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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen elektrischen Lastschalter zur Einstellung der Kontakte, umfassend
bewegliche Hebel für
jede elektrische Phase mit Hauptkontakten und Lichtbogen-Unterbrecherkontakten,
die mit auf einer Anschlußleiste
angeordneten Hauptkontakten und Lichtbogen-Unterbrecherkontakten
zusammenwirken.
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Aus dem Dokument US-A-5519180 ist
ein elektrischer Lastschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 bekannt.
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Aus dem Stand der Technik ist es
bekannt, daß industrielle
Niedrigvolt-Lastschalter hauptsächlich
zwei Aufgaben erfüllen:
sie ermöglichen
das Fließen
eines Nennstroms und unterbrechen größere Überlasten oder Kurzschlußströme. Hinsichtlich
der elektrischen Kontakte stehen diese beiden Aufgaben zueinander
im Widerspruch.
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Um nun einen geringen Verbrauch und
geringe Arbeitstemperaturen während
des Flusses des Nennstroms sicherzustellen, benötigen die elektrischen Kontakte
eine geringe Resistivität.
Andererseits müssen
die Kontakte zum Zwecke der Unterbrechung von Überströmen gegenüber dem elektrischen Lichtbogen,
der während
der Unterbrechung eines Überstroms
oder Kurzschlusses entsteht, hohen Widerstand und damit hohe Resistivität aufweisen.
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Da es unmöglich ist, mit Einsatz des
gleichen Materials zugleich eine geringe Resistivität sowie eine
hohe thermische Resistenz zu erzielen, werden die Aufgaben, den
Nennstrom zu übertragen
und Überströme zu unterbrechen
von zwei gesonderten Kontakten aus unterschiedlichem Material erfüllt.
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Die Funktion, den Nennstrom zu übertragen, wird
von den ersten Kontakten oder den Hauptkontakten erfüllt, die
aus einem weicheren Material hergestellt sind. Die Funktion, Überströme oder
Kurzschlußströme zu unterbrechen,
wird von zweiten Kontakten oder Lichtbogen-Unterbrecherkontakten übernommen,
die aus einem härteren
Material hergestellt sind.
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Metalleinsätze, welche die Hauptkontakte und
die beweglichen Lichtbogen-Unterbrecherkontakte bilden, werden auf
unterschiedlicher Höhe
auf beweglichen Hebeln angeordnet, die von Kurbeln getragen sind,
die an dem Gehäuse
des Lastschalters schwenkbar angeordnet sind. Entsprechende Metalleinsätze, welche
die Hauptkontakte und die feststehenden Lichtbogen-Unterbrecherkontakte
bilden, werden an dem Ende oberer Anschlußleisten des Lastschalters
angeordnet.
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Durch eine bekannte Verbindung wird
während
der Phase der Inbetriebnahme die Bewegung der kontakttragenden Hebel
hervorgerufen, wodurch von den Hauptkontakten auf die Lichtbogen-Unterbrecherkontakte
umgeschalten wird. Um den effizienten Betrieb des Lastsschalters
sicherzustellen, ist es notwendig, daß das Umschalten von den Hauptkontakten
auf die Lichtbogen-Unterbrecherkontakte in einer exakten Zeitfolge
stattfindet. Die gewünschte
Exaktheit der Zeitfolge erhält
man durch Einstellen des Abstands der entsprechenden feststehenden
und beweglichen Kontakte.
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Derzeit wird dieses Einstellen durch
das Drehen der beweglichen kontakttragenden Hebel mit Hilfe eines
bekannten Justiermittels erzielt, das auf jeden kontakttragenden
Hebel wirkt.
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Der Vorgang des Einstellens der Position
der einzelnen Kontakte des gesamten Lastschalters ist sehr arbeits-
und zeitaufwendig, da in dem Lastsschalter drei oder vier elektrische
Phasen vorhanden sind, von denen jede mit mehreren, beispielsweise
acht, kontakttragenden Hebeln ausgebildet ist, von denen jeder einen
Hauptkontakt und einen Lichtbogen-Unterbrecherkontakt hat.
