DE69701149T2

DE69701149T2 - Modulschützschalter mit optimierung der benutzten räume

Info

Publication number: DE69701149T2
Application number: DE69701149T
Authority: DE
Inventors: Domenico Bosatelli; Augusto Contardi; Sergio Pianezzola
Original assignee: Gewiss SpA
Current assignee: Gewiss SpA
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2017-07-16
Also published as: CN1225745A; EP0912985B1; NO990167D0; NO990167L; BG103083A; PT912985E; ITMI961463A1; YU1599A; CZ12599A3; WO1998002896A1; SK4099A3; EE03460B1; TR199900086T2; EP0912985A1; ATE188804T1; BG63443B1; AU3623697A; ITMI961463A0; CN1136598C; GR3033040T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen modularen automatischen Schutzschalter mit optimierter Raumausnutzung.
Es ist bekannt, daß in elektrischen Konsolen derzeit automatische Schutzschalter verwendet werden und in jedem Fall Komponenten, welche ein im wesentlichen standardisiertes äußeres Gehäuse aufweisen.
Dieses Modul hat einen im wesentlichen flachen, kastenartigen Körper, der 18 mm breit ist und auf der Rückseite ein Mittel zum Verbinden mit einer omega-förmigen Schiene, welche nach DIN genormt ist, aufweist.
Auf der Vorderseite ist ein vorragender Teil, an dem eine Bewegungshandhabe bzw. ein Hebel angeordnet ist.
Dieses kastenartige Gehäuse wird derzeit dafür verwendet, einen automatischen Schutzschalter aufzunehmen, der einen einzigen Pol betrifft, so daß man im Falle des Schützens zweier oder mehrerer Pole Module oder in jedem Fall kastenartige Komponenten verwendet, deren Breiten proportional zu der Anzahl der Module ist, ausgehend von der 18 mm Größe für jeden Pol.
Die EP-A-0 325 071 offenbart eine solche modulare elektrische Schutzvorrichtung mit einem geschützten Pol und bildet die Grundlage für den Oberbegriff des Anspruches 1 der vorliegenden Erfindung.
Wenn differentielle Schutzschalter kombiniert werden, erhält man nebeneinanderliegende Anordnungen anderer Vorrichtungen, welche direkt integriert werden oder durch separate Module gebildet werden können, und dabei in jedem Fall die Eigenschaft beibehalten, daß eine Breiteneinheit für jeden Pol belegt wird.
Diese Anordnung verursacht in einigen Fällen Probleme, zum einen, weil die daraus gebildeten elektrischen Konsolen beachtliche Ausdehnungen erreichen und deshalb eines merklichen Konstruktions- und Fertigungsaufwandes bedürfen, und zum anderen, weil ein wechselseitiges Verbinden der Bauteile kompliziert sein kann.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile zu beheben. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen modularen automatischen Schutzschalter mit einer optimierten Raumausnutzung bereitzustellen, der es erlaubt, unter Beibehaltung eines kastenartigen Körpers mit einer standardisierten äußeren Form die im Inneren benötigten Räume deutlich zu reduzieren und somit die gesamten Abmessungen im Falle von Geräten zum Schutz von mehreren Polen merklich zu verringern.
Ein Ziel der Erfindung ist es, einen automatischen Schutzschalter bereitzustellen, bei dem die durch die Verbindung der verschiedenen Schutzgeräte eingenommenen Abmessungen praktisch halbiert werden, weiterhin, eine funktionale Verbesserung zu erzielen, da durch die Benutzung beweglicher Unterbrechersysteme, welche kleiner sind als die herkömmlichen, es dadurch, daß es reduzierte beteiligte Massen aufweist, möglich ist, größere Bewegungsgeschwindigkeiten und daraus resultierend ein schnelleres Unterbrechen des erzeugten elektrischen Bogens zu erzielen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen automatischen Schutzschalter bereitzustellen, welcher insbesondere vielseitig verwendbar ist und es ermöglicht, innerhalb der Standardbreite des Moduls die magnetothermischen oder thermischen Schutzelemente zweier Pole anzuordnen; es ist auch möglich, den freien Raum, der durch die neuartige strukturelle Anordung des automatischen Schutzschalters verfügbar wird, für andere Funktionsteile zu nutzen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen automatischen Schutzschalter bereitzustellen, der es durch seine besonderen konstruktiven Eigenschaften ermöglicht, die größtmögliche Zuverlässigkeit und die größtmögliche Sicherheit bei der Benutzung zu bieten.
