EP0172374A2 - Ein- oder mehrpoliger Überstromschutzschalter mit integrierter Signalkontaktstelle - Google Patents
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- EP0172374A2 EP0172374A2 EP85108334A EP85108334A EP0172374A2 EP 0172374 A2 EP0172374 A2 EP 0172374A2 EP 85108334 A EP85108334 A EP 85108334A EP 85108334 A EP85108334 A EP 85108334A EP 0172374 A2 EP0172374 A2 EP 0172374A2
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- H01H71/46—Automatic release mechanisms with or without manual release having means for operating auxiliary contacts additional to the main contacts
Definitions
- the invention relates to an overcurrent protection switch of the type described in the preamble of claim 1, as is known for example from German patent 21 23 765.
- a disadvantage of this conventional single-pole or multi-pole overcurrent protection switch is the lack of a signal contact point, which provides information about the current status of the overcurrent protection switch by means of a signal circuit connected to it.
- a control box with a large number of so-called on-board circuit breakers may be mentioned here, in which it would be difficult to find the source of the error quickly and accurately without the associated signal lamps indicating a trip.
- the characterizing features of claim 5 describe a particularly advantageous design of the overcurrent protection switch designed according to the invention.
- the signal contact point is securely closed by the U-leg of the contact spring, which has a high spring force, when the L-shaped lever is not influenced in the off position of the overcurrent protection switch.
- the add-on housing Due to the special shape and direction of its components described, the add-on housing also has a high degree of compactness, and can be easily installed in existing switch boxes of conventional design.
- both the main connections and the signal contact connections can be brought from the same side from behind to the housing, with the rearward opening, angular arrangement of the metal sockets for the electrical leads for the signal contact point can easily be passed to both sides of the main connection wires and connected to the corresponding metal sockets.
- the overcurrent protection switch 1 has a push button as the actuating element 2 for manual activation or triggering.
- the main terminal lugs 4 for wiring the main contacts 5 protrude from its insulating housing 3, and the add-on housing 6 with the inserted signal contact point is integrally formed on the overcurrent protection switch 1.
- the signal contact lever 15 shown in FIGS. 2 and 3 represents the connecting link between the toggle lever 8 and the signal contact point 7. Its stop arm 16 projects into the main switching chamber 17 formed by the insulating housing 3 and is there there by means of a stop projection attached to the joint-side end of the actuating arm 12 18 acted upon in the on position of the toggle lever 8. The stop projection 18 projects beyond the actuating arm 12 in the buckling direction 19 of the toggle lever 8 and its stop side is designed as a convex sliding step 20. This, together with the stop arm 16 of the signal contact lever 15 which is inclined towards the main connection contacts 5, ensures low friction forces to be overcome during the switch-on process.
- the contact spring 24 is U-shaped, the two U-legs 26 running parallel to the fixed contact 25 and to the direction of the housing depth 13.
- the U-connecting web 28 of the contact spring 24 faces the horizontal leg 27 of the contact arm 22, the vertical leg 29 of the contact arm 22 acts on the fixed-contact-side U-leg 26 of the contact spring 24 designed as a movement contact and opens the signal contact point 7 in the contact opening direction 30 facing the main switching chamber 17 .
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Überstromschutzschalter der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Art, wie er beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 21 23 765 bekannt ist.
- Der bekannte druckknopfbetätigte Überstromschutzschalter ist mit einer Kontaktbrücke ve-rsehen, die mittels eines Kniehebels mit dem Betätigungselement in Verbindung steht. Dieser in einer von einem Isoliergehäuse gebildeten Hauptschaltkammer einliegende Kniehebel wird von einem Betätigungsarm und einem Hauptkontaktarm gebildet. Die dem Kniegelenk abgewandten Enden der beiden Arme sind mittels Drehgelenken am Betätigungselement bzw. der Kontaktbrücke angelenkt. Die Anlenkpunkte liegen in allen Bewegungsstellungen zwischen der die Ausschaltstellung bildenden Knick- und der die arretierte Einschaltstellung bildenden angenäherten Streckstellung des Kniehebels auf der in Richtung der Gehäusetiefe verlaufenden Mittellängsachse des Isoliergehäuses. Dabei schiebt eine im Bereich des Kniegelenks angreifende Feder mit ihrer Druckkraft den Betätigungsarm vom Hauptkontaktarm weg. Ist die Einschaltstellung erreicht, wird der Kniehebel von einer Sperrklinke arretiert, die durch Hand oder thermische Betätigung auslösbar ist. Durch diese, in der obengenannten Patentschrift näher beschriebene Konstruktion des Überstromschutzschalters werden mit einfachen, raumsparenden Mitteln eine Momenteinschaltung, sowie eine Hand-, eine äußerst schnelle thermische und eine Freiauslösung erreicht.
