EP1848020B1 - Handbetätigter Schutzschalter - Google Patents

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Publication number
EP1848020B1
EP1848020B1 EP07007798A EP07007798A EP1848020B1 EP 1848020 B1 EP1848020 B1 EP 1848020B1 EP 07007798 A EP07007798 A EP 07007798A EP 07007798 A EP07007798 A EP 07007798A EP 1848020 B1 EP1848020 B1 EP 1848020B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
protective switch
additional module
switch according
guide element
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP07007798A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1848020A2 (de
EP1848020A3 (de
Inventor
Günter Baujan
Klaus Dauer
Anke JÜLICH
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.)
Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Moeller GmbH
Kloeckner Moeller GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moeller GmbH, Kloeckner Moeller GmbH filed Critical Moeller GmbH
Publication of EP1848020A2 publication Critical patent/EP1848020A2/de
Publication of EP1848020A3 publication Critical patent/EP1848020A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1848020B1 publication Critical patent/EP1848020B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • H01H71/02—Housings; Casings; Bases; Mountings
    • H01H71/0207—Mounting or assembling the different parts of the circuit breaker
    • H01H71/0228—Mounting or assembling the different parts of the circuit breaker having provisions for interchangeable or replaceable parts
    • 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
    • H01H9/20—Interlocking, locking, or latching mechanisms
    • H01H9/22—Interlocking, locking, or latching mechanisms for interlocking between casing, cover, or protective shutter and mechanism for operating contacts
    • 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
    • H01H71/08—Terminals; Connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H73/00—Protective overload circuit-breaking switches in which excess current opens the contacts by automatic release of mechanical energy stored by previous operation of a hand reset mechanism
    • H01H73/02—Details
    • H01H73/06—Housings; Casings; Bases; Mountings
    • H01H73/08—Plug-in housings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H89/00—Combinations of two or more different basic types of electric switches, relays, selectors and emergency protective devices, not covered by any single one of the other main groups of this subclass
    • H01H89/06—Combination of a manual reset circuit with a contactor, i.e. the same circuit controlled by both a protective and a remote control device

Definitions

  • the invention relates to a manually operated circuit breaker for motor protection and / or line protection according to the preamble of claim 1.
  • Such circuit breakers are known as motor protection switch, which are tuned in their tripping behavior (up to multiple starting current) to be protected electric motor, or as a circuit breaker for the protection of serve electrical lines or equipment against thermal overload or short-circuit damage.
  • the tripping behavior and thus the use of such circuit breakers are determined by the thermal and the short-circuit tripping values.
  • Such motor protection switches can be equipped with an exchangeable overcurrent release module ( CH-PS 319019 . DE 36 42 719 A1 ).
  • an operator can set up quite different trigger modules, which differ by different current ranges, or different inertia classes.
  • a trigger module should not be able to be pulled in the ON position of the circuit breaker.
  • a safety device provided in the form of a flap.
  • the window is designed such that the operating knob in the ON position engages over the edges of the window so that the shutter module can not be pulled out of the inserted position.
  • the safety device (the flap) is a very elaborately designed part.
  • a disadvantage of such or similar devices may also be that the operating knob can be deducted from the actuating shaft, as this is not particularly secured against removal. Furthermore, the safety device (the flap) in the DE 36 42 719 A1 mechanically relatively thin and thus vulnerable trained so that it can be destroyed at raw stress. In both cases, the lock function is disabled.
  • the EP 0 589 780 A1 discloses a hand-operated circuit breaker with a plugged onto an actuating shaft knob that prevents in an ON position due to its contour that an additional module can be inserted into an insertion slot or pulled out of this. By removing the knob but also the locking function of the knob can be canceled easily here.
  • a circuit breaker which can be modularly expanded by plugging replaceable add-on modules.
  • the circuit breaker has a prismatic housing part protruding toward the operating front, on which two contact surfaces and contact surfaces are formed perpendicular to the front panel.
  • the additional modules can be plugged directly into the circuit breaker in this prior art or they are separated from the circuit breaker on a base (mounting rail) attached.