Diese Aufgabe und die Ziele und weitere Ziele, die im weiteren deutlich werden, werden durch einen modularen automatischen Schutzschalter mit optimierter Raumausnutzung erreicht, der einen flachen, kastenartigen Körper aufweist, welcher auf seiner rückwärtigen Fläche ein Mittel zum Verbinden mit einer omegaförmigen Führung und auf seiner Vorderfläche einen zentralen Vorsprung, an dem ein Schaltglied zugänglich ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er innerhalb des kastenartigen Körpers zumindest ein elektrisches Schutzelement, eine kinematische Einheit zum Bewegen eines bewegbaren elektrischen Kontaktes und mindestens eine Ableitzelle (snuffer cell) aufweist, welche wechselseitig wirkend miteinander verbunden sind und nicht mehr als das halbe innere, durch den kastenartigen Körper geformte Volumen einnehmen.
Weitere Eigenschaften und Merkmale werden aus der Beschreibung eines bevorzugten aber nicht ausschließlichen Ausführungsbeispiels eines modularen automatischen Schutzschalters mit optimierter Raumausnutzung offensichtlich, welches in ausdrücklich nicht beschränkender, beispielhafter Weise durch die anliegenden Zeichnungen gezeigt ist, wobei:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Schutzschalters ist, die das durch die Komponenten eingenommene Volumen des Schutzschalters zeigt;
Fig. 2 eine schematische Ansicht der wechselseitigen Anordnung der Komponenten des Schutzschalters zeigt;
Fig. 3 eine Seitenansicht des Schutzschalters ist, wobei eine Wand des kastenartigen Körpers entfernt wurde, um die Komponenten zu zeigen;
Fig. 4 eine Vorderansicht des Schutzschalters ist;
Fig. 5 eine Ansicht von oben des Schutzschalters ist;
Fig. 6 eine schematische, perspektivische Ansicht des Schutzschalters ist, wobei eine Seitenwand entfernt ist;
Fig. 7 eine perspektivische Explosionsdarstellung der kinematischen Einheit zum Bewegen des bewegbaren Kontaktes ist;
Fig. 8 eine Ansicht der kinematischen Einheit zum Bewegen des bewegbaren Kontaktes in der geöffneten Position ist;
Fig. 9 eine Ansicht der kinematischen Einheit zum Bewegen des bewegbaren Kontaktes in der geschlossenen Position ist;
Fig. 10 eine schematische Ansicht der kinematischen Einheit zum Bewegen des bewegbaren Kontaktes, welche aufgrund des Eingreifens einer Schutzeinrichtung gelöst wurde, ist, wobei das Schaltteil noch in der geschlossenen Position ist.
Unter Bezugnahme auf die obigen Zeichnungen umfaßt der erfindungsgemäße modulare automatische Schutzschalter mit optimierter Raumausnutzung einen kastenartigen Körper 1, welcher die klassische standardisierte Form mit 18 mm Zwischenräumen aufweist, und an seiner rückwärtigen Fläche ein Mittel 2 zum Verbinden mit einer omega-förmigen Führung nach DIN bildet; das Verbindungsmittel kann nach der per se bekannten Art ausgeführt sein und wird daher hier nicht ausführlich beschrieben.
Der kastenartige Körper 1 weist an seiner Vorderfläche einen Vorsprung 3 auf, in welchem ein Schaltglied bzw. eine Handhabe 4 angeordnet ist; dieses Glied bzw. diese Handhabe weist ebenfalls eine herkömmliche Ausgestaltung auf.