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Diese Arbeitsvorgänge werden für gewöhnlich von
speziell ausgebildeten Kräften
unter Verwendung von Fühlerlehren
durchgeführt,
die zwischen den jeweiligen feststehenden und beweglichen Lichtbogen-Unterbrecherkontakten
angeordnet werden, wenn der Lastschalter geschlossen wird und wenn somit
die Hauptkontakte geschlossen werden. Der Einstellungsvorgang erfolgt
durch das Schwenken der einzelnen kontakttragenden Hebel, so lange
bis die Fühlerlehre
mit einer gewünschten
Kraft zwischen die Lichtbogen-Unterbrecherkontakte
geklemmt ist.
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Es versteht sich, daß dieser
Arbeitsvorgang eine gewisse Präzision
bei der Durchführung
verlangt und daß,
im Hinblick auf die beträchtliche
Anzahl von Kontakten in dem Lastschalter, diese Phase der Herstellung
des Lastschalters somit sehr viel Zeit in Anspruch nimmt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen und die
gleichzeitige Einstellung aller Kontakte des Lastschalters durch
einige einfache Arbeitsvorgänge vorzunehmen.
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Die Aufgaben der Erfindung werden
erfüllt durch
einen elektrischen Lastschalter mit Mitteln zur Einstellung der
Kontakte umfassend bewegliche Hebel für jede elektrische Phase mit
Hauptkontakten und Lichtbogen-Unterbrecherkontakten, die mit Hauptkontakten
und Lichtbogen-Unterbrecherkontakten zusammenwirken, die auf einer
Anschlußleiste
angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zapfen eine Drehkurbel
aufnimmt, die von Federn belasteten Hebel der Kontakte an der Kurbel
drehpunktgelagert sind, die Kurbel betriebsmäßig mit einer Verbindungsstange
verbunden ist, die gelenkig mit einer Betätigungswelle verbunden ist,
und jedes Ende der Betätigungswelle
von translatorisch beweglichen Einstellträgern getragen ist.
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Eine einfache konstruktionsmäßige Realisierung
der Erfindung kann darin bestehen, die Träger als Gleitstücke auszubilden,
die in Schlitzen verschiebbar sind, die in den Widerlagern des Gehäuses des
Lastschalters ausgebildet sind, und an den Trägern Mittel zur Einstellung
der Gleitstück-Position vorzusehen.
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Vorteilhafterweise weist das Gleitstück seitlich
einen Sitz für
den Kopf einer Schraube auf, wobei die Schraube in einer Gewindebohrung
aufgenommen ist, die auf einem Vorsprung angeordnet ist, der seitlich
zu dem Schlitz ausgebildet ist, und die Schraube durch eine Mutter
festgestellt ist.
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Um ein präzises und somit spielfreies
Einstellen zu erzielen, berühren
die Innenflächen
des an dem Gleitstück
ausgebildeten Sitzes die Ober- und Unterflächen des Kopfs der Einstellschraube.
Um die Schließ-
und Öffnungsbewegung
des Lastschalters zu vereinfachen, haben die Gleitstücke für die Zapfen der
Betätigungswelle
Aufnahmen aus einem selbstschmierenden Material.
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Der Vorteil der vorliegenden Erfindung
besteht hauptsächlich
in einer vereinfachten und bequemeren Vornahme der gleichzeitigen
Einstellung der Kontakte des Lastschalters.
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Ein Vorteil liegt ferner in der Reduzierung
der für
die Einstellung der Kontakte benötigten
Komponenten, wodurch eine Vereinfachung und Verkürzung der Montagephasen des
Lastschalters erzielt wird.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird
im folgenden anhand einer beispielhaft gewählten und in den beiliegenden
Zeichnungen dargestellten Ausführungsform
näher erläutert:
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1 ist
eine axonometrische Teilschnittansicht des Mechanismus zur Betätigung der
Kontakte einer elektrischen Phase eines Lastschalters;
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2 ist
eine axonometrische Teilschnittansicht eines Trägers zum Einstellen der Betätigungswelle;
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3 zeigt
den Träger
der Betätigungswelle in
Richtung des mit X gekennzeichneten Pfeils der 2;
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4 ist
eine schematische Seitenansicht des Mechanismus der 1 im teilweisen Querschnitt.
