsabschnitt 59a des Handhabenarms 59 in
Eingriff kommt, einen ersten Nockenabschnitt 100a mit einem
Krümmungsradius
R1 mit seinem Mittelpunkt in der Mitte C1 der Achse 57 und
einen zweiten Nockenabschnitt 100b mit einem Krümmungsradius R2
mit seinem Mittelpunkt in einer Position, gleich Mitte C2, um einen
Abstand L von der Mitte C1 der Achse 57 in Richtung des
unteren Gelenks 52 versetzt, umfasst. Im Falle eines Schaltkreisunterbrechers
mit einem 400a (Amper) Rahmen liegt die Position der Mitte C2 z.
B. in einem Bereich von L = 2,5-3 mm und einem Rotationswinkel θ von ungefähr 20° gemessen
im Uhrzeigersinn relativ zu einer Strichpunktlinie, die durch die
Mitte C1 und die Mitte C3 der Achse 56 tritt.
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Wenn
in einem Zustand, wie er in 5 dargestellt
ist, in der geschlossenen Position z. B. eine spitzenähnliche
massive Spannung strömt
und ein Verschmelzungsphänomen
zwischen dem stationären
Kontaktelement 43a und dem bewegbaren Kontaktelement 44a stattgefunden
hat während
der Eingriff zwischen der Wippe 55 und dem Riegel 63 nicht freigegeben
wurde, wird das bewegbare Kontaktelement 44a nicht von
dem stationären
Kontaktelement 40a getrennt.
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Wenn
die Handhabe 62 in dieser Position gegen den Uhrzeigersinn
in Richtung der offenen Position bewegt wird, um den Schaltkreisunterbrecher
in die offenen Position zu bringen, wie als zur Inspektion und Wartung
erforderlich ist, und wie es in der detaillierten vergrößerten Querschnittsansicht
des Hauptabschnitts in 6 dargestellt ist, wird die Kniehebelfeder 60 gedehnt,
um es zu gestatten den Handhabenarm 59 gegen den Uhrzeigersinn
in die offene Position zu drehen. Während die Handhabe gegen den
Uhrzeigersinn gedreht wird oder in einem ersten Abschnitt, in dem
die Handhabe 62 in der Richtung zur offenen Position bewegt
wird, stößt der gebogene
Eingriffsabschnitt 59a des Handhabenarms 59 an
dem Nockenabschnitt 100b des oberen Gelenks 100 an
und kommt mit diesem in Eingriff. Zu diesem Zeitpunkt wirkt am Kontaktpunkt
zwischen dem zweiten Nockenabschnitt 100b und dem gebogenen
Eingriffsabschnitt 59a des Handhabenarms 59 eine
Druckkraft F2 in Richtung der Mitte C2. Da diese Kraft F2 in Richtung
der Mitte C2 gerichtet ist, wird das obere Gelenk 100 einem
Moment im Uhrzeigersinn M = F2 × L
um den Schwenkpunkt der Mitte C1 der Achse 57 ausgesetzt,
wodurch die Achse 56, die das obere Gelenk 100 und
das untere Gelenk 52 verbindet in Richtung eines Pfeils
D gedreht wird. Während
dadurch das untere Gelenk 52 in Richtung eines Pfeils E
angehoben wird, wie es in 7 dargestellt ist
und der bewegbare Kontakt 44 von dem stationären Kontakt 43 getrennt
werden soll, wird es dem bewegbaren Kontakt gestattet sich nur um
einen Betrag zu bewegen, der einem Spalt G (siehe 6)
entspricht und dort zu verbleiben, weil die Kontaktelemente verschmolzen
sind. Da sich ein Abschnitt der Achse 56 biegt, wird der
gebogene Eingriffsabschnitt 59a des Handhabenarms 59 in
die Position bewegt, in der er mit dem ersten Nockenabschnitt 100a in
Eingriff kommt und zu diesem Zeitpunkt oder im letzten Abschnitt
der Bewegung der Handhabe 62 in die offene Position wirkt
die Druckkraft F1 am Kontaktpunkt zwischen dem ersten Nockenabschnitt 100a und
dem Handhabenarm 59 und verhindert, dass der Handhabenarm 59 weiter
in die offene Position bewegt wird.
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Gemäß der zweiten
offenbarten Ausführungsform
kommt während
des Vorgangs, in dem der Schaltkreisunterbrecher die Handhabe 62 aus
der geschlossenen Position in die offene Position bewegt, der gebogene
Eingriffsabschnitt 59a des Handhabenarms 59 mit
dem zweiten Nockenabschnitt 100b des oberen Gelenks 100 in
Eingriff, um den Verbindungsabschnitt zwischen dem oberen Gelenk 100 und
dem unteren Gelenk 52 schnell kollabieren zu lassen, so
dass der Öffnungsvorgang
zuverlässiger
ist. Wenn die Verschmelzung nur auf einen kleinen Bereich beschränkt ist,
wird der bewegbare Kontakt 44 durch das Moment im Uhrzeigersinn
M = F2 × L
angehoben, um das bewegbare Kontaktelement zu trennen. Da das obere
Gelenk 100 in der Kollabierrichtung rotiert und der erste
Nockenabschnitt 100a und der gebogene Eingriffsabschnitt 59a miteinander in
Eingriff kommen, dreht sich das obere Gelenk 100 bis das
obere Gelenk 100 den bewegbaren Kontakt 44 anhebt,
aber die Handhabe 62 verhindert, dass sich das obere Gelenk 100 in
Schließrichtung über den
Punkt bewegt, an dem es am Nockenabschnitt 100a anstößt.