- Eine ähnliche Kniehebelkonstruktion mit zugeordneten Hilfshebeln ist Gegenstand der deutschen Patentschrift 25 07 454. Dabei wird durch die über eine gemeinsame Achse in Verbindung stehenden Hilfshebel der den mehrpoligen Schalter bildenden einpoligen Überstromschutzschalter eine im wesentlichen gleichzeitige, allpolige Auslösung ohne höhere, die Schaltzeit beeinflußende mechanische Kräfte als bei der einpoligen Auslösung erzielt.
- Ein Nachteil dieser herkömmlichen ein- bzw. mehrpoligen Überstromschutzschalter ist das Fehlen einer Signalkontaktstelle, die mittels eines daran angeschlossenen Signalkreises Auskunft über den momentanen Status des Überstromschutzschalters gibt. Beispielsweise sei hier ein Schaltkasten mit einer Vielzahl von sogenannten Bordnetzschutzschaltern genannt, bei dem es ohne zugeordnete, eine Auslösung anzeigenden Signallämpchen schwer möglich wäre, die Fehlerquelle schnell und zielsicher zu finden.
- Einen solchen Überstromschutzschalter mit einer Signalkontaktstelle beschreibt CH-PS 233 959, in der die Kontaktbrücke während ihres Schließens eine in ihren Verschiebeweg hineinstehende Isolierstofftrennwand in Kontaktschließrichtung verschiebt. Das signalkontaktseitige Freiende dieser Wand steuert den beweglichen Hilfskontakt der Signalkontaktstelle. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist die Tatsache, daß die Rückstellkraft der Hilfskontaktfeder direkt gegen die Schließrichtung der Kontaktbrücke wirkt. Dadurch wird der erzielbare Kontaktdruck und damit die Stromleitfähigkeit des Hauptkontaktes reduziert. Außerdem wird durch die Rückstellkraft die Reibung zwischen den Einzelteilen der Verklinkungsstelle des Kniehebels erhöht, was zu einer Erhöhung der notwendigen Auslösekraft führt. Dadurch erhöht sich die Auslösezeit bei herkömmlichen Überstromschutzschaltern dieser Art, was die Schutzwirkung naturgemäß herabsetzt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überstromschutzschalter der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß er eine Signalkontaktstelle bereitstellt, deren Kontaktgabe eindeutig mit der Ein- bzw. Ausschaltstellung des Überstromschutzschalters gekoppelt ist, ohne jedoch eine Verschlechterung der Kontaktdruck- und Auslösecharakteristik in Kauf nehmen zu müssen. Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß der Betätigungsarm des Kniehebels mit zunehmender Kniehebelstreckung mittels eines an sein gelenkseitiges Ende angesetzten Anschlagvorsprunges einen doppelarmigen Signalkontakthebel zunehmend auslenkt. Dessen Anschlagarm ragt in die Hauptschaltkammer, dessen anderer Kontaktarm liegt in einem an das Isoliergehäuse angesetzten, einen Signalkontakt enthaltenden Anbaugehäuse. Dieser Kontaktarm beaufschlagt eine Kontaktfeder, die zusammen mit einem Festkontakt die Hilfs- oder Signalkontaktstelle bildet. Die Auslösecharakteristik des Überstromschutzschalters wird durch die im kennzeichnenden Teil beschriebene Bauform bedingt im wesentlichen nicht verändert, da beim Erfindungsgegenstand gänzlich andere Hebelverhältnisse herrschen, als bei herkömmlichen Überstromschutzschaltern nach dem Stande der Technik. Damit bleibt der übliche Kontaktdruck erhalten und die Auslösezeit wird vorteilhafterweise nicht erhöht, obwohl der Kniehebel die zusätzliche Funktion der Betätigung einer Signalkontaktstelle erfüllt. Deren offener oder geschlossener Status ist abhängig von der jeweiligen Schwenkstellung des Signalkontakthebels, die wiederum durch die Stellung des an den Betätigungsarm angesetzten Anschlagvorsprunges in der Hauptschaltkammer bestimmt wird. Wird der Überstromschutzschalter beispielsweise durch die Streckung des Kniehebels in Einschaltstellung gebracht, lenkt der Anschlagvorsprung den Signalkontakthebel aus, der durch seine Schwenkbewegung die Kontaktfeder der Signalkontaktstelle vom Festkontakt zunehmend abhebt und damit beispielsweise einen Stromkreis für ein Signallämpchen unterbricht. Damit ist eine eindeutige Zuordnung "Überstromschutzschalter ein - Signalkontakt aus" und umgekehrt gegeben. Genausogut kann mit wenigen baulichen Veränderungen des Signalkontakthebels und der Signalkontaktstelle eine eindeutige Zuordnung "Überstromschutzschalter ein - Signalkontakt ein" und umgekehrt geschaffen werden.