Die wichtige Besonderheit der Erfindung ist durch die Tatsache gegeben, daß eine neue strukturelle Anordnung gegeben wird, die es erlaubt, das elektrische Schutzelement 10, die kinematische Einheit 11 zum Bewegen des bewegbaren elektrischen Kontaktes und die Ableitzelle 12 innerhalb des kastenartigen Gehäuses derart anzuordnen, daß nicht mehr als das halbe innere, durch den kastenartigen Körper geformte Volumen eingenommen wird.
Wie in Fig. 1 schematisch gezeigt, ist das belegte Volumen in der Praxis durch die Mittelachse, welche durch das Schaltglied verläuft, und durch den Raum in Richtung der oberen oder unteren Enden begrenzt, so daß man in der Praxis innerhalb ein und desselben durch den kastenartigen Körper gebildeten Moduls Raum gewinnt, welcher beispielsweise zum Einfügen eines automatischen Schutzschalters zum Schutz eines weiteren Pols, zum Bereitstellen eines neutralen Pols, zum Bereitstellen differentiellen Schutzes der geschützten Pole oder zum Einfügen jeglicher anderen Einheit, die notwendig sein kann, genutzt werden kann.
Es sollte hervorgehoben werden, daß in der Praxis ein automatischer Schutzschalter gegeben wird, welcher durch das Besetzen nur einer Hälfte des Raumes, der typischerweise durch automatische Schutzschalter herkömmlichen Typs eingenommen wird, es erlaubt, den insgesamt belegten Raum merklich zu reduzieren und damit die Anzahl der zum Bereitstellen konventioneller Schutzschalter genutzten Module zu halbieren.
Um diesen Vorteil zu erreichen, ist die wechselseitige Anordnung der verschiedenen Teile, wie sie schematisch in Fig. 2 gezeigt ist, von Bedeutung. Speziell wird genannt, daß das elektrische Schutzelement in dem zentralen Vorsprung in der zwischen der Ecke des Vorsprungs und der horizontalen Mittelachse, die durch den Drehpunkt des Schaltgliedes verläuft, gebildeten Hälfte angeordnet sein muß, während die Ableitzelle an der rückwärtigen Fläche des kastenartigen Körpers angeordnet ist und die kinematische Einheit zwischen dem Schutzelement und der Ableitzelle angeordnet ist.
Hinsichtlich des strukturellen Aufbaus, wie deutlicher in Fig. 3 gezeigt ist, ist ein magnetothermisches Schutzglied mittels einer Spule 20a und eines bimetallischen Bauteils 20b gebildet, während die Ableitzelle aus zwölf Teilen 21 mit hoher Durchbruchkapazität besteht, welche derart angeordnet sind, daß der bewegbare Kontakt 30 während des Öffnens den Entladungsbogen praktisch auf die Zelle zu schiebt, was dessen Auslöschung beschleunigt.
Das Ausführungsbeispiel der kinematischen Schalteinheit ist ebenfalls von spezieller Bedeutung: Es ist durch sehr kompakte Teile gebildet, so daß es möglich ist, schnellere Trenngeschwindigkeiten zu nutzen, mit den offensichtlichen, damit einhergehenden Vorteilen.
Gemäß eines bevorzugten, aber nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels ist die kinematische Einheit zum Bewegen des bewegbaren Kontaktes 30, welche allgemein durch die Bezugsziffer 11 bezeichnet wird, durch einen Gelenkarm 41, welcher in einer in dem Körper 43, von dem aus sich das Schaltglied bzw. der Hebel 4 erstreckt, ausgebildeten Ausnehmung 42 gelenkig gelagert ist.
Der Gelenkarm 41 greift an einem Arm 44 eines Bewegungshebels, der allgemein mit der Bezugsziffer 45 bezeichnet ist und bei 46 an einem ersten mit dem kastenartigen Körper 1 verbundenen Achszapfen gelenkig gelagert ist, an. Die anderen Arme 47 des Bewegungshebels 45 sind mit einem Paar von Verbindungselementen 50, welche an ihrem anderen Ende mit dem Ende 51 eines Querträgers 52 gelenkig verbunden sind, gelenkig verbünden.
Die Enden 51 können in von einem Eingriffhebel 54, welcher U-förmig ist und an einem zweiten, starr mit dem kastenartigen Körper verbundenen Achszapfen 56 gelenkig gelagert ist, gebildete Schlitze 53 gleiten.
