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Die
Erfindung betrifft eine Auslöseeinrichtung
für einen
elektrischen Leistungsschalter, die
- – einen
drehbaren Auslösehebel,
der in der aktiven Stellung mit einem Betätigungsorgan zusammenwirkt,
um bei Auftreten eines elektrischen Fehlers den Schaltmechanismus
mit einem Auslösebefehl
zu beaufschlagen,
- – ein
Meldeorgan zur Signalisierung des Fehlers nach Auslösung des
Schaltmechanismus',
- – sowie
Rückstellmittel
zur Überführung des
Auslösehebels
in eine inaktive Stellung umfasst, die das Wiedereinschalten des
Leistungsschalters erlaubt.
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Die
SDE-Fehlermeldefunktion zeigt an, dass eine Auslösung aufgrund eines elektrischen
Fehlers erfolgt ist. Es handelt sich um eine mechanische und elektrische
Meldefunktion, die gleichzeitig den Leistungsschalter in der Ausschaltstellung
verriegelt. Die Wiedereinschaltung des Leistungsschalters ist erst dann
möglich,
wenn der Anwender zuvor die Verriegelung durch Überführung des Meldeorgans in eine Ruhestellung
aufgehoben hat.
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Bei
einigen Anwendungen wurde bereits vorgeschlagen, zur Aufrechterhaltung
der Betriebskontinuität
die Wiedereinschaltung des Leistungsschalters nach einer Auslösung zu
gewährleisten
und gleichzeitig die Fehlerinformation zu erhalten. Die derzeit
bekannten Auslösesysteme
sind nicht konfigurierbar und müssen
werksseitig voreingestellt werden.
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Auf
diese Weise erhält
man zwei Leistungsschaltertypen:
- – einen
ersten Leistungsschaltertyp, bei dem ein Wiedereinschalten der Kontakte
nicht möglich
ist, solange die Fehlermeldung nicht quittiert wird,
- – oder
einen zweiten Leistungsschaltertyp, bei dem das Wiedereinschalten
der Kontakte mit Erhaltung der Fehlerinformation möglich ist.
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Diese
beiden Auslösesysteme
komplizieren die Fertigungsorganisation im Werk. Darüber hinaus muss
sich der Kunde in Abhängigkeit
von seiner Anwendung bereits bei der Bestellung für einen
bestimmten Auslösetyp
entscheiden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auslöseeinrichtung für einen
Leistungsschalter mit Fehlermeldefunktion zu schaffen, bei dem der Kunde
selbst die Betriebsart mit oder ohne Möglichkeit zur Wiedereinschaltung
des Leistungsschalters bei Anstehen einer Fehlermeldung einstellen
kann.
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Die
erfindungsgemäße Auslöseeinrichtung ist
dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösehebel in ein, dem Auslösebolzen
des Betätigungsorgans zugeordnetes
erstes Betätigungsteil
sowie ein, mit dem Meldeorgan zusammenwirkendes zweites Betätigungsteil
unterteilt ist, dass zwischen den beiden Betätigungsteilen eine mechanische
Kupplungsverbindung angeordnet ist, die zwischen einer eingekuppelten
Stellung und einer ausgekuppelten Stellung verstellt werden kann,
und dass ein Steuerhebel die Verriegelung des zweiten Betätigungsteils
in der aktiven Stellung gewährleistet,
um die am Meldeorgan anstehende Fehlerinformation zu erhalten, während das
erste Betätigungsteil
automatisch in die inaktive Stellung zurückkehrt, wenn sich die genannte
mechanische Verbindung in der ausgekuppelten Stellung befindet.
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Nach
einem kennzeichnenden Merkmal der Erfindung kann die mechanische
Kupplungsverbindung zwischen den beiden Betätigungsteilen des Auslösehebels
von der eingekuppelten Stellung in die ausgekuppelte Stellung und
umgekehrt überführt werden.
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Nach
einem weiteren kennzeichnenden Merkmal der Erfindung ist der Steuerhebel
gelenkig auf einer Achse montiert und kann zwischen einer ersten
Stellung mit Rückhaltung
des zweiten Betätigungsteils
in der inaktiven Stellung und einer zweiten Stellung verschwenkt
werden, welche die genannte Verriegelung in der aktiven Stellung
gewährleistet. Eine
Rückstellfeder
beaufschlagt den Steuerhebel nach dem Auslösen des Schaltmechanismus' in Richtung der
genannten zweiten Verriegelungsstellung.