  • the modular assembly of the circuit breaker described here is possible regardless of whether the circuit breaker is in the ON position or not.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide for a circuit breaker modular assembly with at least one replaceable additional module and provide a device with which the assembly with at least one additional module, or the separation of an additional module from the assembly is not possible with the circuit breaker ,
  • the essence of the invention is that the insertion of an additional module in and / or the extraction of an additional module from an insertion shaft with a locking device can be blocked, which housed in the housing part, formed on the actuating shaft and can be activated by rotation of the actuating shaft.
  • One advantage is that, in addition to simple handling, there is a secure locking against unauthorized or unauthorized changing of the additional module.
  • the additional modules can perform different additional functions on the circuit breaker. Plug-in, replaceable add-on modules can be used: overcurrent release modules, bus coupling modules, electronic components, connector blocks for bridging contacts, remote actuators and others.
  • the advantage of a pluggable, without special measures interchangeable additional module (for example, a trigger module) is connected with the circuit breaker itself "on-site" still matched to the use or, if necessary, can be changed in its values.
  • the additional module can be pulled when working on the electrical system or on an electric motor to be protected, with a visible separation point is created and the cable is safely interrupted. It is also important that the openings for the plug contacts are finger-proof and thus secured against accidental contact.
  • the proposed locking is done autonomously without additional operation from the outside by the rotation of the actuating shaft. By locking a secure fixation of the additional module is ensured with the circuit breaker.
  • embodiments are characterized as follows.
  • the locking device enters or exits the insertion shaft and blocks the movement of an additional module.
  • first plug-in means plug contacts and second, corresponding plug-in means should preferably be understood sockets.
  • an exchange of plug contacts and sockets may be present in the claimed arrangements.
  • insertion shaft should be understood in a broad sense, so that guide elements for the plug-in means (plug contacts, socket) are also to be understood as an insertion shaft or as an essential part of the insertion shaft.
  • Such parts may be physical formations on the housing with wall elements, which laterally serve to guide additional modules in their Einkken.
  • the plug-in direction is usually perpendicular to the front panel. Therefore, at least one connection surface for an additional module is formed on the base assembly perpendicular to the front panel and the at least one connection surface is provided with a linear guide element which cooperates with at least one receiving element formed on the additional module such that the additional module in the guide element ("insertion chute") can be inserted.
  • the insertion or removal of an additional module is blocked by the locking device. In a circuit breaker connected to the operating shaft in the ON position, an additional module can not be inserted until the contact closure.
  • the locking device consists of a circumference of the actuating shaft encompassing collar.
  • the collar occurs upon rotation of the actuating shaft in the profile of a guiding element on or off; or more generally, the collar enters the path of the add-on module inserted into an insertion chute.
  • a trained on the collar first section engages only in the ON position of the circuit breaker in the profile of the guide element ("insertion shaft").
  • the locking device may also be formed in a different form, but also be operated by the operating shaft encompassing collar.
  • the Collar acts upon rotation of the actuating shaft a translationally movable slide such that the slide blocks the movement of an additional module only in the ON position of the circuit breaker.
  • the linear guide element can be designed as the profile of the guide element and the profile rail in the form of a dovetail formed on the additional module.
  • the linear guide element can also be designed in the form of contact sockets, wherein the plug contacts can be found in the contact sockets and guided there.
  • the profiled rail formed on the additional module can have an engagement slot designed as a gap for the collar.
  • the extended in locking situation collar enters the engagement slot and blocks the movement of an additional module either in the inserted position or out of the inserted position.
  • the gap is arranged so that it corresponds to the position of the collar in the inserted position of the additional module.
  • a nose is formed after the gap.
  • the length and position of the nose and their distance from the contact sockets in the circuit breaker is such that the plug contacts of an inserted to the stop of the nose on the collar additional module have not yet reached the contact sockets.
  • the slider Since the slider is to extend only in the position actuated by the collar in the engagement slot, the slider is mounted against the force of a return spring. With the exit of the slider out of the engagement slot, the slider moves back to a non-locking rest or initial position.
  • the figures relate to a circuit breaker, which is part of a mating switch combination whose components are designed according to the modular system.
  • the manual circuit breaker (schematic in Fig. 1 ) are associated with two additional modules 10, 20.
  • a prismatic housing part 110 with an operating front 102 is cantilevered in the middle. Additional modules can be inserted parallel to the axis of the actuating rotary knob on the switch housing next to the projecting housing part.
