EP0270158B1 - Schaltvorrichtung - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung, bestehend aus einem Schaltkammerbereich, mit darin befindlichen feststehenden Kontakten, einem Schaltschloß, das mit einem Energiespeicher ausgerüstet ist, der mittels eines Handbetätigungselementes gespannt wird, und das mit dem Kontaktbrückenträger der beweglichen Kontakte gekoppelt ist. Das Schaltschloß ist mit einem Energiespeicher ausgerüstet, der mittels eines Handbetätigungselementes gespannt wird, und der den Kontaktbrückenträger in die Offen-Stellung bewegt und eine bis zur nächsten Betätigung des Handbetätigungselementes andauernde Öffnung aller Schaltstrecken zur Folge hat.
  Jeder der Schaltstrecken ist eine Auslösevorrichtung zugeordnet, die im Störungsfall eine Schnellöffnung der betroffenen Kontaktbrücke bewirkt, indem im Kontaktbrückenträger Stößel beweglich angeordnet sind, die durch Aussparungen im Kontaktbrückenträger mittels eines Winkelhebels, auf den die Auslösevorrichtung direkt wirkt, gegen die beweglichen Kontakte bewegt werden können. Dadurch werden die den Winkelhebel zugeordneten Schaltstrecken aller oder einzelner Pole geöffnet, wobei die Auslösevorrichtung über einen Entklinkungshebel im Sinne einer Auslösung des Energiespeichers auf das Schaltschloß wirkt.
• Derartige Schaltvorrichtungen sind bereits in unterschiedlichen Bauarten bekannt. Sie werden üblicherweise in Schaltgeräten eingesetzt, die Motoren einerseits betriebsmäßig schalten und andererseits gegen Überströme schützen sollen. Das betriebsmäßige Schalten erfolgt entweder über ein Schaltschloß mit Handantrieb oder über einen Magnetantrieb in der Art eines Schützes, während der Schutz gegen Überströme durch Auslöseorgane, die über das Schaltschloß auf die beweglichen Kontakte wirken, gewährleistet wird. Die europäische Patentanmeldung 179 677 beschreibt eine Schaltvorrichtung dieser Art, bei der ein Antriebsorgan und ein Steuerorgan mit Kraftspeicher direkt auf die beweglichen Kontakte wirken, während ein weiteres Steuerorgan über den Kraftspeicher indirekt die Kontaktöffnung bewirkt. Bei hohen überströmen, beispielsweise im Falle eines Kurzschlusses, ist für die Kontaktbahnen einerseits eine schnelle ausreichende Öffnung der betroffenen Strombahn erforderlich, andererseits soll das Schaltgerät dauerhaft ausschalten.
  Aus der DE-C 845 974 ist eine Schaltvorrichtung bekannt, die aus einem mehrpoligen Schaltkammerbereich besteht, mit darin befindlichen feststehenden Kontakten und über eine Kontaktbrücke diese verbindenden beweglichen Kontakten. Weiterhin wirkt ein Schaltschloß auf, das mit einem Energiespeicher ausgerüstet ist und das mit dem Kontaktbrückenträger der beweglichen Kontakte gekoppelt ist. Die beweglichen Kontakte sind durch Druckfedern beaufschlagt, die im geschlossenen Zustand den Kontaktdruck bewirken. Sie können durch im Kontaktbrückenträger angeordnete bewegliche Stößel gegen die Druckfedern im Sinne der Kontaktöffnung betätigt werden.
  Aufgrund der Vielzahl der Elemente kann eine Abschaltung im Falle hoher Überströme jedoch nicht unmittelbar erfolgen, wie es für ein verschweißfreies und strombegrenzendes Schalten erforderlich ist.
  Aus der DE-GM 73 28 920 ist eine Schaltvorrichtung bekannt, mit einem Kontaktbrückenträger, in dem eine Kontaktbrücke von einer Druckfeder beaufschlagt gelagert ist, und durch einen längsverschiebbar gelagerten Stößel innerhalb des Kontaktbrückenträgers bewegt werden kann. Der Stößel ist jedoch nicht von außen zu betätigen und wirkt nur als Dämpfungselement gegen Kontaktprellungen.
  Eine Vorrichtung zur Erhöhung der Abschaltgeschwindigkeit ist in der DE-PS 65 45 11 beschrieben. Hier wirkt ein Schlaganker über einen Rahmen gleichzeitig auf alle beweglichen Kontakte. Die bewegte Masse des Rahmens und des Kontaktbrückenträgers ist bei dieser Einrichtung jedoch für eine wirksame Verkürzung der Stromunterbrechung zu träge.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung zu schaffen, die mittels eines magnetischen Antriebs alle Strombahnen betriebsmäßig schaltet, bei der jedoch im Falle hoher Überströme eine oder mehrere Strombahnen sofort direkt und unabhängig geöffnet werden und nahezu gleichzeitig der Energiespeicher des Schaltschlosses ausgelöst und das gesamte Schaltgerät ausgeschaltet werden.