Der Hebel zum Eingriff mit der Verriegelungsnase 59 wirkt mit dem Verriegelungsdorn 60 eines Kontrollelements 61, welches um einen dritten Achszapfen 62 schwingt und in einem unteren Bereich mit einer Verlängerung 63 zum Eingriff mit der thermischen Auslösevorrichtung ausgeführt ist, während ein magnetisches Intervenieren an dem Haken 66 gegeben ist, zusammen.
An der Seite des Achszapfens 62 weist das Kontrollelement 61 den Haken 66 auf, welcher mit dem bewegbaren Kontakt 30 zusammenwirkt:
Eine Verschiebung des bewegbaren Kerns des magnetischen Unterbrechers greift in eine Falte 17 des bewegbaren Kontaktes 30 ein, um ein schnelleres Öffnen zu gewährleisten.
Ein Verbindungsbereich 70 ist gegenüber dem Haken 66 angeordnet und wirkt mit einem Antriebshebel 71 zusammen, welcher in der Praxis den Zweck hat, das Auslösen von zwei Unterbrechern, welche in demselben kastenartigen Körper und symmetrisch zueinander bezüglich der Mittelachse angeordnet sind, zu kombinieren und ebenfalls optional die Komponenten eines seitlich angrenzenden kastenartigen Körpers zu betätigen.
Das andere Ende des Querträgers 52 greift in eine in einer Federführung 76, die an dem bewegbaren Kontakt 30 über einen angenieteten Achszapfen 78 beweglich gelagert ist und über eine mit der Bezugsziffer 77 bezeichneten Kontaktfeder angedrückt wird, gebildete Ausnehmung 75 ein.
Während des praktischen Betriebes, ausgehend von der in Fig. 6 dargestellten geöffneten Position wird der Bewegungshebel 45 durch Drehen des Schaltgliedes 4 dazu gebracht, im Uhrzeigersinn zu schwingen, mit einer daraus folgenden Drehung der Verbindungselemente 50, welche durch das Zusammenwirken mit dem Ende des an dem Eingriffhebel 54 angeordneten Querträgers 52 die drehende Verschiebung des bewegbaren Kontaktes 30 bewirkt, woraufhin die Verriegelungsnase 59 des Eingriffhebels 54 so angeordnet wird, daß sie an dem Verriegelungsdorn 60 angreift, welcher die geschlossene Position des Kontaktes hält.
Im Falle eines automatischen Auslösens, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, bewirkt das Verschwingen des Kontrollelements 61 die Drehung des Eingriffhebels 54, welcher nicht länger durch den Dorn 60 zurückgehalten wird, mit dem daraus resultierenden Anheben des bewegbaren Kontaktes, welcher durch eine Antriebsfeder 68 bewegt wird.
Es sollte selbstverständlich angemerkt werden, daß das Schaltglied 4 ebenfalls seine Stellung ändert; in Fig. 10 ist dieses Teil noch in seiner geschlossenen Position gezeigt.
Durch die oben gegebene Beschreibung ist es daher offensichtlich, daß die Erfindung die gestellte Aufgabe löst und die angestrebten Ziele erreicht, und speziell wird die Tatsache betont, daß das Bereitstellen einer Struktur, welche es erlaubt, ein magnetisches und ein thermisches Schutzelement, die Ableitzelle und die kinematische Einheit zum Schalten des Auslösens in einer einzigen Hälfte des standardisierten kastenartigen Körpers, wie er normalerweise zum Aufbau elektrischer Konsolen verwendet wird, es erlaubt, ein hochgradig praktisches und vielseitiges System einzuführen mit dem Vorteil, in der Lage zu sein, die disparatesten Lösungen zu bieten.
Es ist sogar möglich, in der Hälfte des kastenartigen Körpers, die im wesentlichen ungenutzt ist, einen neutralen Pol, einen zweiten abgesicherten Pol, die differentielle Absicherung der geschützten Pole bereitzustellen, und somit in der Praxis die genutzten Räume in Richtung der Breite zu halbieren, da ein einziges Modul die Verdopplung der Funktionalität in Hinblick auf die Module erlaubt, die gewöhnlich kommerziell erhältlich sind.
Die somit erhaltene Erfindung kann einer Vielzahl von Modifikationen unterworfen werden, welche alle innerhalb des erfindungsgemäßen Konzeptes liegen, wie es durch die Ansprüche definiert wird.