  • the housing part essentially comprises a device to be operated manually with an actuating shaft 44 via a rotary knob 42 for actuating at least one switching mechanism of the circuit breaker.
  • the circuit breaker is operated on the operating knob 42, with which an OFF and ON position with a rotation of 90 ° is switchable.
  • the switch contacts are closed and the trip unit can be activated.
  • the switch contacts of the circuit breaker can be manually opened by a first rotation of the drive shaft 44 via the operating knob 42.
  • the drive shaft releases in the switch drive mechanism the lock and opens the switch contacts.
  • a short turn in the opposite direction is sufficient to operate the lock.
  • a full 90 ° turn is not required.
  • the actuating shaft 44 is arranged perpendicular to the front panel 102 and the mounting surface (on the back of the circuit breaker).
  • pads 104, 106 for replaceable add-on modules 10, 20 is formed. Both pads are formed with linear guide elements (e.g., profiled groove 116) and connector elements (e.g., contact sockets 122).
  • the guide and connector elements cooperate with corresponding elements (receiving elements) on the additional modules, in each of which an additional module can be inserted.
  • the additional modules addressed in the preferred embodiments are an overcurrent release module and a connector block or contact bridge. With the latter, a contactor is connected to the circuit breaker.
  • the additional modules have plug contacts 17, 27 which can be plugged into corresponding contact sockets 122 on the circuit breaker. It is also essential that an additional module in the blocking state of the blocking device can only be plugged in so far that even separation distance between plug contacts and contact sockets available, or in particular is visible.
  • the Fig. 2 shows left and right each have a perspective view of the operating shaft 44 to be rotated with an operating knob 42.
  • the actuating shaft 44 protrudes on the front panel 102 of the circuit breaker out of the housing part 110 of the circuit breaker.
  • the housing part 110 has two connection surfaces 104 and 106, which are arranged parallel to one another. The surfaces are parallel to the axis of the actuating shaft 44 and perpendicular to the mounting plane and also perpendicular to the front panel 102.
  • a linear guide member 116 is formed, which according to FIG. 2 is shaped as a dovetail guide.
  • the linear guide element 116 serves to guide the guide rail 16 formed on the release module 10 (cf. Fig. 3 and 4 ).
  • a locking collar 48 is formed, which is not around the entire circumference - but about 150 ° of the circular sector - is present.
  • the collar 48 has two sections 50 and 52, which differ by the radius R1 and R2.
  • the first portion 52 has a larger radius R1 than the second portion 50 measured from the center of the axis of the actuating shaft 44th
  • the portion 52 of the collar In the ON position of the circuit breaker and the actuating shaft 44, the portion 52 of the collar passes through an aperture 118 (see FIG Fig. 2 left) out of the wall 102 in the guide profile and engages in full width in the profile of the guide member 116, as in the lower part of Fig. 3 is recognizable. After a left turn of the actuating shaft by 90 ° (again in the view of the Fig. 3 ), the portion 52 is disengaged from the guide member 116; Only the second section 50 is located in the region of the profile of the guide element 116. This ensures that in the ON position of the switching mechanism, the collar is fully in the profile of the guide element and blocks the insertion of the additional module.
  • the first section 52 When rotated by 90 ° - and thus rotation in the switch position OFF - the first section 52 releases the profile. In the OFF position of the circuit breaker and the actuating shaft 44, the first portion 52 of the collar 48 does not engage in the profile of the guide member 116.
  • the rail can slide in the linear guide element 116, the additional module 10 can be inserted or pulled.
  • a rigid contact bridge (or referred to as connector block) may be provided as an additional module.
  • the connector block 20 is formed approximately plate-shaped. On it are on both sides, projecting downwards and outstanding three pairs of plug contacts (27 ', 27 ") are present First plug contacts 27' engage in corresponding terminal bushes of the contactor - not shown in detail in the figure -, while second plug contacts 27" in corresponding Contact openings of the circuit breaker or another previously infected mechanical connector are inserted and come into conductive contact with the clamping bushes located there.
  • the mentioned contact openings are in Fig. 4 not shown in detail.
  • Each contact pair 27'-27 "provides a power connection between the circuit breaker and the contactor.
  • the procedure is such that first the circuit breaker is fixed on a base (for example on a mounting rail).
  • Other devices e.g. the contactor and a mechanical connector are (also in applications with higher switching capacity) also mounted on the base (mounting rail) and connected to a contact bridge (20) with contacts of the circuit breaker.
