EP0289778A1 - Leistungs-Trennschalter - Google Patents

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EP0289778A1
EP0289778A1 EP88104959A EP88104959A EP0289778A1 EP 0289778 A1 EP0289778 A1 EP 0289778A1 EP 88104959 A EP88104959 A EP 88104959A EP 88104959 A EP88104959 A EP 88104959A EP 0289778 A1 EP0289778 A1 EP 0289778A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching
circuit breaker
housing
intermediate piece
axis
Prior art date
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Granted
Application number
EP88104959A
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English (en)
French (fr)
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EP0289778B1 (de
Inventor
Hans Joachim Rübsam
Herbert Sahler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ELEK GmbH
Original Assignee
ELEK GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by ELEK GmbH filed Critical ELEK GmbH
Priority to AT88104959T priority Critical patent/ATE81421T1/de
Publication of EP0289778A1 publication Critical patent/EP0289778A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0289778B1 publication Critical patent/EP0289778B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/1009—Interconnected mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/02—Housings; Casings; Bases; Mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/10—Adaptation for built-in fuses
    • H01H9/104—Adaptation for built-in fuses with interlocking mechanism between switch and fuse

Definitions

  • the invention relates to a circuit breaker according to the preamble of claim 1.
  • a circuit breaker is e.g. known from the brochure "Switch-disconnector type LK" from ELEK GmbH, D-4000 Düsseldorf.
  • a circuit breaker is described with a multi-part housing, which consists essentially of a first, lower housing part and a second, upper housing part.
  • the lower part of the housing has individual chambers that are sealed off from one another and contain the switching poles.
  • the upper part of the housing contains the switching mechanism and the switching slide of the circuit breaker.
  • An operating handle is eccentrically attached to the switching mechanism at the front.
  • the switching mechanism itself is designed as a torque circuit or snap-action circuit.
  • a forced shutdown is required in addition to the switching function. This can be ensured, for example, by additional NH fuses connected in series with a previously mentioned power isolating switch. These NH fuses are then intended for both overcurrent and short-circuit. As is well known, NH fuses may only be used by specialist staff Electricity plant to be replaced. This means that even in the event of a small, brief overcurrent, the layperson cannot switch on again. In doing so, valuable working time is lost. The NH fuses must also be specially calculated for each of the above circuit breakers, for example with regard to their characteristics and current flow. Another disadvantage is the spatially separate arrangement of the NH fuses, which in many cases are not adequately protected by a cover. In addition, only each individual supply line is monitored by the respective NH fuse, so that in the event of a fault on one supply line, the other supply lines are not switched off and are therefore still live.
  • the invention now has for its object to provide a circuit breaker of the type mentioned above, which enables a multi-pole disconnection by means of the above-mentioned, novel electrical switching elements, whereby a forced release, an all-pole disconnection and a compact design are to be achieved.
  • the power isolating switch according to the invention has the enormous advantage that the advantages of the novel electrical switching element, and a forced release with a magnetic and / or bimetallic release for each switching pole, now come into their own.
  • a single trigger link ensures fast and safe all-pole shutdown at overcurrent and short-circuit at all times.
  • Another advantage of the embodiment of the invention according to claims 2 and 3 is the modular structure of the switch housing. The individual housing parts are therefore much smaller than a one-piece housing, so that a considerably simpler and cheaper production is possible. Above all, can Now circuit breakers with basically any number of switching poles can be manufactured quickly and efficiently.
  • the circuit breaker according to the invention can also have an attachment with NH fuses connected in series with the switching poles.
  • the NH fuses then only respond in the event of a quick short circuit and therefore serve as a current limiter.
  • the bimetallic or magnetic triggers always respond in the event of an overcurrent or short circuit, so that all-pole disconnection is always guaranteed. In the event of a brief overcurrent, which statistically occurs twice as often as a short circuit, the layperson can therefore switch on again without having to call in specialist personnel.
  • An advantage of the embodiment according to claim 5 is the non-positive, releasable connection between the intermediate piece for the shift handle and the shift axis. Because of the triple graduated backdrop of the extension part and the cam on the intermediate piece, the shift handle can only be raised and swiveled downwards. Specifically, that must first be switched off in order to be able to remove the cover of the uppermost housing part and to be able to replace the NH fuses. With a snap-on cover according to claim 6, the NH fuses are protected against contact. The lid can only be removed with a tool such as a screwdriver. The contact pieces are secured with the ribs according to claim 7 against rotation on the bottom of the attachment part.
  • the operational readiness of the circuit breaker is displayed in three ways: via the viewing window that enables the marking of the switching mechanism, via the indicator of the NH fuses and via the switch position of the control handle.
  • the lid is sealed with the attachment part, so that unauthorized opening of the lid is prevented.
  • FIG. 1 the multi-part housing 1 of a circuit breaker with a first, lower housing part 2, a second, upper housing part 3 and a side part 4 is shown.
  • the first housing part 2 consists of three individual switching chambers 5, which contain a switching pole, a bimetal and a magnetic release.
  • a switching mechanism with a switching slide is accommodated in the upper housing part 3.
  • the switching mechanism is operated with a switching handle 6.
  • Terminals 7 are provided on both opposite sides of a switching chamber.
  • An auxiliary contact 8 for remote interrogation of the switching mechanism is arranged at the top of the rear of the side part.
  • connection terminals 7 are screw terminals 9 at the top for copper bars and cable lugs, and clamp terminals 10 at the bottom for non-assembled cables.
  • clamp clamps 10 cage clamps (not shown here) can also be used.
  • a plug connection can be arranged instead of screw terminals 9.
  • a viewing window 11 is provided on the upper housing part 3 in the middle below. This enables the switching status of the switching poles to be checked.
  • a display strip 12 is provided on the right, so that the switching position of the control handle 6 is undoubtedly determined.