  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beweglichen Kontakte innerhalb des Kontaktbrückenträgers durch Druckfedern beaufschlagt sind, die im eingeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung den Kontaktdruck bewirken und durch im Kontaktbrückenträger beweglich angeordnete Stößel gegen den Druck dieser Druckfedern im Sinne der Kontaktöffnung betätigt werden können, und daß diese Stößel durch Aussparungen im Kontaktbrückenträger mittels eines Winkelhebels gegen die Kontakte bewegt werden können, um die dem Winkelhebel zugeordneten Schaltstrecken aller oder einzelner Pole zu öffnen, wobei jeder Schaltstrecke eine Auslöseeinrichtung zugeordnet ist, die über den Winkelhebel direkt auf den Stößel wirkt und damit im Störungsfall eine Schnellöffnung der betroffenen Kontaktbrücke bewirkt, und die gleichzeitig über einen Entklinkungsstößel auf das Schaltschloß im Sinne der Auslösung des Energiespeichers wirkt, wobei
  ein elektromagnetischer Antrieb über einen mehrarmigen Hebel auf alle Stößel gleichzeitig wirkt und alle Schaltstrecken im Sinne der Funktion eines Schützes gegen den Druck der Kontaktdruckfedern öffnet.
  Die Schaltstrecken derartiger Schaltgeräte haben bei hohen Überströmen das Bestreben, die Kontakte zu öffnen und eine Lichtbogenstrecke zu bilden. Hierdurch besteht aufgrund des Anschmelzens des Kontaktmaterials die Gefahr des Verschweißens. Diese Gefahr läßt sich nun erheblich reduzieren, wenn die Schaltstrecken vor dem Erreichen des Abhebestromes zwangsläufig soweit geöffnet werden, daß der Lichtbogen verlängert und in die Löschkammern getrieben wird. Dieser Vorgang sollte direkt und ohne Zeitverzögerung bei dem Auftreten der Über^tröme ablaufen. Das wird bei dem erfindungsgemäßen Schaltgerät dadurch erreicht, daß der Schnellauslöser direkt und unabhängig von den weiteren vorhandenen Antrieben auf die betroffenen Schaltstrecken wirken kann. Hierdurch entfällt die Eigenzeit des Schaltschlosses, das erst durch einen Arm des auf die Schaltstrecke wirkenden Winkelhebels entklinkt wird und die endgültige Öffnung herbeiführt.
  Anhand der beiliegenden Zeichnungen soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und näher erläutert werden.
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine schematisch dargestellt Zusammenfassung der Schaltvorrichtung.
• Fig. 2 eine Ansicht des Kontaktbrückenträgers in Pfeilrichtung A.
• Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kontaktbrückenträger in Pfeilrichtung B.
In der Fig. 1 sind die Funktionselemente der Schaltvorrichtung schematisch dargestellt. Das Grundelement besteht aus einem Schaltkammerbereich 1 und einem Schaltschloß 2. In dem Schaltkammerbereich 1 sind die feststehenden Kontakte 10, 11 angeordnet, die über Strombahnen 101, 102 mit den Anschlußklemmen 102 und 104 verbunden sind.
Die feststehenden Kontakte 10, 11 werden über die beweglichen Kontakte 12, 13 und die Kontaktbrücke 18 je nach Schaltstellung verbunden oder getrennt. Die Kontaktbrücke 18 ist in einem Kontaktbrückenträger 15 derart gelagert, daß sie in der Ein-Stellung des Schaltgerätes durch die Kontaktdruckfeder 14 gegen die feststehenden Kontakte 10, 11 gedrückt wird, während sich die Kontaktdruckfeder am Boden des Kontaktbrückenträgers 15 abstützt. Der Kontaktbrückenträger 15 ist mit dem Schaltschloß 2 gekoppelt, das in der Ein-Stellung über den Kontaktbrückenträger 15 die Gegenkraft zur Kontaktdruckfeder 14 dargestellt und damit die beweglichen Kontakte 12, 13 gegen die feststehenden Kontakte 10, 11 drückt. Das Schaltschloß 2 wird mittels einer Handhabe 21 in den gespannten Zustand geschaltet.
In dem Kontaktbrückenträger 15 ist ein Stößel 16 in Bewegungsrichtung des Kontaktbrückenträgers 15 verschiebbar angeordnet. Dieser Stößel 16 steht einerseits unter den Wirkung von Hebeln 31 und 41, andererseits liegt er an der Kontaktbrücke 18 an. Mittels dieses Stößels 16 ist es daher möglich, die Bewegung der Hebel 31 und 41 gegen den Druck der Kontaktdruckfeder 14 im Sinne der Kontaktöffnung auf die beweglichen Kontakte 12, 13 zu übertragen. Der Hebel 41 steht unter der Wirkung eines Überstromauslösers 4 und hat die Aufgabe, im Falle eines Überstromes die Bewegung des Auslösestößels 43 ohne Zeitverzug auf die beweglichen Kontakte zu übertragen.