  • Contact bridges (20) in combination with the mechanical connector still have the special function of increasing the mechanical stability of the circuit-breaker / contactor combination.
  • a contact bridge should only be inserted or pulled when the switch is off.
  • the second associated locking function is provided on the collar there are two sections: a first section as a bar for the guide profile and a second section as an actuator edge (abutting edge) 53 for a locking element 60 mounted against the force of a spring.
  • the blocking element 60 is shown in FIG Fig. 2 left, in Fig. 3 and 4 located.
  • the mode of action is such that, with a movement of the actuating shaft, the abutting edge 53 transmits the slider 60 in a straight line in a translatory manner an opening from the wall 104 is moved into the profile of the guide element 117.
  • the movement of the actuating shaft is as per view Fig. 3 right round; this corresponds to the rotation in ON-switching direction.
  • the extended in the locking situation collar enters the engagement slot 19 and blocks the movement of an additional module.
  • the gap 19 is arranged so that it corresponds to the position of the collar in the inserted position of the additional module.
  • a nose 18 is formed following the gap.
  • the length (T2) and the position of the nose (T1 + T2 in Fig. 4 ) and their distance from the contact sockets in the circuit breaker are such that the plug contacts of an inserted to the stop of the nose to the collar additional module, the contact sockets have not yet reached.

Landscapes

  • Breakers (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Lock And Its Accessories (AREA)
  • Switches With Compound Operations (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft einen handbetätigten Schutzschalter für Motorschutz und/oder Leitungsschutz nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Schutzschalter sind bekannt als Motorschutzschalter, die in ihrem Auslöseverhalten (bis zum mehrfachen Anlaufstrom) auf den zu schützenden Elektromotor abgestimmt sind, oder als Leitungsschutzschalter zum Schutz von elektrischen Leitungen oder Anlagen gegen thermische Überlastung oder Kurzschlussschäden dienen. Das Auslöseverhalten und damit der Einsatz derartiger Schutzschalter werden bestimmt von den thermischen und den Kurzschluss-Auslösewerten.
    • Stand der Technik
  • Solche Motorsschutzschalter können mit auswechselbarem Überstrom-Auslöser-Modul ausgerüstet sein ( CH-PS 319019 , DE 36 42 719 A1 ). Dabei kann ein Bediener durchaus unterschiedliche Auslöser-Module aufsetzen, die sich durch unterschiedliche Strombereiche, bzw. unterschiedliche Trägheitsklassen unterscheiden.
  • Aus sicherheitstechnischen Gründen soll ein Auslöser-Modul nicht in der Stellung EIN des Schutzschalters gezogen werden können. Hierzu ist in der DE 36 42 719 A1 eine Sicherheitseinrichtung in Form einer Klappe vorgesehen. In der Klappe ist ein Fenster vorhanden, durch das der Betätigungsdrehknopf hindurch greift. Das Fenster ist derart ausgebildet, dass der Betätigungsdrehknopf in der EIN-Stellung die Ränder des Fensters sperrend übergreift, so dass das Auslöser-Modul aus der gesteckten Stellung nicht ziehbar ist. Die Sicherheitseinrichtung (die Klappe) ist ein sehr aufwändig gestaltetes Teil.
  • Von Nachteil bei solchen oder ähnlichen Geräten kann auch sein, dass der Betätigungsdrehknopf von der Betätigungswelle abgezogen werden kann, da dieser gegen das Abnehmen nicht besonders gesichert ist. Weiterhin ist die Sicherheitseinrichtung (die Klappe) in der DE 36 42 719 A1 mechanisch relativ dünn und damit verletzbar ausgebildet, so dass diese bei roher Beanspruchung zerstört werden kann. In beiden Fällen ist die Verriegelungsfunktion außer Kraft gesetzt.
  • Die EP 0 589 780 A1 offenbart einen handbetätigten Schutzschalter mit einem auf einer Betätigungswelle aufgesteckten Drehknopf, der in einer EIN-Stellung aufgrund seiner Kontur verhindert, dass ein Zusatzmodul in einen Einführschacht eingeführt oder aus diesem herausgezogen werden kann. Durch Abziehen des Drehknopfes kann aber auch hier die Verriegelungsfunktion des Drehknopfes einfach aufgehoben werden.