  • the control handle 6 makes an angle of 45 ° between the on and off position. This offers a much better handling than the usual switching angle of 90 °.
  • the condition of the emergency stop is also optimally fulfilled. Incidentally, it should be noted that only these two switching angles are approved in accordance with regulations.
  • FIG. 3 shows a multi-part housing 1 of a circuit breaker with integrated NH fuses.
  • a cuboidal extension part 14 with an extended switching axis is located exactly above the side part 8.
  • the extension part 14 is an integral part of the attachment part 13.
  • a snap-on cover 15 is attached to the attachment part 13 and is sealed by means of a sealed wire 16.
  • the structure of the modular, multi-part housing 1 is very compact and forms a closed unit with little protruding edges.
  • connection terminals 7 are arranged as low down as possible and are secured against rotation by means of ribs or the like.
  • the terminals with their connecting straps are robust. In this way, a simple and stable connection technology is provided.
  • FIG. 4 shows a side view - and partially a cross section - of the switching chamber 5 of the circuit breaker shown in FIG. 3, in which a switching pole 17, a bimetallic release 18 and a magnetic release 19 are accommodated.
  • the switching pole 17 is described in detail in DE-A-340371 and DE-A-3402372, so that it will not be discussed further here.
  • the switching pole 17 is held in its switched-off state by a compression spring 20.
  • a first busbar 21 runs across the entire switching chamber 5, the left end of which forms a screw connection 9 and the right end of which makes contact with the switching pole 17.
  • the left contact to the switching pole 17 forms a second busbar 22, which leads to an NH fuse (not shown here).
  • a third busbar 23 leads from the NH fuse to the clamp terminal 10.
  • An electrical insulation 24 is arranged between the first busbar 21 and the third busbar 23 so that there is no electrical flashover in the area of the right contact of the switching pole 17.
  • the Bimetallic release 18 and the magnetic release act on a release lever 25, integrally connected to a release axis 26, which is coupled to the next release axis 26 via a tongue and groove.
  • the switching pole 17 is switched on via a switching mechanism with a switching slide 26 which engages on the right behind the switching pole 17.
  • the switching chamber 5 is open on one side and has cutouts and slots for the switching slide 26 at the top.
  • the switching mechanism as such is described in detail in the simultaneous patent application with application no. —, and also does not form the subject of the present invention.
  • the switching chamber 5 two cylindrical guides 27 are provided, through which the screws are guided, with which the switching chambers 5 and the side part 4 are screwed together (see FIGS. 1 and 3).
  • the control chambers are attached congruently with transverse guides, ribs and grooves.
  • the first busbar 21 then leads to the left contact and the third busbar 23 from the right contact of the switching pole 17.
  • the second busbar 22 and the insulation 24 are then omitted.
  • the connections to the power disconnector with integrated NH fuses are interchanged. Otherwise, the structure is the same and therefore the same switching chambers 5 can be used.
  • the switching chamber 5 is shown in longitudinal section.
  • a switching axis 29 and a release linkage 30 can be seen in the side part 4.
  • This single release linkage 30 is coupled to the switching mechanism 31 for all switching poles 17, so that when a single bimetal release 18 or magnetic release 19 trips, all poles are switched off.
  • the switching axis 29 is rotatable by a holder 32 and a locking ring 33, but is not displaceable in the longitudinal direction.
  • the locking ring 33 is screwed onto the switching shaft 29 with an Allen screw 34.
  • the switching axis 29 is provided above the holder 32 with an annular edge 35 which rests on the holder 32.
  • the switching axis 29 has a square blind hole 36, one corner of which is chamfered.
  • the circuit breaker can be switched on remotely with a shunt release 37. An undervoltage release can also be used instead.
  • FIG. 7 shows a top view of the attachment part 13 for the NH securing elements, which consists of the cuboidal extension part 14 and individual, sealed-off securing chambers 38.
  • the right fuse chamber 38 there is an NH fuse element 39 which is clamped in by contact pieces 40. The contact pieces are screwed against rotation on the bottom of the attachment part 13 by means of ribs 41.
  • the other NH fuse elements 39 are not shown for the sake of a better overview.
  • cylindrical guides 42 are provided for the screws.
  • a tube 43 for the viewing window 11 (FIG. 2) is provided at the bottom of the attachment part 13 approximately in the middle, so that the marking on the switching slide 27 is visible.
  • a guide tube 44 is attached at the top, which has a triple-stepped link 45 at the bottom.
  • This guide tube 44 is shown in section below the top of the extension part 14 so that the details can be seen more clearly.
  • An intermediate piece 46 is mounted in the guide tube 44, which forms an extension of the control handle 6. On this intermediate piece 46, a cam 47 is attached, which is pressed by a compression spring 48 (dashed circle) against the link 45.
  • FIG. 8 shows a cross section of the attachment part 13 along the line A-A in FIG. 7.
  • the cuboidal extension part 14 has an inwardly projecting edge 49 at the top.
  • An annular edge 50 is provided on the intermediate piece 46 at about a fifth of the height.
  • the intermediate piece 46 has a square extension 51 which corresponds exactly to the square blind hole 36.
  • the intermediate piece 46 has a deep, square - not shown here - blind hole into which the long square - not shown - axis of the control handle 6 is inserted.
  • the blind hole and the axis both have the shape of a quadrilateral beveled in one corner.
  • the axis of the control handle 6 is fixed in the intermediate piece 46 by means of a clamping ring 52 with an Allen screw 53.
  • the fuse chambers 38 are provided at the top with three slots 54, which are used to dissipate the heat from the NH fuse elements 39.
  • FIG. 9 shows the characteristic of the circuit breaker (solid line) and the characteristics of the individual components (dashed lines) are shown.
  • the circuit symbol 55 of the circuit breaker with an electric motor M connected downstream is shown at the top right.
