DE9302253U1

DE9302253U1 - Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte

Info

Publication number: DE9302253U1
Application number: DE9302253U
Authority: DE
Original assignee: Kloeckner Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1993-02-17
Filing date: 1993-02-17
Publication date: 1993-04-22
Anticipated expiration: 2003-02-18
Also published as: DE4304772C1

Description

Klöckner-Moeller GmbH -1- 15.02.1993

0 188 GM

Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte insbesondere Motorschutzschalter, bestehend aus

- einer Handbetätigungsvorrichtung,

- einem Schaltschloß, das über einen Kniehebel und ein
Übertragungsteil auf bewegliche Schaltkontakte wirkt,

- thermischen und magnetischen Auslösevorrichtungen, die auf das Schaltschloß wirken und im Fehlerfall eine Auslösung
herbeiführen.

Bei derartigen bekannten Schaltvorrichtungen erfolgt die Kontaktöffnung üblicherweise über ein Kniehebelsystem das in Verbindung mit weiteren Hebeln und Laschen die Bewegung des Schaltschlosses auf die Kontakte überträgt. Dabei wirkt das Schaltschloß bei dem Zusammenbrechen des Kniehebelsystems aufgrund der Federkraft in öffnender Weise auf die Kontakte.

Aus der EP 0 062 369 ist ein Leistungsschaltgerät bekannt, bei dem die Bewegung der Handhabe über ein unter der Kraft von Federelementen stehendens Kniehebelsystem auf die Schaltkontakte übertragen wird. Das Kniehebelsystem wird durch eine Auslöseklinke stabil gehalten. Diese Auslöseklinke wird im Fehlerfall durch Fehlererfassungselemente, die auf Überstrom oder Kurzschlußstrom reagieren, entklinkt und das Kniehebelsystem bricht zusammen. In gleicher Weise kann die Entklinkung bei dem Ausschaltvorgang mittels des Handantriebs erfolgen, damit die Abschaltung von Hand ebenfalls sprungartig unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit abläuft. Zur Realisierung dieser Funktionen ist jedoch ein aufwendiges Hebelsystem das unter der Wirkung mehrerer Federelemente steht erforderlich .

Aus der EP O 351 724 ist ein weiterer elektrischer Leistungsschalter bekannt, bei dem das Schaltschloß über eine unter dem Druck einer Federanordnung stehende Betätigungsstange auf einen drehbar gelagerten Hebel einwirkt, der die Kontaktbrükken in öffnender Weise betätigt. Die Federanordnung wirkt dabei gegen die Kontaktdruckfeder, die in schließender Weise auf die Kontaktbrücken wirkt. Hierbei ergeben sich ungünstige Federkraft- und Hebelverhältnisse und das Schaltschloß muß beim Einschalten des Leistungsschaltgerätes durch Vorspannen der Federanordnung gegen deren Federkraft betätigt werden.
Aus der EP 0 496 938 ist weiterhin ein handbetätigter Niederspannungs-Leistungsschalter bekannt, der ein aufwendiges Hebelsystem aufweist, bei dem ein Ausschalthebel, der mittels einer Ausschaltfeder vorgespannt ist, die Kontaktbrücken in öffnender Weise betätigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Schaltvorrichtung eines elektrischen Leistungsschaltgerätes derart zu verbessern, daß die Bewegung des Kniehebels toleranzarm auf die Schaltkontakte übertragen wird , wobei die Öffnung der Kontaktbrücken unter Berücksichtigung günstiger Ilebelverhältnisse durch eine zusätzliche Federanordnung erfolgt. Weiterhin liegt die Aufgabe darin, die Bewegung der Schaltkontakte ohne zwischengeschaltete Hebelelemente direkt auf zusätzliche in bekannter Weise seitlich am Grundgerät angeordnete Geräte, beispielsweise HiIfsschaltgeräte zu übertragen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Zwischenschaltung einer Umlenkbrücke, die die Bewegung des Übertragungsteils indirekt und in einem von den Hebelverhältnissen abhängigen Übersetzungsverhältnis auf den Kontaktbrückenträger überträgt, kann ein geringerer Schaltweg des Schaltschlosses in einen längeren Kontaktöffnungsweg umgesetzt werden. Hierbei erfolgt die eigentliche Kontaktöffnuns durch eine Stützfeder die eine in öffnen-