  • In der DE 195 15 923 A1 ist ein Schutzschalter beschrieben, welcher modular erweitert werden kann durch das Anstecken von austauschbaren Zusatzmodulen. Der Schutzschalter hat ein zur Bedienfront hin hervorstehendes prismatisches Gehäuseteil, an dem senkrecht zur Bedienfront zwei Anschlussflächen und Kontaktflächen ausgebildet sind. Die Zusatzmodule können bei diesem Stand der Technik direkt an den Schutzschalter gesteckt werden oder sie werden getrennt vom Schutzschalter auf einer Unterlage (Tragschiene) befestigt. Der modulare Zusammenbau des hier beschriebenen Schutzschalters ist unabhängig davon möglich, ob sich der Schutzschalter in der EIN-Stellung befindet oder nicht.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Schutzschalter einen modularen Zusammenbau mit mindestens einem austauschbaren Zusatzmodul zu ermöglichen und eine Vorrichtung vorzusehen, mit der der Zusammenbau mit mindestens einem Zusatzmodul, bzw. das Trennen eines Zusatzmoduls aus dem Zusammenbau nicht bei eingeschaltetem Schutzschalter möglich ist.
  • Ausgehend von einem handbetätigten Schutzschalter der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den Unteransprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.
  • Der Kern der Erfindung besteht darin, dass das Einführen eines Zusatzmoduls in und/oder das Herausziehen eines Zusatzmoduls aus einem Einführschacht mit einer Sperrvorrichtung sperrbar ist, welche in dem Gehäuseteil untergebracht, an der Betätigungswelle ausgebildet und durch Drehung der Betätigungswelle aktivierbar ist. Ein Vorteil liegt darin, dass neben einer einfachen Handhabung eine sichere Verriegelung gegen unzulässiges oder unbefugtes Wechseln des Zusatzmoduls vorhanden ist. Die Zusatzmodule können unterschiedliche Zusatzfunktionen am Schutzschalter ausüben. So sind als steckbare, austauschbare Zusatzmodule einsetzbar: Überstrom-Auslöser-Module, Buskoppel-Bausteine, Elektronik-Teile, Verbinderbausteine zum Überbrücken von Kontakten, ferngeschaltete Stellantriebe und andere.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Schutzschalter ist der Vorteil eines steckbaren, ohne besondere Maßnahmen austauschbaren Zusatzmoduls (beispielsweise ein Auslöser-Modul) verbunden, mit dem der Schutzschalter selbst "vor Ort" noch auf den Einsatz abgestimmt oder, falls erforderlich, in seinen Werten verändert werden kann. Gleichzeitig kann bei Arbeiten an der elektrischen Anlage oder an einem zu schützenden Elektromotor das Zusatzmodul gezogen werden, wobei eine sichtbare Trennstelle entsteht und der Leitungszug sicher unterbrochen ist. Hierbei ist es außerdem noch wichtig, dass die Öffnungen für die Steckkontakte fingersicher ausgeführt und damit gegen unbeabsichtigtes Berühren gesichert sind. Die vorgeschlagene Verriegelung erfolgt autonom ohne zusätzliche Betätigung von außen durch die Drehung der Betätigungswelle. Durch die Verriegelung ist eine sichere Fixierung des Zusatzmoduls bei eingeschaltetem Schutzschalter gewährleistet. Im eingeschalteten Zustand ist der Schutzschalter durch die mit dem Betätigungsdrehknopf aktivierte Sperrvorrichtung blockiert. Dadurch kann ein Zusatzmodul nicht im eingeschalteten Zustand aus der Schalterkombination herausgezogen werden. Das Zusatzmodul kann nur bei ausgeschaltetem Schutzschalter abgezogen und gewechselt werden.
    Vorzugsweise Ausführungsformen sind wie folgt gekennzeichnet.
  • Die Sperrvorrichtung tritt in den Einführschacht ein oder aus und blockiert die Bewegung eines Zusatzmoduls.
  • Unter erste Steckmittel sollen vorzugsweise Steckkontakte und unter zweite, korrespondierende Steckmittel sollen vorzugsweise Steckbuchsen verstanden werden. Allerdings kann auch eine Vertauschung von Steckkontakte und Steckbuchsen in den beanspruchten Anordnungen vorhanden sein.