  • the circuit breaker with a three-pole disconnection consists of a NH fuse 56, a thermal overcurrent release (bimetal release) 57, a magnetic overcurrent release (magnetic release) 58 and a switch 59.
  • the time is logarithmically plotted on the abscissa, in the upper third in minutes, below in seconds.
  • the nominal switch current or nominal motor current In is plotted on the ordinate.
  • Curve th is the characteristic of the bimetallic release, curve m of the magnetic release and curve NH of the NH fuse.
  • the takeover point - the intersection between the characteristic curves th and NH - is 8 times the nominal switch current (NAV on the ordinate). This means that the NH fuses have not yet responded and the circuit breaker can easily be switched on again. Below the ordinate, the range in which the bimetal release (th), the magnetic release (m) or the NH fuse (NH) initially triggers the shutdown is indicated. Below is the range in which the switch (S) or the NH fuse switches off.
  • the disconnector is switched on with the control handle 6.
  • the switching carriage 27 (FIG. 4) is moved against the compression spring 20 until the switching mechanism 31 is latched.
  • the compression springs 20 of the switching poles 17 thus form the restoring force of the switching mechanism 31.
  • the current then runs from the screw terminal 9 (input terminal) via the first busbar 21 on the right to the switching pole 17, through the switching pole 17, from there via the second busbar 22 to the NH Fuse element 39 via the third busbar 23 to the clamp terminal 10 (output terminal).
  • the bimetal release 18 or the magnetic release 19 acts on the release lever 25 and triggers the release or the NH fuse element 39 first interrupts the supply line and the magnetic release 19 subsequently switches off all poles. All-pole disconnection is thus guaranteed at all times.
  • the circuit breaker is switched off by means of the control handle 6. Only then is the cam 47 located above the second stage of the link 45, so that the control handle 6 can be raised against the compression spring 48 (FIG. 8).
  • the square extension 51 is then above the shift axis 29, so that the shift handle 6 can be pivoted further down.
  • the third stage of the backdrop 45 prevents the control handle 6 from being pivoted further. Since a corner of the extension 51 and the blind hole 36 are chamfered, the extension 51 does not fit into the blind hole 36 in this position. The extension 51 does not jump back into the blind hole 36 until it is pivoted back into the switch-off position.

Landscapes

  • Breakers (AREA)
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  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

Es wird ein Leistungs-Trennschalter vorgestellt, der in einem mehrteiligen Gehäuse (1), das aus einem ersten, unteren Gehäuseteil (2), einem zweiten, oberen Gehäuseteil (3), einem Seitenteil (4) und einem Aufsatzteil (13) besteht. Der erste Gehäuseteil (2) besteht aus mehreren Schaltkammern (5) in denen ein Schaltpol und ein Bimetall- und/oder Magnet-Auslöser vorgesehen sind. Der Leistungs-Trennschalter wird über ein einziges Auslösegestänge allpolig abgeschaltet, welches in dem Seitenteil (4) untergebracht ist. Im zweiten Gehäuseteil (3) befindet sich der Schaltmechanismus. Im Aufsatzteil (13) sind NH-Sicherungselemente vorgesehen, die elektrisch in Serie zu den Schaltpolen stehen. Der Schaltgriff (6) hat einen Schaltwinkel von 45° und kann vom Ausschaltzustand hochgezogen und nach unten geschwenkt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Leistungs-Trennschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . Ein solcher Leistungs-­Trennschalter ist z.B. bekannt aus dem Prospekt "Last-Trenn­schalter Typ LK" der Firma ELEK GmbH, D-4000 Düsseldorf. Dort wird ein Leistungs-Trennschalter beschrieben mit einem mehrtei­ligen Gehäuse, das im wesentlichen aus einem ersten, unteren Gehäuseteil und einem zweiten, oberen Gehäuseteil besteht. Der untere Gehäuseteil hat einzelne Kammern, die gegenseitig abge­schottet sind und die Schaltpole enthalten. Der obere Gehäuse­teil beinhaltet den Schaltmechanismus und den Schaltschlitten des Leistungs-Trennschalters. Ein Betätigungsgriff ist vorne exzentrisch auf den Schaltmechanismus aufgesteckt. Der Schalt­mechanismus selbst ist als Momentschaltung oder Sprungschaltung ausgeführt.
  • Aus DE-A-3402371 und DE-A-3402372 sind neuartige, elektrische Schaltelemente als Leistungsschalter bekannt, die eine beson­ders ausgeprägte Fähigkeit zur Lichtbogenlöschung bei Abschal­tung von hohen Strömen besitzen. Dazu wird ein spezieller Ver­bundwerkstoff verwendet, dessen Herstellung und Zusammensetzung aus US-A-4011426, DE-A-2647822 und DE-A-3312952 bekannt sind. Für weitere Einzelheiten wird ausdrücklich auf die vorgenannten Schriften hingewiesen. Ein Leistungs-Trennschalter, der die obigen Schaltelemente enthält, ist jedoch bis anhin noch nicht kommerziell erhältlich.
  • In vielen Fällen ist neben der Schaltfunktion eine Zwangsab­schaltung vorgeschrieben. Diese kann beispielsweise durch zu­sätzliche, in Serie zu einem vorerwähnten Leistung-Trennschal­ter geschaltete NH-Sicherungen gewährleïstet werden. Diese NH-­Sicherungen sind dann sowohl für den Ueberstrom- als auch für den Kurzschlussfall vorgesehen. Bekanntlich dürfen NH-Sicherun­gen nur von speziellem Fachpersonal des Elektrizitätswerkes ausgetauscht werden. Dies bedeutet, dass auch bei geringen, kurzzeitigem Ueberstrom der Laie nicht wieder einschalten kann. Dabei geht kostbare Arbeitszeit verlo­ren. Die NH-Sicherungen müssen ausserdem, was z.B. ihre Cha­rakteristik und Stromverlauf betrifft, für jeden der obigen Leistungs-Trennschalter speziell berechnet werden. Ein anderer Nachteil ist die räumlich getrennte Anordnung der NH-Sicherun­gen, die in vielen Fällen zu wenig durch eine Abdeckung ge­schützt sind. Zudem wird nur jede einzelne Zuleitung von der jeweiligen NH-Sicherung überwacht, so dass in einem Fehlerfall auf einer Zuleitung die anderen Zuleitungen nicht abgeschaltet werden und somit noch unter Spannung stehen.
  • Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, einen Leistungs-­Trennschalter der oben genannten Art zu schaffen, der eine mehrpolige Abschaltung mittels der vorne genannten, neuartigen elektrischen Schaltelemente ermöglicht, wobei eine Zwangsauslö­sung, eine allpolige Abschaltung und eine kompakte Bauweise er­reicht werden soll.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 ge­löst.
  • Der erfindungsgemässe Leistungs-Trennschalter hat den enormen Vorteil, dass nunmehr die Vorteile des neuartigen elektrischen Schaltelementes, und eine Zwangsauslösung mit einem Magnet- und/oder Bimetall-Auslöser zu jedem Schaltpol voll zur Geltung kommen. Ueber ein einziges Auslösegestänge ist eine schnelle und sichere allpolige Abschaltung bei Ueberstrom und Kurz­schluss jederzeit gewährleistet. Ein weiterer Vorteil der Aus­gestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 und 3 ist der modul­artige Aufbau des Schaltergehäuses. Die einzelnen Gehäuseteile sind daher wesentlich kleiner als ein einstückiges Gehäuse, so dass eine beträchtlich einfachere und kostengünstigere Herstel­lung ermöglicht wird. Vor allem können nunmehr Leistungs-Trennschalter mit prinzipiell beliebiger An­zahl Schaltpole schnell und rationell gefertigt werden. Gemäss Anspruch 4 kann der erfindungsgemässe Leistungs-Trennschalter auch einen Aufsatz mit zu den Schaltpolen seriell geschalteten NH-Sicherungen besitzten. Die NH-Sicherungen sprechen dann nur im schnellen Kurzschlussfall an, und dienen daher als Strombe­grenzer. Der Bimetall- oder der Magnet-Auslöser sprechen auf jeden Fall bei Ueberstrom und bei Kurzschluss an, so dass die allpolige Abschaltung stets gewährleistet ist. Bei kurzzeitigem Ueberstrom, der statistisch zweimal häufiger vorkommt als Kurz­schluss, kann daher der Laie wieder einschalten, ohne speziel­les Fachpersonal herbeirufen zu müssen.
  • Ein Vorteil der Ausgestaltung gemäss Anspruch 5 ist die kraft­schlüssige, lösbare Verbindung zwischen dem Zwischenstück für den Schaltgriff und der Schaltachse. Wegen der dreifach abge­stuften Kulisse des Verlängerungsteils und des Nockens auf dem Zwischenstück kann der Schaltgriff erst angehoben und nach unten geschwenkt werden. D.h. konkret, dass zunächst abgeschal­tet werden muss, um den Deckel des obersten Gehäuseteils ent­fernen und die NH-Sicherungen austauschen zu können. Mit einem aufschnappbaren Deckel nach Anspruch 6 sind die NH-Sicherungen berührungssicher abgedeckt. Der Deckel kann über dies nur mit einem Werkzeug, wie z.B. einem Schraubenzieher, entfernt wer­den. Die Kontaktstücke sind mit den Rippen nach Anspruch 7 ver­drehungssicher auf dem Boden des Aufsatzteiles befestigt. Nach Anspruch 8 wird die Funktionsbereitschaft des Leistungs-Trenn­schalters auf drei Arten angezeigt: über das Sichtfenster, das die Markierung des Schaltmechanismus freigibt, über die Kenn­melder der NH-Sicherungen und über die Schaltstellung des Schaltgriffes. Nach Anspruch 9 ist der Deckel mit dem Aufsatz­teil plombiert, so dass unbefugtes Oeffnen des Deckels verhin­dert werden wird.
  • Weitere Vorteile folgen aus der nachstehenden Beschreibung, wo die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Beispieles näher erläutert wird. Dabei zeigt:
    • Fig. 1 das mehrteilige Gehäuse eines Leistungs-Trennschalters,
    • Fig. 2 eine Obenansicht des Leistungs-Trennschalters nach Fig. 1,
    • Fig. 3 das mehrteilige Gehäuse eines Leistungs-Trennschalters mit integrierten NH-Sicherungselementen,
    • Fig. 4 eine Seitenansicht einer Schaltkammer mit einem Schalt­pol, einem Bimetall- und einem Magnet-Auslöser eines Leistungs-Trennschalters nach Fig. 3,
    • Fig. 5 teilweise einen Längsschnitt einer Kammer mit einem Schaltpol, einem Bimetall- und Magnet-Auslöser und einem Schaltgestänge des Leistungs-Trennschalters nach Fig. 3,
    • Fig. 6 einen Querschnitt durch den Seitenteil mit dem Auslöse­gestänge und der Schaltachse des Leistungs-Trennschal­ters,
    • Fig. 7 eine Obenansicht des Aufsatzteils für die NH-Sicherungs­elemente von dem Leistungs-Trennschalter nach Fig. 3,
    • Fig. 8 einen Querschnitt des Aufsatzteiles gemäss der Linie A-A in Fig. 7, und
    • Fig. 9 die Kennlinie des Leistungs-Trennschalters mit NH-Siche­rungselementen.
  • In den Figuren werden für dieselben Elemente dieselben Bezugs­ziffern verwendet.