der Weise wirkende Kraftkomponente aufweist, die größer ist als die in kontaktschließender Richtung wirkende Kraftkomponente der Kontaktdruckfeder. Hieraus ergibt sich der weitere Vorteil, daß das Schaltschloß bei dem Öffnungsvorgang lediglich die Differenzkraft zwischen Stützfeder und Kontaktdruckfeder zu überwinden hat, und daß bei dem Ausschaltvorgang, wenn der Kniehebel zusammenbricht, eine schnelle Kontaktöffnung durch die Stützfeder erfolgt und daß eine sowohl Druckais auch Zugkräfte übertragende Bewegungskette von dem Kontaktbrückenträger bis zu dem Handantrieb aufgebaut wird, die bei jeder Schaltstellung der Kontaktstücke eine sichere Anzeige aufgrund der Stellung des Handantriebs signalisiert. Im Falle einer Kontaktverschweißung ließe sich sogar eine aufbrechende ' Kraft durch den Handantrieb aufbringen.
Diese Gelenkkette, die wie ein kardanisches Gelenk wirkt, ergibt sich durch das Übertragungsteil, das aus einem gebogenen Blechrahmen besteht, in dem kreuzweise eine quer zu den Strombahnen angeordnete Achse (Querachse) und eine in Richtung der Strombahnen angeordnete Achse (Längsachse) gelagert sind. Auf der Längsachse ist das Kniehebel teil gelagert, während die Querachse in formschlüssiger Wirkverbindung mit der Umlenkbrücke steht. Hierdurch ergeben sich trotz der starren Gelenkkette zwischen der Umlenkbrücke und dem Schaltschloß, die für einen reibungsarmen Bewegungsabiauf erforderlichen Freiheitsgrade .

Die Umlenkbrücke besteht aus einem Paar parallel angeordneter und durch einen Steg verbundener Ausleger, hierdurch ergibt sich eine günstigere Lagerung auf der Achse und bessere Kräfteverteilung auf die Kontaktbrücke. In den Auslegern sind schlitzförmige Aussparungen vorgesehen, in denen die Querachse angreift und die Umlenkbrücke verschwenkt, während die Längsachse in geradlinigen in Richtung der Schaltbewegung angeordneten Längsführungen eine Translationsbewegung des Übertragungsteils zuläßt.

Die Achse zur Lagerung der Umlenkbrücke ist über die Lagerstellen im Schloßträger hinaus verlängert und trägt auf mindestens einem dieser Enden, vorzugsweise jedoch auf beiden, Mitnehmer für die Übertragung der Schaltbewegung auf externe Hilfsschalter oder dergl. Die Mitnehmer sind formschlüssig mit der Umlenkbrücke verbunden und übertragen die Schwenkbewegung der Umlenkbrücke in eine Drehbewegung des Mitnehmers. Die Kupplungsnut in den Mitnehmern ist der formschlüssigen Verbindung in der Umlenkbrücke derart zugeordnet, daß eine identische Ausführung des Mitnehmers auf beiden Enden eingesetzt werden kann.