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Nach
einer vorzugsweisen Ausgestaltung umfasst die mechanische Kupplungsverbindung
ein positives Kupplungselement zur Bewegungsübertragung, das dazu dient,
nach einer Relativbewegung der beiden Betätigungsteile zueinander mit
einem negativen Kupplungselement zusammenzuwirken. Jedes Betätigungsteil
des Auslösehebels
wird durch eine Rückstellfeder
in Richtung der inaktiven Stellung beaufschlagt. Das Meldeorgan
zur Signalisierung des elektrischen Fehlers umfasst einen Hilfskontakt, der über einen Übertragungshebel
angesteuert wird, wenn das zweite Betätigungsteil in die aktive Stellung überführt wird.
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Zum
besseren Verständnis
ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer
Vorteile und Merkmale näher
erläutert.
Dabei zeigen
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1 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung;
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2 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht des Auslösehebels
aus 1;
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3 eine
Querschnittsansicht längs
der Achse 3-3 aus 1 mit Darstellung der mechanischen
Kupplungsverbindung in der eingekuppelten Stellung;
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4 eine
zu 3 analoge Ansicht mit Darstellung der mechanischen
Kupplungsverbindung in der ausgekuppelten Stellung;
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5 einen
Längsschnitt
entlang der Achse 5-5 aus 1 mit Darstellung
des Auslösehebels
in der inaktiven Stellung entsprechend einer Nicht-Auslösung;
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6 eine
zu 5 analoge Ansicht nach Auslösung der Auslöseeinrichtung.
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1 zeigt
eine bei Auftreten eines elektrischen Fehlers ansprechende Auslöseeinrichtung 10, die
einem Schaltmechanismus 12 zugeordnet ist, um bei Erfassung
eines Fehlerstroms die Trennung der Kontakte eines Leistungsschalters
zu bewirken. Die Auslöseeinrichtung 10 ist
in einem Isolierstoffgehäuse 14 angeordnet,
das ein Betätigungsorgan 16,
welches mit einem drehbaren Auslösehebel 18 zusammenwirkt,
sowie ein als SDE-Funktion zur Signalisierung eines elektrischen
Fehlers bezeichnetes Meldeorgan 20 enthält.
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Das
Betätigungsorgan 16 umfasst
ein elektromagnetisches Relais, das in einem Abteil 22 des Gehäuses 14 angeordnet
ist und eine Steuerspule umfasst, die elektrisch mit einer mit den
Stromwandlern (nicht dargestellt) verbundenen Verarbeitungsschaltung
verbunden ist. Das Betätigungsorgan 16 umfasst
einen geradlinig verschiebbaren Magnetkern, der mit einem Auslösebolzen 24 gekoppelt
ist, welcher eine Gespannt-Stellung
und eine Entspannt-Stellung einnehmen kann, wenn der Erregerstrom
der Spule einen bestimmten Schwellwert unter- bzw. überschreitet.
Das Relais kann von seiner Bauart gemäß der Druckschrift FR-A-2.573.570
ausgeführt
sein, wobei jedoch selbstverständlich
auch die Verwendung jeder andere Art von Relais möglich ist.
Der Auslösebolzen 24 des
Relais' ist senkrecht
zu dem querliegenden Auslösehebel 18 angeordnet,
an dem eine seitliche Zunge 26 zur Übertragung des Auslösebefehls
auf den Steuernocken 28 der Ausschaltverklinkung des Schaltmechanismus' 12 ausgebildet
ist.
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Die
Anordnung aus Zunge 26 des ersten Teils 30 und
Nocken 28 bildet eine mechanische Auslöseverbindung 29 mit
dem Schaltmechanismus 12.
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Das
Meldeorgan 20 besteht aus einem Hilfskontakt 27,
der eine Auslösung
aufgrund eines elektrischen Fehlers meldet, wenn sich der Auslösehebel 18 nach
dem Ansprechen des Relais' in
die aktive Stellung verschiebt.
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Wie
aus den 2 bis 6 hervorgeht, umfasst
der Auslösehebel 18 zwei
unterschiedliche Betätigungsteile 30, 32,
die längs
der Drehachse 34 in Querrichtung fluchtend zueinander angeordnet sind.
Die beiden Teile 30, 32 umfassen eine mechanische
Kupplungsverbindung 36, die zwischen einer eingekuppelten
Stellung (2 und 1) und einer ausgekuppelten
Stellung (4) verstellt werden kann.