- Die das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 2 bedingende Gleichebigkeit der Bewegungsebenen von Kniehebel und Signalkontakthebel ermöglicht einen besonders einfachen, mechanischen Aufbau des Überstromschutzschalters, da keine aufwendigen mechanischen Bauelemente zum Einsatz kommen müssen, die eine mechanische Bewegung aus einer Ebene in eine andere überführen.
- Das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 3 beschreibt eine besonders einfache Bauform für das Anbaugehäuse des Signalkontaktes, die besonders fertigungsrationell und wirtschaftlich hergestellt werden kann und einem schnellen Zusammenbau des erfindungsgemäß ausgestalteten Überstromschutzschalters dienlich ist.
- Durch das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 4 wird eine etwa gleiche Hebelarmlänge des Signalkontakthebels erreicht, wodurch die auftretenden Hebelkräfte und -wege minimalisiert werden können.
- Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 5 wird eine besonders vorteilhafte Bauform des erfindungsgemäß ausgestalteten Überstromschutzschalters beschrieben. Z.B. wird die Signalkontaktstelle durch die eine hohe Federkraft aufweisenden U-Schenkel der Kontaktfeder sicher geschlossen, wenn der L-förmige Hebel in Ausschalt-Stellung des Überstromschutzschalters nicht beeinflußt wird. Durch die beschriebene spezielle Form und Richtung seiner Bauelemente weist das Anbaugehäuse auch ein hohes Maß an Kompaktheit auf, ein problemloser Einbau in vorhandene Schaltkästen herkömmlicher Bauart ist möglich. Diese Tatsache wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 6 noch unterstützt, da dadurch sowohl die Hauptanschlüsse als auch die Signalkontaktanschlüsse von derselben Seite von hinten an das Gehäuse herangeführt werden können, wobei durch die sich nach hinten öffnende, winklige Anordnung der Metallbuchsen die elektrischen Zuleitungen für die Signalkontaktstelle problemlos zu beiden Seiten der Hauptanschlußdrähte vorbeigeführt und an den entsprechenden Metallbuchsen angeschlossen werden können.
- Durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 7-10 wird eine Bauform des erfindungsgemäßen Überstromschutzschalters erreicht, bei der die für die Betätigung des zusätzlichen Signalkontakthebels notwendigen mechanischen Kräfte besonders niedrig werden. Im Zusammenspiel mit dem Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 5 z.B. unterstützt die durch die Federkraft der U-förmigen Kontaktfeder erzeugte Rückschwenkbewegung des Signalkontakthebels sogar die Aufreißbewegung des Kniehebels. Der schräg in die Hauptkontaktschaltkammer ragende Arm des Signalkontakthebels bedingt zusammen mit dem als konvexe Gleitstufe ausgebildeten Anschlagvorsprung ein reibungsarmes Aufgleiten dieses Bauelements beim Einschaltvorgang. Die Auslösecharakteristik des Überstromschutzschalters wird durch die im Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 11 beschriebene Bauform bedingt weiter verbessert. Da die Kraftwirkungslinie des vom Anschlagarm auf den Anschlagvorsprung ausgeübten Reaktionsdruckes durch das betätigungsseitige Drehlager des Betätigungsarmes verläuft, wirken in Einschaltstellung auf die Kniehebelanordnung keine zusätzlichen Drehmomente.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 1-4 dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1 eine Gesamt-Seitenansicht eines Überstromschutzschalters der erfindungsgemäßen Art,
- Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht des Überstromschutzschalters in teilweise geöffneter Form in Einschaltstellung,
- Fig. 3 eine Seitenansicht analog Fig. 2 in Ausschalt- stellung,
- Fig. 4 eine Seitenansicht der Bewegungsteile im Signalkontakt-Anbaugehäuse entsprechend der Linie A-A in Fig. 3
- Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Überstromschutzschalter 1 für die Handeinschaltung bzw. Handauslösung einen Druckknopf als Betätigungselement 2 auf. Aus seinem Isoliergehäuse 3 ragen die Hauptanschlußfahnen 4 zur Beschaltung der Hauptkontakte 5, einstückig an den Überstromschutzschalter 1 angeformt ist das Anbaugehäuse 6 mit der einliegenden Signalkontaktstelle .