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8 ist
ein Querschnitt des Schaltkreisunterbrechers in der geschlossenen
Position, bei dem es sich um die dritte Ausführungsform der vorliegenden
Offenbarung handelt, wobei ein Teil davon entfernt ist, um das Innere
zu zeigen. In der Darstellung bezeichnen 1-66 ähnliche Komponenten wie die oben
in der ersten Ausführungsform
beschrieben wurden und auf deren Erläuterungen wird verzichtet. 70 bezeichnet
einen Anschlag, der durch die Anschlaghalteachse 65 der
Wippe 55 gehalten ist und einen Armabschnitt 70a,
der an einem Ende, sowie eine Anschlagachse 71 zum Eingriff
mit dem gebogenen Eingriffsabschnitt 59a des Handhabenarms 59, die
an dem anderen Ende befestigt ist, aufweist.
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9 stellt
den Zustand dar, in dem in der geschlossenen Position z. B. eine
spitzenähnliche massive
Spannung strömt,
so dass das Verschmelzungsphänomen
zwischen dem stationären
Kontaktelement 43a und dem bewegbaren Kontaktelement 44a stattfindet,
während
der Eingriff zwischen der Wippe 55 und dem Riegel 63 nicht
gelöst
wird, wodurch das bewegbare Kontaktelement 44 nicht von dem
stationären
Kontaktelement 43a getrennt wird. Wird die Handhabe 62 in
dieser Position gegen den Uhrzeigersinn aus der in 8 dargestellten
Position in Richtung der offenen Position bewegt, um den Schaltkreisunterbrecher
in die offenen Position zu bringen, wie es zur Inspektion und Wartung
erforderlich ist, wird die Kniehebelfeder 60 gedehnt, um
es zu gestatten den Handhabenarm 59 gegen den Uhrzeigersinn
in die offene Position zu drehen (siehe 9). Während die
Handhabe 62 gegen den Uhrzeigersinn bewegt wird, verursacht
jedoch der gebogene Eingriffsabschnitt 59a des Handhabenarms 59 die
Rotation der Achse 71, die sich in Anlage mit dem gebogenen
Eingriffabschnitt 59a des Handhabenarms 59 befindet
und zwar gegen den Uhrzeigersinn, wodurch der Armabschnitt 70a des
Anschlags 70 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird bis er
an einem Vorsprungsabschnitt 64a der strukturell steifen
Querverstrebung 64 anliegt und mit diesem in Eingriff kommt,
wodurch der Handhabenarm 59 daran gehindert wird weiter
in die offene Position bewegt zu werden. Der Handhabenarm kann kleiner
gestaltet werden als der, der bei einer herkömmlichen Ausgestaltung verwendet
wird, bei welcher Einheit des bewegbaren Kontakts und der Handhabenarm
aneinander anstoßen
und miteinander in Eingriff kommen.
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10 ist
eine Querschnittsansicht eines Schaltkreisunterbrechers. In der
Figur bezeichnet 72 eine Torsionsfeder, die mit der Anschlagsachse 71 verbunden
ist, damit die Anschlagsachse 71 stets an dem gebogenen
Eingriffsabschnitt 59a des Handhabenarms 59 anliegt,
um dadurch den Anschlag 70 stets im Uhrzeigersinn zu beaufschlagen.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist die Beaufschlagungskraft der Torsionsfeder 72, die
auf den Anschlag 70 wirkt eine Beaufschlagungskraft, die verursacht,
dass sich der Handhabenarm 59 und die Handhabe 62 im
Uhrzeigersinn drehen.
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Die
vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um die beschriebenen Probleme
des Standes der Technik zu lösen
und stellt vorteilhafterweise eine Anordnung bereit, bei der die
Handhabe nicht in die offene Position bewegt werden kann, wenn das
bewegbare Kontaktelement und das stationäre Kontaktelement miteinander
verschmolzen sind und bei der die Handhabe relativ klein ist.
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Ferner
besteht ein weiterer Vorteil darin eine Anordnung bereitzustellen,
bei der die Handhabe nicht in die offene Position bewegt werde kann,
wenn das bewegbare Kontaktelement und das stationäre Kontaktelement
miteinander verschmolzen sind, wobei der Handhabenarm relativ klein
und der Mechanismus stark ist.