  • In Fig. 1 ist das mehrteilige Gehäuse 1 eines Leistungs-Trenn­schalters mit einem ersten, unteren Gehäuseteil 2 einem zwei­ten, oberen Gehäuseteil 3 und einem Seitenteil 4 gezeigt. Der erste Gehäuseteil 2 besteht aus drei einzelnen Schaltkammer 5, die ein Schaltpol, ein Bimetall- und ein Magnet-Auslöser ent­halten. Im oberen Gehäuseteil 3 ist ein Schaltmechanismus mit einem Schaltschlitten untergebracht. Der Schaltmechanismus wird mit einem Schaltgriff 6 bedient. Auf beiden gegenüberliegenden Seiten einer Schaltkammer sind Anschlussklemmen 7 vorgesehen. Oben auf der Rückseite des Seitenteils ist ein Hilfskontakt 8 für die Fernabfrage des Schaltmechanismus angeordnet.
  • In Fig. 2 ist dasselbe Gehäuse wie in Fig. 1 in Obenansicht ge­zeigt. Die Anschlussklemmen 7 sind oben Schraubklemmen 9 für Kupferschienen und Kabelschuhe, und unten Schellenklemmen 10 für nichtkonfektionierte Kabel. Statt Schellenklemmen 10 können auch (hier nicht gezeigte) Käfigklemmen verwendet werden. Für einen rückseitigen, steckbaren Anschluss kann ein Steckan­schluss statt Schraubenklemmen 9 angeordnet sein. Auf dem oberen Gehäuseteil 3 ist mitten unten ein Sichtfenster 11 vor­gesehen. Damit kann der Schaltzustand der Schaltpole überprüft werden. Auf dem Gehäuseteil 3 ist rechts ein Anzeigestreifen 12 vorgesehen, so dass zweifelsfrei die Schaltstellung des Schalt­griffes 6 bestimmt ist. Der Schaltgriff 6 macht zwischen Ein- und Aus-Stellung einen Winkel von 45°. Dies bietet eine wesent­lich bessere Handhabung als der übliche Schaltwinkel von 90°. Die Bedingung der Not-Ausschaltung ist damit auch optimal er­füllt. Nebenbei sei bemerkt, dass nur diese zwei Schaltwinkel vorschriftsmässig zugelassen sind.
  • In Fig. 3 ist ein mehrteiliges Gehäuse 1 eines Leistungs-Trenn­schalters mit integrierten NH-Sicherungen gezeigt. Auf dem obe­ren Gehäuseteil 3 befindet sich ein Aufsatzteil 13, in dem die NH-Sicherungen enthalten sind. Ein quaderförmiger Verlänge­rungsteil 14 mit einer verlängerten Schaltachse befindet sich genau oberhalb des Seitenteiles 8. Der Verlängerungsteil 14 ist integrierter Bestandteil des Aufsatzteiles 13. Auf dem Aufsatz­teil 13 ist ein aufschnappbarer Deckel 15 aufgesteckt, der mittels eines plombierten Drahtes 16 versiegelt ist. Vom Aufbau her ist das modulartige, mehrteilige Gehäuse 1 sehr kompakt und bildet eine abgeschlossene Einheit mit wenig überstehenden Kanten.
  • Wie aus den Figuren 1 und 3 ersichtlich, sind die An­schlussklemmen 7 möglichst tief unten und mittels Rippen oder dergleichen verdrehungssicher angeordnet. Die Klemmen mit ihren Anschlusslaschen sind robust ausgeführt. Auf diese Weise ist eine einfache und stabile Anschlusstechnik gegeben.
  • In Fig. 4 ist eine Seitenansicht - und teilweise ein Quer­schnitt - der Schaltkammer 5 des in Fig. 3 gezeigten Leistungs-­Trennschalters aufgezeigt, in der ein Schaltpol 17, ein Bimetall-Auslöser 18 und ein Magnet-Auslöser 19 untergebracht sind. Wie oben schon erwähnt, ist der Schaltpol 17 ausführlich in DE-A-340371 und DE-A-3402372 beschrieben, so dass an dieser Stelle nicht weiter darauf eingegangen wird. Der Schaltpol 17 wird von einer Druckfeder 20 in seinem ausgeschalteten Zustand gehalten. Unten läuft quer durch die ganze Schaltkammer 5 eine erste Stromschiene 21, dessen linkes Ende mit einem Schraub­anschluss 9 und dessen rechtes Ende der Kontakt zum Schaltpol 17 bildet. Der linke Kontakt zum Schaltpol 17 bildet eine zweite Stromschiene 22, die zu einer - hier nicht dargestellten - NH-Sicherung führt. Von der NH-Sicherung führt eine dritte Stromschiene 23 zu der Schellenklemme 10. Damit kein elektri­scher Ueberschlag im Bereich des rechten Kontaktes des Schalt­poles 17 stattfindet, ist eine elektrische Isolation 24 zwischen der ersten Stromschiene 21 und der dritten Strom­schiene 23 angeordnet. Der Bimetall-Auslöser 18 und der Magnet-Auslöser wirken auf einen Auslösehebel 25, einstückig mit einer Auslöseachse 26 verbun­den, der über eine Feder und Nut mit der nächsten Auslöseachse 26 gekoppelt ist. Für weitere Einzelheiten wird auf die zeit­gleiche Patentanmeldung mit der Gesuchs-Nr. ...... verweisen, da dies nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Der Schaltpol 17 wird über einen Schaltmechanismus mit einem Schaltschlitten 26 eingeschaltet, der rechts hinter dem Schalt­pol 17 angreift. Die Schaltkammer 5 ist einseitig offen und be­sitzt oben Aussparungen und Schlitze für den Schaltschlitten 26. Der Schaltmechanismus als solcher ist ausführlich beschrie­ben in der zeitgleichen Patentanmeldung mit der Gesuchs-Nr. ......, und bildet ebenfalls nicht Gegenstand der vorligenden Erfindung. In der Schaltkammer 5 sind zwei zylindrische Führun­gen 27 vorgeshen, durch die die Schrauben geführt sind, mit denen die Schaltkammern 5 und der Seitenteil 4 zusammenge­schraubt sind (vgl. Fig.1 und 3). Mit Querführungen, Rippen und Nuten sind die Schaltkammern deckungsgleich befestigt. Im Falle des Leistungs-Trennschalters nach Fig. 1 sind kein Bimetall- und Magnet-Auslöser und keine NH-Sicherungen vorhan­den. Die erste Stromschiene 21 führt dann auf den linken Kon­takt und die dritte Stromschiene 23 vom rechten Kontakt des Schaltpoles 17. Die zweite Stromschiene 22 und die Isolation 24 entfallen dann. Dadurch sind auch die Anschlüsse gegenüber des Leistung-Trennschalter mit integrierten NH-Sicherungen ver­tauscht. Ansonsten ist der Aufbau gleich und daher können die­selben Schaltkammern 5 verwendet werden.