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In
der eingekuppelten Stellung sind die beiden Betätigungsteile 30, 32 miteinander
verbunden und werden gemeinsam verschwenkt, so dass sie einen einstückigen Auslösehebel 18 bilden,
der beim Übergang
des Betätigungsorgans 16 in
die Ausgelöst-Stellung verriegelt
wird. Die Verriegelung des Auslösehebels 18 wird
mit Hilfe eines Steuerhebels 38 gewährleistet, der mit dem zweiten
Betätigungsteil 32 zusammenwirkt.
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Der
Steuerhebel 38 ist gelenkig auf einer Zwischenachse 40 gelagert
und kann zwischen einer ersten Stellung mit Rückhaltung des zweiten Teils 32 in
der inaktiven Stellung (5) und einer zweiten Stellung
mit Verriegelung des zweiten Teils 32 in der Ausgelöst-Meldestellung
(6) verschwenkt werden. An einem der Enden des
Steuerhebels 38 ist eine Rückhaltenase 42 ausgebildet,
die in der ersten Stellung mit einer Auflagefläche 44 des zweiten
Teils 32 (5) zusammenwirkt. Das gegenüberliegende Ende 45 des
Steuerhebels 38 wird durch eine Druckfeder 46 beaufschlagt,
die versucht, den genannten Hebel 38 nach Verlassen der
Auflagefläche 44 in
die zweite Verriegelungsstellung zu verbringen (6).
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Jedes
Betätigungsteil
(30, 32) des Auslösehebels 18 wird in
Richtung der inaktiven Stellung durch eine Rückstellfeder 48, 50 beaufschlagt,
die als um einen Zylinderzapfen 52, 54 des zugeordneten Teils 30, 32 geführte Drehfeder
ausgebildet ist. Am ersten Betätigungsteil 30 ist
ein erster Drehzapfen 56 ausgebildet, der in einem Lager
in einer der Seitenwände
des Gehäuses 14 gelagert
ist.
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Entsprechend
dazu ist am zweiten Betätigungsteil 32 ein
zweiter Drehzapfen 58 ausgebildet, der in einem Lager auf
der gegenüberliegenden
Seite gelagert ist und mit dem ersten Drehzapfen 56 fluchtet,
um so die Drehachse 34 des Auslösehebels 18 zu bilden.
Der Zapfen 54 des zweiten Teils 32 ist in Axialrichtung
durch eine Halbwelle 62 verlängert, die einer am ersten
Betätigungsteil 30 ausgebildeten
anderen Halbwelle 60 gegenüber liegt.
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Die
mechanische Kupplungsverbindung 36 umfasst ein positives
Kupplungselement 64, das mit dem zweiten Betätigungsteil 32 verbunden
ist und dazu dient, durch geradlinige Verschiebung in eine Aussparung
eines im ersten Betätigungsteil 30 ausgebildeten
negativen Kupplungselements 66 einzugreifen und so die
eingekuppelte Stellung (3) herzustellen. Durch eine
geradlinige Bewegung in die entgegengesetzte Richtung wird die mechanische Kupplungsverbindung 36 in
die ausgekuppelte Stellung überführt, die
erreicht ist, sobald das positive Kupplungselement 64 aus
der Aussparung des negativen Kupplungselements 66 zurückgezogen
ist (4).
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Die
Funktionsweise der Auslöseeinrichtung 10 aus 1 bis 6 ist
wie folgt:
Die Verstellbarkeit der mechanischen Kupplungsverbindung 36 des
Auslösehebels 18 zwischen
der eingekuppelten und der ausgekuppelten Stellung bzw. umgekehrt
durch den Anwender erlaubt es, zwei Betriebsarten der erfindungsgemäßen Auslöseeinrichtung 10 herzustellen.
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Eingekuppelte
Stellung:
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Das
positive Kupplungselement 64 wird durch Annäherung des
zweiten Betätigungsteils 32 an
das erste Betätigungsteil 30 in
das negative Kupplungselement 66 eingeschoben (3),
wobei die beiden Halbwellen 60, 62 in Anschlag
gegeneinander gebracht werden. Liegt kein Fehler vor, befinden sich der
Auslösehebel 18 in
der inaktiven Stellung und das Betätigungsorgan 16 in
der Gespannt-Stellung. Die Rückhaltenase 42 liegt
auf der Auflagefläche 44 des
zweiten Betätigungsteils 32 auf,
und die Feder 46 ist komprimiert.