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Da die Konstruktions- und Betätigungsweise des
elektrischen Lastschalters im wesentlichen bekannt sind, werden
im folgenden nur die Teile erläutert,
die an der Erfindung neu und wesentlich sind.
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Anhand der Figuren sind manche der
Komponenten zu erkennen, die eine der Phasen eines Lastschalters
bilden, der in der geschlossenen Position dargestellt ist.
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Eine Betätigungswelle 1 ist über eine
isolierende Verbindungsstange 2 mit einer Kurbel verbunden,
die den Träger
für Hebel
mit beweglichen Kontakten bildet, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 versehen
sind.
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Die Kurbel 3 kann um einen
Zapfen 12 schwenken, der mit den Widerlagern 21 des
Lastschalters einstückig
ausgebildet ist.
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Die beweglichen Kontakte 4 sind
beispielsweise durch acht Hebel oder Finger 5 ausgebildet, von
denen jeder einen Hauptkontakt 6 und einen Lichtbogen-Unterbrecherkontakt 7 umfaßt. Die
feststehenden Kontakte, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 8 versehen
sind, liegen gegenüber
den beweglichen Kontakten 6, 7. Die feststehenden
Hauptkontakte 9 und die Lichtbogen-Unterbrecherkontakte sind
von einer oberen Anschlußleiste 11 getragen, die
zur elektrischen Verbindung des Lastschalters mit der elektrischen
Anlage verwendet wird.
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Über
Federn 13 werden die Hebel 5, welche die beweglichen
Hauptkontakte 6 tragen, mit einer Kraft gegen die feststehenden
Hauptkontakte 9 gedrückt,
die nötig
ist, um ein ausreichendes Kontaktfeld zu erzeugen, um einen geringen
elektrischen Widerstand sicherzustellen und um ferner die Verbindung
aus Kurbel 3, Verbindungsstange 2 und Betätigungswelle 1 vorzuspannen.
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Die Betätigungswelle 1 überträgt eine
Bewegung, die durch eine nicht dargestellten Steuerung erzeugt wird,
gleichzeitig auf die drei oder vier Phasen des Lastschalters. In
den Figuren ist nur eine Phase dargestellt. Die Enden der Betätigungswelle 1 sind über einen
insgesamt mit dem Bezugszeichen 20 versehenen Träger mit
den Widerlagern 21 des Gehäuses des Lastschalters verbunden.
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Anhand der 2 und 3 sind
die Hauptkomponenten zu sehen, welche den einstellbaren Träger 20 bilden.
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Der Zapfen der Betätigungswelle 1,
in diesem Fall der Endzapfen 22, ist in einen kreisförmigen Sitz
eines Gleitstücks 23 eingeführt.
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Vorteilhafterweise ist der kreisförmige Sitz aus
einem selbstschmierenden Material hergestellt, um die Reibung zwischen
dem Zapfen 22 und dem kreisförmigen Sitz während des
Drehens der Betätigungswelle 1 zu
verringern.
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Das Gleitstück 23 weist eine seitliche
zylindrische Erweiterung 24 auf, die eine Fortsetzung des kreisförmigen Sitzes
des Zapfens 22 bildet. Die zylindrische Erweiterung 24 ist
in einen Schlitz 25 eingeführt, der in den Widerlagern 21 des
Gehäuses
ausgebildet ist. Dieser Schlitz bildet eine Führung, in der die zylindrische
Erweiterung 24 des Gleitstücks 23 verschiebbar
ist.