  • In Fig. 5 ist die Schaltkammer 5 in Längsschnitt dargestellt. Ausser den in Fig. 4 beschriebenen Elemente sind im Seitenteil 4 eine Schaltachse 29 und ein Auslösegestänge 30 erkennbar. Dieses einzige Auslösegestänge 30 ist für alle Schaltpole 17 mit dem Schaltmechanismus 31 gekoppelt, so dass beim Auslösen von einem einzigen Bimetall-Auslöser 18 oder Magnet-Auslöser 19 allpolig abgeschalten werden wird.
  • In Fig. 6 ist eine Seitenansicht des Seitenteils 4 gezeigt. Die Schaltachse 29 ist von einer Halterung 32 und einem Sicherungs­ring 33 drehbar, jedoch in Längsrichtung nicht verschiebbar ge­lagert. Der Sicherungsring 33 ist dazu mit einer Inbusschraube 34 auf der Schaltachse 29 angeschraubt. Die Schaltachse 29 ist oberhalb der Halterung 32 mit einem ringförmigen Rand 35 verse­hen, der auf der Halterung 32 aufliegt. Oben besitzt die Schaltachse 29 ein vierkantiges Sackloch 36, dessen eine Ecke abgeschrägt ist. Mit einem Arbeitsstrom-Auslöser 37 kann der Leistungs-Trennschalter fern-eingeschaltet werden. Es kann statt dessen auch ein Unterspannungs-Auslöser verwendet werden.
  • In Fig. 7 ist eine Oberansicht des Aufsatzteiles 13 für die NH-­Sicherungselemente gezeigt, das aus dem quaderförmigen Ver­längerungsteil 14 und einzelnen, abgeschotteten Sicherungskam­mern 38 besteht. In der rechten Sicherungskammer 38 befindet sich ein NH-Sicherungselement 39, das von Kontaktstücken 40 eingeklemmt ist. Die Kontaktstücke sind mittels Rippen 41 ver­drehungssicher auf dem Boden des Aufsatzteiles 13 angeschraubt. Die anderen NH-Sicherungselemente 39 sind der besseren Ueber­sicht halber nicht eingezeichnet. An den Ecken des Aufsatztei­les 13 sind zylindrische Führungen 42 für die Schrauben vorge­sehen. Etwa in der Mitte ist unten am Aufsatzteil 13 ein Rohr 43 für das Sichtfenster 11 (Fig. 2) vorgesehen, so dass die Markierung auf dem Schaltschlitten 27 sichtbar ist. Im Verlän­gerungsteil 14 ist ein Führungsrohr 44 oben angesetzt, das nach unten eine dreifach abgestufte Kulisse 45 besitzt. Dieses Füh­rungsrohr 44 ist im Schnitt unterhalb der Oberseite des Verlän­gerungsteils 14 dargestellt, damit die Einzelheiten deutlicher erkennbar sind. In dem Führungsrohr 44 ist ein Zwischenstück 46 gelagert, dass eine Verlängerung des Schaltgriffes 6 bildet. An diesem Zwischenstück 46 ist ein Nocken 47 angebracht, der von einer Druckfeder 48 (strichlierten Kreis) gegen die Kulisse 45 gedrückt wird.
  • In Fig. 8 ist ein Querschnitt des Aufsatzteiles 13 gemäss der Linie A-A in Fig. 7 dargestellt. Der quaderförmige Verlänge­rungsteil 14 hat oben einen nach innen stehenden Rand 49. Auf dem Zwischenstück 46 ist auf etwa ein Fünftel Höhe ein ring­förmiger Rand 50 vorgesehen. Zwischen den beiden Rändern 49 und 50 ist die Druckfeder 48, die nun eine kraftschlüssige Verbin­dung zwischen der Schaltachse 29 und dem Zwischenstück 46 be­wirkt. Das Zwischenstück 46 besitzt einen vierkantigen Fortsatz 51, der genau dem vierkantigen Sackloch 36 entspricht. Das Zwischenstück 46 besitzt ein tiefes, vierkantiges - hier nicht dargestelltes - Sackloch, in das die lange vierkantige - hier nicht dargestellte - Achse des Schaltgriffes 6 hineingesteckt ist. Das Sackloch und die Achse haben beide wiederum die Form eines in einer Ecke abgeschrägten Viereckes. Die Achse des Schaltgriffes 6 ist mittels eines Klemmringes 52 mit einer Inbusschraube 53 in dem Zwischenstück 46 fixiert.
  • Die Sicherungskammern 38 sind oben mit drei Schlitzen 54 verse­hen, die zur Abfuhr der Wärme von den NH-Sicherungselementen 39 dienen.