- In Fig. 2 ist der Kniehebel 8 gezeichnet. In dieser Einschaltstellung verbindet die am unteren Ende des Hauptkontaktarmes 9 mittels Drehgelenk 10 angelenkte Kontaktbrücke 11 die beiden Hauptkontakte 5. Der mit dem Hauptkontaktarm 9 über eine Stift-Schlitz-Konstruktion des Kniegelenks 8' verbundene Betätigungsarm 12 ist ebenfalls mittels eines Drehgelenks 10 über ein Kuppelelement 2a mit dem Betätigungselement 2 verbunden. In allen Bewegungsstellungen des Kniehebels zwischen der Einschaltstellung (entsprechend Fig. 2) und der Ausschaltstellung (entsprechend Fig. 3) fällt die Verbindungslinie zwischen den beiden Drehachsen 10 des Kniehebels 8 mit der in Richtung der Gehäusetiefe 13 verlaufenden Mittellängsachse 14 des Isoliergehäuses 3 zusammen.
- Der in den Fig. 2 und 3 gezeichnete Signalkontakthebel 15 stellt das Verbindungsglied zwischen dem Kniehebel 8 und der Signalkontaktstelle 7 dar. Sein Anschlagarm 16 ragt in die vom Isoliergehäuse 3 gebildete Hauptschaltkammer 17 und wird dort mittels eines an das gelenkseitige Ende des Betätigungsarmes 12 angesetzten Anschlagvorsprunges 18 in Einschaltstellung des Kniehebels 8 beaufschlagt. Der Anschlagvorsprung 18 steht in Ausknickrichtung 19 des Kniehebels 8 über den Betätigungsarm 12 hinaus und seine Anschlagseite ist als konvexe Gleitstufe 20 ausgebildet. Diese gewährleistet zusammen mit dem schräg in Richtung auf die Hauptanschlußkontakte 5 geneigten Anschlagarm 16 des Signalkontakthebels 15 geringe beim Einschaltvorgang zu überwindende Reibungskräfte. In Streckstellung des Kniehebels 8 lenkt der Anschlagvorsprung 18 den Signalkontakthebel 15 derart aus, daß die Kraftwirkungslinie 21 des vom Anschlagarm 16 auf den Anschlagvorsprung 18 ausgeübten Reaktionsdruckes durch das betätigungsseitige Drehgelenk 10 des Betätigungsarmes 12 verläuft. Dadurch wird die Auslösecharakteristik des Überstromschutzschalters nicht negativ beeinflußt, d.h. die erfindungsgemäßen Überstromschutzschalter mit integriertem Signalkontaktanbau können den Grundaufbau der herkömmlichen Überstromschutzschalter verwenden. Der L-förmige Kontaktarm 22 des schwenkbar um die seine Drehachse 23 gelagerten Signalkontakthebel 15 hintergreift im Anbaugehäuse 6 die U-förmige Kontaktfeder 24. Diese bildet zusammen mit dem Festkontakt 25 die Signalkontaktstelle 7, die je nach der Schwenkstellung des Signalkontakthebels 15 geöffnet oder geschlossen ist.