Claims

1. Modularer automatischer Schutzschalter mit optimierter Raumausnutzung mit einem flachen, kastenartigen Körper (1), welcher auf seiner rückwärtigen Fläche ein Mittel (2) zum Verbinden mit einer omega-förmigen Führung und auf seiner Vorderfläche einen zentralen Vorsprung (3) aufweist, an dem ein Schaltglied (4) zugänglich ist, wobei der kastenartige Körper mindestens eine elektrische Komponente enthält, die ein elektrisches Schutzelement (10), mindestens eine kinematische Einheit (11) zum Bewegen eines bewegbaren elektrischen Kontaktes und mindestens eine Ableitzelle (snuffer cell) (12) enthält, wobei das elektrische Schutzelement (10) die kinematische Einheit (11) und die Ableitzelle (snuffer cell) (12) wechselseitig wirkend miteinander verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß er in demselben kastenartigen Körper zwei verschiedene elektrische Komponenten aufweist, von denen jede für sich jeweils die Hälfte des durch den kastenartigen Körper gebildeten Raumes einnimmt, daß das elektrische Schutzelement (10), die kinematische Einheit (11) und die Ableitzelle (snuffer cell) (12) der mindestens einen elektrischen Komponente nicht mehr als die Hälfte des durch den kastenartigen Körper (1) gebildeten Innenvolumens einnehmen, das elektrische Schutzelement (10) rechts oberhalb der Ableitzelle (snuffer cell) (12) angeordnet ist, die Einzelteile oder Elemente der Ableitzelle (snuffer cell) (12) vertikal in bezug auf die rückwärtige Fläche des Körpers angeordnet sind und die andere Hälfte des Innenvolumens von einer separaten elektrischen Komponente eingenommen wird und daß das elektrische Schutzelement (10) oberhalb der Ableitzelle (snuffer cell) (12) und die kinematische Einheit (11) zum Bewegen des bewegbaren elektrischen Kontaktes zwischen dem elektrischen Schutzelement (10) und der Ableitzelle (snuffer cell) (12) angeordnet ist.

2. Automatischer Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hälfte des Innenvolumens durch eine Mittelebene, die durch das Schaltglied verläuft, abgegrenzt ist.

3. Automatischer Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Schutzelement (10) an dem zentralen Vorsprung (3) innerhalb der zwischen den Wänden des Vorsprunges und der Mittelebene, die durch den Angelpunkt des Schaltgliedes (4) verläuft, gebildeten Hälfte angeordnet ist, wobei die Ableitzelle (snuffer cell) (12) an der rückwärtigen Fläche des kastenartigen Körpers (1) und die kinematische Schalteinheit (11) zwischen dem elektrischen Schutzelement (10) und der Ableitzelle (snuffer cell) (12) angeordnet ist.

4. Automatischer Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitzelle (snuffer cell) (12) aus Komponenten gebildet wird, die eine hohe Durchbruchkapazität aufweisen und einen bewegbaren Kontakt beinhalten, der so angeordnet ist, daß er einen Lichtbogen in Richtung der Zelle verschiebt, wenn dieser Kontakt öffnet.

5. Automatischer Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kinematische Einheit (11) zum Bewegen des bewegbaren Kontaktes einen Gelenkarm (41) aufweist, der in eine Ausnehmung (42) in dem Körper (43), von dem aus sich das Schaltglied erstreckt, gelenkig gelagert ist, wobei der Gelenkarm an einem Arm (44) eines Bewegungshebels (45) angreift, der an dem kastenartigen Körper (1) über einen Achszapfen gelenkig gelagert ist und mit einem anderen Arm des Hebels mittels eines Paares von Verbindungselementen (50) gelenkig verbunden ist, welche wiederum gelenkig mit den Enden (51) eines Querträgers (52) verbunden sind und in einen durch einen Eingriffhebel (54), der um einen zweiten, starr mit dem kastenartigen Körper verbundenen Achszapfen (56) drehbar gelagert ist, gebildeten Schlitz (53) gleiten können, wobei der Eingriffhebel (54) mit einem Kontrollelement (61) zusammenwirkt, welches um einen dritten Achszapfen (62) schwingt und eine Verlängerung (63) zum Eingriff mit einer thermischen und magnetischen Auslösevorrichtung aufweist, und wobei das Kontrollelement einen Verriegelungsdorn aufweist, mit dem eine Verriegelungsnase zusammenwirkt, welche von dem Eingriffhebel vorragt.

6. Automatischer Schutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur magnetischen und thermischen Intervention an einem Haken (66) des Kontrollelementes (61) zusammenwirken, welcher seitlich an dem dritten Achszapfen (62) angeordnet ist.

7. Automatischer Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Verbindungsbereich aufweist, der mit einem Antriebshebel (71) sowohl zum Kuppeln, hinsichtlich des Auslösens, von zwei in demselben kastenartigen Körper und bezüglich der Mittelachse symmetrisch angeordneten Unterbrechern als auch zum optionalen Betätigen elektrischer Komponenten eines lateral angrenzenden kastenartigen Körpers, zusammenwirkt.

8. Automatischer Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitzelle (snuffer cell) (12) aus Teilen gebildet wird, die im rechten Winkel bezogen auf die rückwärtige Fläche des kastenartigen Körpers angeordnet sind.