Anhand der folgenden Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Gesmtansicht der Schaltvorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Schaltschlosses:

Fig. 3 ähnlich Fig. 2 jedoch aus anderer Perspektive;

Fig. 4 einen Ausschnitt mit der Umlenkbrücke;

Fig. 5 wie Fig. 4 jedoch mit geöffneter Kontaktbrücke;

Wie Fig. 1 zeigt besteht die Schaltvorrichtung im wesentlichen aus einer Schaltkammer 6. die feststehende Kontakte 61 und 62 und eine diese verbindende Kontaktbrücke 63 aufweist. Die Kontaktbrücke 63 ist in einem Kontaktbrückenträger 64 angeordnet, der unter der Wirkung einer Kontaktdruckfeder steht. Gegen den Druck der Kontaktdruckfeder 65 wirkt das Schaltschloß 1 in kontaktöffnender Weise. Das Schaltschloß 1 besteht bekanntermaßen aus thermischen Auslösern 8 und magnetischen Schnellauslösern 7 die über die Klinkenwippe 14 ein hier nicht näher erläutertes Kniehebelsystem entklinken. Das Kniehebelsystem kann in gleicher kontaktöffnender Weise über die Antriebsachse 11 mittels eines in Fig. 3 dargestellten Handantriebs 9 entklinkt werden. Das.Schaltschloß 1 läßt sich als eigene Einheit vormontieren und kann dann mit der Schaltkammer 6 kombiniert werden.

Der Aufbau des Schaltschlosses ist aus den Fig. 2 und 3 erkennbar. Der Aufbau der Einzelteile erfolgt zwischen dem Schloßträger 10 und der in Fig. 2 gestrichelt dargestellten Schloßplatte 39. Der Antrieb erfolgt über die Handbetätigungsvorrichtung 9 die auf der Antriebsachse 11 form- oder kraftschlüssig angeordnet ist. Die Drehbewegung der Handbetätigungsvorrichtung 9 wird über eine bekannte Umlenkung auf die Schaltkulisse 15 übertragen. Die Schaltkulisse spannt einen Kniehebel 2 vor dessen Stützhebel 21 sich an der Klinkenwippe 14 abstützt und den Kniehebel 2 in einer stabilen Lage hält. Ein Kniehebelteil 22 ist an einem Übertragungsteil

4 angelenkt und überträgt die Kniehebelbewegung auf eine Umlenkbrücke 40. Die Auslösung des Kniehebels 2 erfolgt im Überstromfall durch die in Fig. 1 dargestellten thermischen 8 oder magnetischen Auslöser 7, die auf die Auslösevorrichtung

5 wirken. Die Auslösevorrichtung 5 wirkt auf die Klinkenwippe 14 und dem Stützhebel 21 wird die Stütze entzogen. Das Übertragungsteil 4 bewegt sich mit dem Kniehebelteil 22 in Richtung der Handbetätigungsvorrichtung 9. Diese Bewegungsrichtung entspricht der Kontaktöffnungsrichtung, da die Umlenkbrücke 40, die einerseits gehäusefest gelagert ist und andererseits an dem Übertragungsteil 4 angelenkt ist, in kontaktöffnender Weise auf die Kontaktbrücke wirkt, wenn der Kniehebel 2 entklinkt wird. Gleichermaßen kann die Entklinkung des Kniehebels "von Hand" mittels der Handbetätigungsvorrichtung 9 erfolgen, die über einen Ausschalthebel 13 die Klinkenwippe 14 verschwenkt und dem Stützhebel 21 die Stütze entzieht.

Das Übertragungsteil 4, das die Bewegung des Kniehebelteils 22 auf die Umlenkbrücke 40 überträgt, besteht aus einem Rahmen 41 an dem mittels der Achse 42 das Kniehebelteil 22 quer zur Achse 42 schwenkbar angelenkt ist. Die überstehenden Enden der Achse 42 sind in geradlinigen Führungen 38 in dem Schloßträger 10 und der Schloßplatte 39 für die Kontaktöffnungs-Bewegung geführt. Senkrecht zu der Achse 42 ist eine weitere Achse 43 durch den Rahmen 41 und in Aussparungen 58 in der Umlenkbrücke

40 geführt und stellt eine um die Achse 43 schwenkbare Gelenkkette zwischen der Umlenkbrücke 40 und dem Übertragungsteil 4 her, sodaß weiter über die Achse 42 und das Kniehebelteil 22 eine auf Zug und Druck beanspruchbare, jedoch um die Achsen 42 und 43 schwenkbare, Gelenkkette zwischen der Handbetätigungsvorrichtung und der, die Kontaktbrücke betätigende, Umlenkbrücke 40 realisiert ist.