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An der Vorderseite des Gleitstücks 23 ist
ein Sitz 26 für
den Kopf 27 einer Schraube 28 ausgebildet. Der
Sitz 26, der in dem Gleitstück 23 ausgebildet ist,
umschließt
den Kopf 27 der Schraube 28, wodurch eine axiale
Bewegung der Schraube relativ zu dem Gleitstück verhindert wird. Insbesondere
sind die Flächen
des Sitzes 26 in Kontakt mit den Ober- und Unterflächen des
Kopfes 27 der Schraube 28.
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Ein Vorsprung 30 ist vor
dem Schlitz 25 mit der Seitenfläche 21 verbunden,
um einen Anschlag für
das Gleitstück 23 zu
bilden.
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Der Schaft der Schraube 28 ist
in eine Gewindebohrung in dem Vorsprung 30 eingeschraubt und
steht von dem abgewandten Abschnitt des Vorsprungs 30 ab.
Eine Mutter 31 ist auf den Schaft der Schraube 28 geschraubt
und steht von dem Vorsprung 30 ab.
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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist anhand der 4 zu
sehen.
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Die Betätigungswelle 1 steuert über die
isolierende Verbindungsstange 2 die Schwenkbewegung (in
die mit den Pfeilen A und B gekennzeichnete Richtung) um den Zapfen 12 der
Kurbel 3, welche die beweglichen Kontakte trägt.
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Die Betätigungswelle 1 ist
an dem Gleitstück 23 angeordnet,
das sich in den Schlitzen 25, die in den Widerlagern oder
in den zentralen Rippen des Gehäuses
des Lastschalters ausgebildet sind, translatorisch bewegt. Durch
das Lösen
der Mutter 31 ist es möglich,
die Schraube 28 zu drehen und das Gleitstück 23,
das die Betätigungswelle 1 trägt, in dem Schlitz 25 in
den vorderen Bereich (F) des Lastschalters oder in den hinteren
Bereich (R) des Lastschalters zu verschieben, wobei eine Drehbewegung
der Kurbel 3, welche die beweglichen Kontakte trägt, gegenüber dem
Kurbelzapfen 12 im Uhrzeigersinn (in Richtung des Pfeiles
B), bzw. gegen der Uhrzeigersinn (in Richtung des Pfeiles A) entsteht.
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Durch die Drehpunktwirkung, die an
dem Punkt, an dem sich die feststehenden 9 und die beweglichen
Hauptkontakte 6 gegenüberliegen
infolge der Verschiebung des Gleitstücks 23 in den vorderen Bereich
(F) beziehungsweise in den hinteren Bereich (R) des Lastschalters
entsteht, drehen sich die Finger 5, wobei der Abstand (D)
zwischen den feststehenden 10 und den beweglichen Lichtbogen-Unterbrecherkontakten 7 des
Lastschalters zunimmt, beziehungsweise abnimmt.
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Der Abstand zwischen den Lichtbogen-Unterbrecherkontakten 10, 7 ist
somit eine gestaltungsbedingte Größe, welche die Zeitfolge für das Umschalten
des Stroms von den Hauptkontakten 9, 6 auf die
Lichtbogen-Unterbrecherkontakte 10, 7 definiert, um
den Verschleiß der
aus weichem Material bestehenden Hauptkontakte 9, 6 aufgrund
des Erlöschens des
elektrischen Lichtbogens während
der Inbetriebnahme des Lastschalters zu verhindern.
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Durch das Feststellen der Mutter 31 ist
sichergestellt, daß Einstellungen
während
der gesamten Arbeitszeit des Lastschalters ungehindert erfolgen
können.
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Das gleichzeitige Einstellen der
Abstände zwischen
allen Lichtbogen-Unterbrecherkontakten 10, 7 durch
das Verschieben der Träger 20 der
Betätigungswelle 1 setzt
das präzise
Ausrichten der Finger 5 voraus, welche die beweglichen
Kontakte 6, 7 tragen. Ein derartiges Ausrichten
muß in
der Gestaltungs- und Montagephase durch eine gute Kontruktionstoleranz
sichergestellt sein.