  • In Fig. 9 ist die Kennline des Leistungs-Trennschalters (gezo­gene Linie) und sind die Kennlinien der einzelnen Komponenten (strichlierte Linien) dargestellt. Oben rechts ist das Schalt­symbol 55 des Leistungs-Trennschalters mit einem nachgeschalte­ten Elektromotor M dargestellt. Der Leistungs-Trennschalter mit einer dreipoligen Abschaltung besteht dabei aus einer NH-Siche­rung 56, einem thermischen Ueberstromauslöser (Bimetall-Auslö­ser) 57, einem magnetischen Ueberstromauslöser (Magnet-Auslö­ser) 58 und einem Schalter 59. Auf der Abszisse ist die Zeit logarithmisch aufgetragen, im oberen Drittel in Minuten, darun­ter in Sekunden. Auf der Ordinate ist der Schalter-Nennstrom oder Motoren-Nennstrom In logarithmisch aufgetragen. Die Kurve th ist die Kennlinie des Bimetall-Auslösers, die Kurve m des Magnet-Auslösers und die Kurve NH der NH-Sicherung. Der Ueber­nahmepunkt - der Schnittpunkt zwischen den Kennlinien th und NH - liegt beim 8-fachen Schalter-Nennstrom (NAV auf der Ordi­nate). Dies bedeutet, dass bis dahin die NH-Sicherungen noch nicht ansprechen, und der Leistungs-Trennschalter ohne weiteres wieder eingeschaltet werden kann. Unterhalb der Ordinate ist angegeben, in welchem Bereich der Bimetall-Auslöser (th), der Magnet-Auslöser (m) oder die NH-Sicherung (NH) zunächst die Ab­schaltung auslösen. Darunter ist angegeben in welchem Bereich der Schalter (S) oder die NH-Sicherung abschaltet.
  • Die Wirkungsweise des Leistungs-Trennschalters mit integrierten NH-Sicherungselementen ist nun wie folgt:
  • Der Trennschalter wird mit dem Schaltgriff 6 eingeschaltet. Der Schaltschlitten 27 (Fig. 4) wird dabei gegen die Druckfeder 20 bewegt bis der Schaltmechanismus 31 verklinkt ist. Die Druck­federn 20 der Schaltpole 17 bilden somit die Rückstellkraft des Schaltmechanismus 31. Der Strom verläuft dann von der Schrau­benklemme 9 (Eingangsklemme) über die erste Stromschiene 21 rechts zum Schaltpol 17, durch den Schaltpol 17, von dort über die zweite Stromschiene 22 zum NH-Sicherungselement 39 über die dritte Stromschiene 23 auf die Schellenklemme 10 (Ausgangs­klemme). Je nachdem, ob Ueberstrom oder Kurzschluss, wirkt der Bimetall-Auslöser 18 oder der Magnet-Auslöser 19 auf den Aus­lösehebel 25 und bewirkt die Freiauslösung oder das NH-­Sicherungselement 39 unterbricht zunächst die Zuleitung und der Magnet-Auslöser 19 schaltet nachträglich allpolig ab. Eine all­polige Abschaltung ist somit jederzeit gewährleistet.
  • Das Austauschen von NH-Sicherungselementen geschieht nun folgendermassen:
  • Zunächst wird mittels des Schaltgriffes 6 der Leistungs-Trenn­schalter abgeschaltet. Erst dann befindet sich der Nocken 47 über der zweiten Stufe der Kulisse 45, so dass der Schaltgriff 6 gegen die Druckfeder 48 angehoben werden kann (Fig. 8). Der vierkantige Fortsatz 51 ist dann oberhalb der Schaltachse 29, so dass der Schaltgriff 6 weiter nach unten geschwenkt werden kann. Die dritte Stufe der Kulisse 45 verhindert, dass der Schaltgriff 6 noch weiter geschwenkt werden kann. Da eine Ecke des Fortsatz 51 und das Sackloches 36 abgeschrägt ist, passt der Fortsatz 51 in dieser Position nicht in das Sackloch 36 hinein. Erst beim Zurückschwenken in die Ausschalt-Position springt der Fortsatz 51 wieder in das Sackloch 36 hinein.
    • Bezugszifferliste (ist nur für den Prüfter bestimmt, jedoch nicht Teil der Anmeldung)
    • 1. merhteiliges Gehäuse
    • 2. erster, unterer Gehäuseteil
    • 3. zweiter, oberer Gehäuseteil
    • 4. Seitenteil
    • 5. Schaltkammer
    • 6. Schaltgriff
    • 7. Anschlussklemme
    • 8. Hilfskontakt
    • 9. Schraubklemme
    • 10. Schellenklemme
    • 11. Sichtfenster
    • 12. Anzeigestreifen
    • 13. Aufsatzteil
    • 14. quaderförmiger Verlängerungsteil
    • 15. aufschnappbarer Deckel
    • 16. plombierter Draht
    • 17. Schaltpol
    • 18. Bimetall-Auslöser
    • 19. Magnet-Auslöser
    • 20. Druckfeder
    • 21. erste Stromschiene
    • 22. zweite Stromschiene
    • 23. dritte Stromschiene
    • 24. elektrische Isolation
    • 25. Auslösehebel
    • 26. Auslöseachse
    • 27. Schaltschlitten
    • 28. zylindrische Führung
    • 29. Schaltachse
    • 30. einziges Auslösegestänge
    • 31. Schaltmechanismus
    • 32. Halterung
    • 33. Sicherungsring
    • 34. Inbusschraube
    • 35. ringförmiger Rand
    • 36. vierkantiges Sackloch
    • 37. Arbeitsstrom-Auslöser
    • 38. Sicherungskammer
    • 39. NH-Sicherungselement
    • 40. Kontaktstück
    • 41. Rippe
    • 42. zylindrische Führung
    • 43. Rohr
    • 44. Führungsrohr
    • 45. dreifach abgestufte Kulisse
    • 46. Zwischenstück
    • 47. Nocken
    • 48. Druckfeder
    • 49. nach innen stehender Rand
    • 50. ringförmiger Rand
    • 51. vierkantiger Fortsatz
    • 52. Klemmring
    • 53. Inbusschraube
    • 54. Schlitz
    • 55. Schaltsymbol
    • 56. NH-Sicherung
    • 57. thermischer Ueberstromauslöser
    • 58. magnetischer Ueberstromauslöser
    • 59. Schalter
    • M Elektromotor

Claims (9)

1. Leistungs-Trennschalter mit einem mehrteiligen Gehäuse(1), das im wesentlichen ein erster, unterer Gehäuseteil (2) und ein zweiter, oberer Gehäuseteil (3) aufweist, wobei der erste Gehäuseteil (2) aus einzelnen Schaltkammern (5) mit je einem Schaltpol (17) besteht, und der zweite Gehäuseteil (3) einen Schaltschlitten (27) mit Schaltmechanismus (31) ent­hält, wobei der Schaltmechanismus (31) mit einem Schaltgriff (16) ausserhalb des Gehäuses (1) bedienbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
- zu jedem Schaltpol (17) ein Magnet- (19) und/oder Bimetall-Auslöser (18) in der Schaltkammer (5) vorgesehen ist,
- ein einziges Auslösegestänge (30) für alle Magnet- (19) und/oder Bimetall-Auslöser (18) vorgesehen ist, das in einem Seitenteil (4) zu den beiden Gehäuseteilen (2, 3) untergebracht ist, dessen grösste Fläche mindestens die Seitenwand des ersten Gehäuseteils (2) bedeckt, wobei das Auslösegestänge (30) direkt mit dem Schaltmechanismus (31) in Eingriff steht, und
- eine Schaltachse (29) für den Schaltgriff (6) vorgesehen ist, die ebenfalls in dem Seitenteil (4) untergebracht ist.