Die Ankopplung der Umlenkbrücke 40 und die Wirkung auf die bewegliche Kontaktbrücke 63 ist aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich. Fig. 4 zeigt die Stellung der Umlenkbrücke 40 bei geschlossenen Kontakten. Der Kniehebel 2 ist in der gespannten (verlinkten) Stellung und wirkt über das Kniehebelteil 22 und das Übertragungsteil 4 mit der Achse 43 auf die Umlenkbrücke 40. Dabei' muß der Federdruck der Stützfeder 50 überwunden werden. Unter der Wirkung der Kontaktdruckfeder 65 wird die in einem Kontaktbrückenträger 64 geführte Kontaktbrücke 63 gegen die beiden feststehenden Kontakte 61 und 62 gedrückt.
Die Umlenkbrücke 40 ist auf der gehäusefesten Achse 44 drehbar gelagert. Die Anlenkung an das Übertragungsteil 4 erfolgt mittels der Achse 43, die in der schlitzförmigen Aussparung 58 beweglich geführt ist. Für das Schließen der Kontakte muß von dem Schaltschloß über die Achse 43 die auf den Arm 48 der Umlenkbrücke 40 wirkende Kraft der Stützfeder 50, die sich an der unteren Gehäusewand des Schaltgerätes abstützt, überwunden werden. Wie aus Fig. 3 erkennbar besteht die Umlenkbrücke aus zwei parallel angeordneten Auslegern, die mittels des Steges 40c (Fig. 4) verbunden sind. Daher ist die Stützfeder 50 auch vorzugsweise zweifach vorhanden und die der Stützfeder 50 gegenüberliegenden Arme wirken auf einen Kontaktbrückenträger 64, der bei mehrphasigen Schaltgeräten alle Phasen nahezu gleichzeitig betätigt.

Wenn in der oben beschriebenen Weise das Schaltschloß ausgelöst wird und der Kniehebel zusammenbricht, wird unter dem Druck der Stützfeder 50 die Umlenkbrücke 40 um die Achse 44 verschwenkt und die Kontaktbrücke 63 öffnet gegen den Druck

der Kontaktfeder 65 die Verbindung zwischen den feststehenden Kontakten 61 und 62. Diese Schwenkbewegung macht in gleicher Weise der auf der Achse 44 angeordnete Mitnehmer 45, da er mittels der Mitnehmernase 47 formschlüssig mit der Umlenkbrücke 40 verbunden ist. Der Mitnehmer 45 weist einen Kupplungsschlitz 49 auf, der mit einem Kupplungsgegenstück beispielsweise einen externen Hilfschalters formschlüssig zusammenwirkt und die Schaltbewegung des Leistungsschaltgerätes bzw. die Schaltstellung auf externe Anzeige- oder Signalelemente signalisiert. Damit auf beiden Seiten des Schaltgerätes derartige Hilfsschaltgeräte betätigt werden können, sind wie in den Fig. 2 und 3 erkennbar, auf beiden Seiten auch Mitnehmer 45a und 45b angeordnet. Dabei sind der Kupplungsschlitz 49 und die Mitnehmernase 47 in einer derartigen Zuordnung, daß auf beiden Seiten identische Mitnehmerteile verwendet werden können.