- Wie aus den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, ist die Kontaktfeder 24 U-förmig ausgebildet, wobei die beiden U-Schenkel 26 parallel zum Festkontakt 25 und zur Richtung der Gehäusetiefe 13 verlaufen. Dem Horizontalschenkel 27 des Kontaktarmes 22 ist dabei der U-Verbindungssteg 28 der Kontaktfeder 24 zugewandt, der Vertikalschenkel 29 des Kontaktarmes 22 beaufschlagt den festkontaktseitigen U-Schenkel 26 der als Bewegungskontakt ausgeführten Kontaktfeder 24 und öffnet die Signalkontaktstelle 7 in der der Hauptschaltkammer 17 zugewandten Kontaktöffnungsrichtung 30.
- In Fig. 4 ist dargestellt, wie die Signalkontaktstelle 7 mit ihrer Kontaktfeder 24 und ihrem Festkontakt 25 über Metallbuchsen 31 elektrisch angeschlossen sind. Die elektrische Verbindung zwischen diesen Bauelementen 24,25,31 ist durch an die Kontaktfeder 24 bzw. an den Festkontakt 25 angeformte elektrisch leitende Verbindungsstücke 32 gewährleistet. Die Metallbuchsen 31 sind im Anbaugehäuse 6 beiderseits der Signalkontaktstelle 7 angeordnet und bilden mit ihren Achsen 33 einen sich in Richtung der Gehäusetiefe 13 öffnenden spitzen Winkel 34. Die von diesem aufgespannte Ebene liegt senkrecht zur Bewegungsebene des Signalkontakthebels 15, damit können die vier Anschlußkabel für die -9- Hauptkontakte 5 bzw. die Signalkontaktstelle 7 problemlos an den Überstromschutzschalter 1 herangeführt werden.
-
- 1 Überstromschutzschalter
- 2 Betätigungselement
- 2a Kuppelelement
- 3 Isoliergehäuse
- 4 Hauptanschlußfahnen
- 5 Hauptkontakt
- 6 Anbaugehäuse
- 7 Signalkontaktstelle
- 8 Kniehebel mit Kniegelenk 8'
- 9 Hauptkontaktarm
- 10 Drehgelenk
- 11 Kontaktbrücke
- 12 Betätigungsarm
- 13 Richtung d. Gehäusetiefe
- 14 Mittellängsachse
- 15 Signalkontakthebel
- 16 Anschlagarm
- 17 Hauptschaltkammer
- 18 Anschlagvorsprung
- 19 Ausknickrichtung
- 20 Gleitstufe
- 21 Kraftwirkungslinie
- 22 Kontaktarm
- 23 Drehachse
- 24 Kontaktfeder
- 25 Festkontakt
- 26 U-Schenkel
- 27 Horizontalschenkel
- 28 U-Verbindungssteg
- 29 Vertikalschenkel
- 30 Kontaktöffnungsrichtung
- 31 Metallbuchse
- 32 Verbindungsstücke
- 33 Achse d. Metallbuchse
- 34 Winkel
Claims (11)
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegungsebenen von Kniehebel (8) und Signalkontakthebel (15) gleichebig sind.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Anbaugehäuse (6) einstückig in das Isoliergehäuse (3) der Hauptschaltkammer (17) integriert ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehachse (23) des Signalkontakthebels (15) im Übergangsbereich zwischen dem Anbaugehäuse (6) und der Hauptschaltkammer (17) angeordnet ist.
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlagvorsprung (18) in Ausknickrichtung (19) des Kniehebels (8) über den Betätigungsarm (12) hinaussteht.
dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagseite des Anschlagvorsprunges (18) als konvexe Gleitstufe (20) ausgebildet ist.
dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche des Anschlagarmes (16) des Signalkontakthebels (15) schräg in Richtung auf die Hauptkontakte (5) geneigt in die Hauptschaltkammer (17) ragt.
dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche des Anschlagarmes (16) mit der Mittellängsachse (14) des Isoliergehäuses (3) einen sich in Richtung auf die Hauptkontakte (5) schließenden Winkel um 450 bildet.
dadurch gekennzeichnet, daß in Streckstellung des Kniehebels (8) der Anschlagvorsprung (18) den Signalkontakthebel (15) gegen den Schließdruck der Kontaktfeder (24) auslenkend derart an der Anschlagfläche des Anschlagarmes (16) anliegt, daß die Kraftwirkungslinie (21) des vom Anschlagarm (16) auf den Anschlagvor- sprung (18) ausgeübten Reaktionsdruckes durch das betätigungsseitige Drehgelenk (10) des Betätigungsarmes (12) verläuft.
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