Der Hebel 41 weist dabei zwei Schenkel 41a und 41b auf. Während der Schenkel 41a die unverzögerte jedoch vorübergehende Öffnung der Kontakte bewirkt, erfolgt über den zweiten Schenkel 41b und der Zwischenschaltung eines Stößels 42 die Entklinkung des Schaltschlosses 2 und damit die endgültige Öffnung der Schaltstrecken. Dabei ist jeder Schaltstrecke ein Überstromauslöser 4 zugeordnet. Zum betriebsmäßigen Schalten der Schaltvorrichtung ist auf der den Überstromauslösern 4 gegenüberliegenden Seite ein Magnetantrieb 3 vorgesehen, der mittels eines Winkelhebels 31 auf die Stößel 16 wirkt und gegen den Druck der Kontaktdruckfeder 14 die Schaltstrecken öffnet. Der Winkelhebel 31 ist entsprechend der Anzahl der Strombahnen derart ausgeführt, daß er alle Schaltstrecken gleichzeitig öffnet.
Der Kontaktbrückenträger 15 und die Zuordnungs der Hebel 31 und 41 zeigen die Fig. 2 und 3.
• Fig. 2 zeigt den Kontaktbrückenträger 15 in einer Seitenansicht. Hierbei erkennt man die Verbindung zu dem Schaltschloß 2, das im Falle einer Schaltung den gesamten Kontaktbrückenträger 15 bewegt und alle Strombahnen gleichzeitig öffnet. Eine nahezu gleichzeitige Öffnung der Strombahnen wird auch durch die Schaltung des Magnetantriebes 3 erreicht, der über den insbesondere in Fig. 3 erkennbaren Hebel 31 auf alle Stößel 16 gleichzeitig wirkt und über diese die Kontaktbrücke 18 in die Offen-Stellung bewegt. Die Öffnung euner einzelnen Kontaktbrücke erfolgt, wenn ein hoher überstrom (Kurzschlußstrom) eine der Strombahnen belastet und dieser Strombahn zugehörigen Überstromauslöser 4 aktiviert. Dieser betätigt den zugeordneten Hebel 41 bzw. 41' bzw. 42' direkt und über den entsprechenden Stößel 16 wird die Kontaktbrücke 18 der belasteten Strombahnen gegen den Druck einer Feder 14 abgehoben.

Claims (1)

1. Schaltvorrichtung, bestehend aus einem ein- oder mehrpoligen Schaltkammerbereich (1), mit darin befindlichen feststehenden Kontakten (10, 11) und über eine Kontaktbrücke diese verbindenden beweglichen Kontakten (12, 13), die innerhalb des Kontaktbrückenträgers (15) durch Druckfedern (14) beaufschlagt sind, die im eingeschalteten Zustand der Schaltvorrichtung den Kontaktdruck bewirken und die gegen den Druck dieser Druckfedern (14) im Sinne der Kontaktöffnung betätigt werden können, einem Schaltschloß (2), das mit dem Kontaktbrückenträger (15) der beweglichen Kontakte (12, 13) gekoppelt ist, und das mit einem Energiespeicher ausgerüstet ist, der mittels eines Handbetätigungselementes (21) gespannt wird, der den Kontaktbrückenträger (15) in die Offen-Stellung bewegt und eine bis zur nächsten Betätigung des Handbetätigungselementes (21) andauernde Öffnung aller Schaltstrecken zur Folge hat, wobei jeder Schaltstrecke eine Auslöseeinrichtung (4) zugeordnet ist, die im Störungsfall eine Schnellöffnung der betroffenen Kontaktbrücke bewirkt, indem im Kontaktbrückenträger (15) Stößel (16) beweglich angeordnet sind, die durch Aussparungen im Kontaktbrückenträger (15) mittels eines Winkelhebels (41), auf den die Auslöseeinrichtung (4) direkt wirkt, gegen die beweglichen Kontakte (12, 13) bewegt werden können, um die dem Winkelhebel (41) zugeordneten Schaltstrecken aller oder einzelner Pole zu öffnen, wobei die Auslöseeinrichtung über einen Entklinkungsstößel (42) auf das Schaltschloß (2) im Sinne der Auslösung des Energiespeichers wirkt,
   dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetischer Antrieb (3) vorgesehen ist, der mittels eines Hebels (31) auf alle Stößel (16) gleichzeitig wirkt und die Schaltstrecken im Sinne der Funktion eines Schützes gegen den Druck der Kontaktdruckfedern (14) öffnet.

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