Claims

Klöckner-Moeller GmbH -8- 15.02.1993

0 188 GM

Schutzansprüche

!.Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte insbesondere mehrphasige Motorschutzschalter, bestehend aus

- je Phase zwei Festkontaktstücken und einer diese
verbindenden beweglichen Kontaktbrücke,

- einem Schaltschloß, das aus einem Kniehebelsystem besteht
und über ein Übertragungsteil auf die beweglichen Kontakt
brücken wirkt,

- einer Handbetätigungsvorrichtung zur manuellen Betätigung
des Leistungsschaltgerätes,

- thermischen und magnetischen Auslösevorrichtungen zur
automatischen Betätigung, die im Fehlerfall in öffnender
Weise auf das Schaltschloß wirken,

dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsteil (4) formschlüssig mit einer Umlenkbrücke (40), die auf einer gehäusefesten Achse (44) in Form einer Wippe schwenkbar gelagert ist, in Wirkverbindung steht, und deren einer Betätigungsarm (47) auf den Kontaktbrückenträger (60) wirkt, und deren anderer dem ersten Betätigungsarm (47) gegenüberliegender Arm (48) unter der Wirkung einer in kontaktöffnender Weise wirkenden Stützfeder (50) steht.
2.Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsteil (4) beabstandet von der Achse (44) an dem unter der Wirkung der Stützfeder (50) stehenden Arm (48) an der Umlenkbrücke (40) angelenkt ist.
3.Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsteil (4) eine starre sowohl auf Zug wie auch auf Druck beanspruchbare Gelenkkette zwischen dem Schaltschloß ( 1 ) und der Umlenkbrücke (40) bildet.
4.Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsteil (4) aus einem rechteckig gebogenen Blechrahmen besteht, in dem kreuzweise eine Querachse (43), die senkrecht zum Verlauf der Strombahnen angeordnet ist, und eine Längsachse (42), die in Verlaufsrichtung der Strombahnen angeordnet ist, gelagert sind, wobei auf der Längsachse (42) das Kniehebelteil (22) gelagert ist, während die Querachse (43) in formschlüssiger Wirkverbindung mit der Umlenkbrücke (40) steht.
&dgr;. Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkbrükke (40) aus einem Paar parallel angeordneter und durch einen Steg (40c) verbundener Ausleger (40a,40b) besteht, durch die die, gehäusefest gelagerte, Achse (44) geführt ist.
6.Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsteil (20) zwischen den Auslegern (40a, 40b) der Umlenkbrücke (40) angeordnet ist, daß in jedem Ausleger (40a, 40b) eine schlitzförmige Aussparung (49a, 49b) vorgesehen ist, und daß die Querachse (43) des Übertragungsteils (20) in die schlitzförmigen Aussparungen (49a, 49b) greift.
7.Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkteil (4) mittels der Längsachse (42) in Längsführungen im Schloßträger (10) und der Schloßplatte (39) geradlinig verschieblich geführt ist.
8.Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden

-&Igr;&Ogr;-

Enden der Achse (44) über die Lagerstellen im Gehäuse hinaus verlängert sind , und daß auf mindestens einem dieser Enden ein Mitnehmer (45) angeordnet ist, der mit der Umlenkbrücke (40) formschlüssig verbunden ist.
9.Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden über die Lagerstellen im Gehäuse hinaus verlängerten Enden der Achse (44) Mitnehmer (45a,45b) angeordnet sind, die mit der Umlenkbrücke (40) formschlüssig verbunden sind.
10.Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (45) auf der der Umlenkbrücke (40) zugwandten Seite eine Nase (47) aufweist, die formschlüssig in eine Aussparung (48) der Umlenkbrücke (40) greift, während auf der von der Umlenkbrücke abgewandten Seite eine radial verlaufende Aussparung (49) in Form einer Kupplung die formschlüssige Verbindung zu externen Hilfsschaltgeräten herstellt.
11.Schaltvorrichtung für Leistungsschaltgeräte nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nase (47) in dem Mitnehmer (45) für die formschlüssige Verbindung mit der Umlenkbrücke (40) zu der Kupplungsnut (48) in einem derartigen Winkel angeordnet ist, daß die beiden Mitnehmer (45a und 45b) identisch ausgeführt sind und auf beiden gegenüberliegenden Seiten der Umlenkbrücke (40) angeordnet werden können .