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Bei
Auftreten eines Fehlerstroms nimmt der Bolzen 24 des Betätigungsorgans 16 die
Ausgelöst-Stellung
ein und verschwenkt dabei das erste Teil 30 sowie das zweite
Teil 32 in die aktive Stellung. Die Nase 42 wird
freigegeben, und der Steuerhebel 38 geht unter Einwirkung
der Entspannungskraft der Feder 46 von der ersten Rückhaltestellung
in die zweite Verriegelungsstellung über. Die Zunge 26 des ersten
Betätigungsteils 30 des
Auslösehebels 18 gibt den
Auslösebefehl
an den Schaltmechanismus 12 des Leistungsschalters weiter,
und das zweite Teil 32 wirkt über einen Übertragungshebel 68 mit
dem Meldeorgan 20 zusammen, um die SDE-Funktion zur Signalisierung
des elektrischen Fehlers zu gewährleisten
(6). Die SDE-Funktion erlaubt es, dem Anwender
eine Auslösung
aufgrund eines elektrischen Fehlers zu melden, und der Steuerhebel 38 gewährleistet
die sichere Verriegelung des Auslösehebels 18 in der
aktiven Stellung. Der Leistungsschalter wird in der Ausschaltstellung
gehalten, und ein Wiedereinschalten der Kontakte ohne manuelle oder
elektromagnetische Einwirkung auf den Steuerhebel 38 ist nicht
möglich.
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Zur
Wiedereinschaltung des Leistungsschalters muss der Anwender die
Verriegelung des Auslösehebels 18 durch
Herunterdrücken
des Endes 45 des Steuerhebels 38 (siehe Pfeil
F in 6) gezielt aufheben. Die beiden Federn 50, 52 verbringen
den Auslösehebel 18 dann
erneut in die inaktive Stellung (5) und bewirken
die Verrastung des Steuerhebels 38 in der ersten Rückhaltestellung.
Anschließend
muss lediglich der Schaltmechanismus' 12 betätigt werden, um die Kontakte
des Leistungsschalters einzuschalten.
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Ausgekuppelte Stellung:
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Zur Überführung der
mechanischen Kupplungsverbindung 36 in die ausgekuppelte
Stellung ist lediglich eine einfache Rückzugsbewegung des zweiten
Betätigungsteils 32 erforderlich.
Diese Verstellbewegung kann während
des Betriebs vom Anwender vorgenommen werden (4).
Liegt kein Fehler vor, befindet sich die Auslöseeinrichtung 10 in der
Gespannt-Stellung gemäß 5.
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Sobald
das Betätigungsorgan 16 ein
Auslösesignal
als Folge eines elektrischen Fehlers erhält, werden die beiden Betätigungsteile 30, 32 des
Auslösehebels
in Richtung der aktiven Stellung verschwenkt und bewirken die Auslösung des
Leistungsschalters über
die mechanische Auslöseverbindung 29 sowie
die Meldung des elektrischen Fehlers über den Hilfskontakt 27 des
Meldeorgans 20. Die drehwirksame Mitführung des zweiten Teils 32 durch das
erste Teil 30 erfolgt nur in einer, und zwar in der der
Auslösung
entsprechenden Drehrichtung. In der entgegengesetzten Richtung ist
die Verbindung zwischen den Teilen 30, 32 vollständig aufgehoben.
Das zweite Betätigungsteil 32 bleibt
durch den Steuerhebel 38 in der aktiven Stellung verriegelt
(6), während
das erste Betätigungsteil 30 durch
die Wirkung der Rückstellfeder 48 automatisch
in die inaktive Stellung zurückkehrt.
Die SDE-Fehlermeldung bleibt erhalten, während der Leistungsschalter
wieder in den Einschaltzustand gebracht werden kann, um die Betriebskontinuität zu gewährleisten.
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Auf
diese Weise kann der Anwender nach einer Auslösung die Wiedereinschaltung
des Leistungsschalters veranlassen, ohne dass die Information über den
aufgetretenen Fehler verloren geht.
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Die
Umstellung der mechanischen Kupplungsverbindung 36 von
der eingekuppelten auf die ausgekuppelte Stellung der beiden Teile 30, 32 kann jederzeit
rückgängig gemacht
werden. Auf diese Weise ist ein Übergang
von der eingekuppelten Stellung in die ausgekuppelte Stellung und
anschließend
eine erneute Rückkehr
in die eingekuppelte Stellung in Abhängigkeit von den jeweiligen
Anwendungen des Benutzers möglich.
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Selbstverständlich können das
positive und das negative Kupplungselement der mechanischen Kupplungsverbindung 26 gegeneinander
ausgetauscht werden, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung
verlassen würde.