2. Leistungs-Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Schaltkammern (5) gleichförmig und ein­seitig offen sind, so dass zwischen den Schaltpolen (17) sich jeweils nur eine Seitenwand befindet, wobei der äussere Schaltpol (17) von dem Seitenteil (4) abgedeckt ist, und dass die Schaltkammern (5) mit mindestens einer zylindrischen Führung (28) und im Bereich der Umrandung mit Querführungen versehen sind, so dass die Schaltkammern (5) und das Seitenteil (4) zu einer festen Einheit zusammenge­schraubt sind.
3. Leistungs-Trennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, dass das Seitenteil (4) quaderförmig und ein­seitig offen ist, wobei die offene Seite mit einem Seiten­deckel abgedeckt ist, und dass das Seitenteil (4) eine Hal­terung (32) für die Schaltachse (29) aufweist, wobei die Schaltachse mit einem angeschraubten Sicherungsring (33) versehen ist, derart, dass die Schaltachse (29) drehbar, je­doch nicht in Längsrichtung verschiebbar, gelagert ist.
4. Leistungs-Trennschalter nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, dass zu jedem Schaltpol (17) ein elektrisch seriell geschaltetes NH-Sicherungselement (39) vorgesehen ist, und dass die NH-Sicherungs-Elemente (39) in einem, auf dem zweiten Gehäuseteil (13) befestigten Aufsatzteil (13) mit abgeschotteten Sicherungskammern (38) enthalten sind, wobei seitlich der Sicherungskammern (38) ein quaderförmiges Verlängerungsteil vorgesehen ist, das ein Führungsrohr (44) und ein Zwischenstück (46) für den Schaltgriff (6) enthält.
5. Leistungs-Trennschalter nach Anspruch 4, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Schaltachse (29) oben ein vierkantiges Sackloch (36) mit einer Anschrägung in einer Ecke aufweist und das Zwischenstück (46) unten einen dementsprechenden, vierkantigen Fortsatz (51) besitzt, dass das Zwischenstück (46) im unteren Bereich einen ringförmigen Rand (50) und das Führungsrohr (44) oben einen nach innen stehenden Rand (49) aufweist, und eine Druckfeder (48) zwischen beiden Rändern (49, 50) angeordnet ist, dass das Führungsrohr (44) im mittleren Bereich eine abgestufte (45) Kulisse besitzt, und das Zwischenstück (46) an gleicher Stelle einen Nocken (47) besitzt, dass das Zwischenstück (46) mit einem tiefen kantigen Sackloch versehen ist, und der Schaltgriff (6) eine entsprechend kantige Achse auf­weist, wobei der Schaltgriff (6) in das Sackloch eingesteckt und mittels einer Schraube (53) mit dem Zwischenstück (46) fest verbunden ist, und derart, dass das Zwischenstück (46) kraftschlüssig mit der Schaltachse verbunden ist, und der Schaltgriff (6) zusammen mit dem Zwischenstück (46) aus der Schaltachse (29) ausklinkbar und nur in eine Richtung schwenkbar ist.
6. Leistungs-Trennschalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­kennzeichnet, dass der Aufsatzteil (13) mit einem auf­schnappbaren Deckel (15) versehen ist, derart, dass der Deckel (15) nur mittels eines Werkzeuges entfernbar ist.
7. Leistungs-Trennschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Aufsatzteiles (13) mit Rippen (41) für die Kontaktstücke (49) versehen ist, so dass die Kontaktstücke (40) verdrehungssicher auf dem Boden befestigt sind.
8. Leistungs-Trennschalter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­kennzeichnet, dass ein Rohr (43) im Aufsatzteil (13) und eine korrespondierende Oeffnung im zweiten Gehäuseteil (3) vorgesehen sind, dass der Deckel (15) ein an entsprechender Stelle vorgesehenes Sichtfenster (11) aufweist, und dass der Schaltschlitten (27) des Schaltmechanismus (31) eine Markie­rung vorweist, derart, dass der Schaltzustand des Schalt­schlitten (27) stets angezeigt ist.
9. Leistungs-Trennschalter nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der aufschnappbare Deckel (15) und der Aufsatzteil (13) mittels eines plombierten Drahtes (16) miteinander versiegelt sind.
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