  • Der Begriff Einführschacht soll in breiter Bedeutung verstanden werden, so dass Führelemente für die Steckmittel (Steckkontakte, Steckbuchse) ebenso als Einführschacht oder als wesentliches Teil des Einführschachts zu verstehen sind. Solche Teile können körperliche Ausbildungen am Gehäuse mit Wandelementen sein, die seitlich der Führung von Zusatzmodulen bei deren Einstekken dienen. Die Steckrichtung ist in der Regel senkrecht zur Bedienfront. Daher ist an der Basisbaugruppe senkrecht zur Bedienfront mindestens eine Anschlussfläche für ein Zusatzmodul ausgebildet und die mindestens eine Anschlussfläche ist mit einem linearen Führelement versehen, welches mit mindestens einem an dem Zusatzmodul ausgebildeten Aufnahmeelement derart zusammenwirkt, dass das Zusatzmodul in dem Führelement ("Einführschacht") eingeschoben werden kann. Das Einschieben oder das Entnehmen eines Zusatzmoduls wird durch die Sperrvorrichtung blockiert. Bei einem mit der Betätigungswelle in die EIN-Stellung geschalteten Schutzschalter kann ein Zusatzmodul nicht bis zum Kontaktschluss eingeführt werden.
  • Die Sperrvorrichtung besteht aus einem den Umfang der Betätigungswelle umgreifenden Kragen. Der Kragen tritt bei Drehen der Betätigungswelle in das Profil eines Führelements ein oder aus; oder allgemeiner gesagt: der Kragen tritt in den Weg des in einen Einführschacht eingeführten Zusatzmoduls. Dabei greift ein am Kragen ausgebildeter erster Abschnitt nur in der Stellung EIN des Schutzschalters in das Profil des Führelements ("Einführschacht").
  • Die Sperrvorrichtung kann jedoch auch in anderer Form ausgebildet sein, aber auch von dem die Betätigungswelle umgreifenden Kragen betätigt werden. Der Kragen beaufschlagt bei Drehen der Betätigungswelle einen translatorisch beweglichen Schieber derart, dass der Schieber nur in der Stellung EIN des Schutzschalters die Bewegung eines Zusatzmoduls blockiert.
  • Das lineare Führelement kann als das Profil von Führelement und Profilschiene in Form eines am Zusatzmodul ausgebildeten Schwalbenschwanzes ausgebildet sein. Das lineare Führelement kann aber auch in Form von Kontaktbuchsen ausgebildet sein, wobei sich die Steckkontakte in den Kontaktbuchsen finden und dort geführt werden.
  • Die an dem Zusatzmodul ausgebildete Profilschiene kann einen als Lücke ausgebildeten Eingriff-Schlitz für den Kragen aufweisen. Der in Sperrsituation ausgefahrene Kragen tritt in den Eingriff-Schlitz ein und blockiert die Bewegung eines Zusatzmoduls entweder in die Stecklage hinein oder aus der Stecklage heraus. Die Lücke ist so angeordnet, dass sie mit der Lage des Kragens in der gesteckten Position des Zusatzmoduls korrespondiert. In Verlängerung der Profilschiene ist im Anschluss an die Lücke eine Nase ausgebildet.
  • Die Länge und die Lage der Nase und ihr Abstand von den Kontaktbuchsen im Schutzschalter ist derart, dass die Steckkontakte eines bis zum Anschlag der Nase an den Kragen eingeschobenes Zusatzmoduls die Kontaktbuchsen noch nicht erreicht haben.
  • Da der Schieber nur in der vom Kragen betätigten Lage in den Eingriff-Schlitz ausfahren soll, ist der Schieber gegen die Kraft einer Rückstellfeder gelagert. Mit dem Austritt des Schiebers aus dem Eingriff-Schlitz heraus, bewegt sich der Schieber wieder zurück in eine nicht sperrende Ruhe- oder Ausgangslage.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines Schutzschalters mit zwei Zusatzmodulen;
    Figur 2
    eine perspektivische Sicht auf die Betätigungswelle mit Verriegelungskragen und den Verriegelungsschieber und der Darstellung des linearen Führelements an einer ersten Ebene des Schutzschalters;
    Figur 3
    eine Aufsicht von oben auf die Betätigungswelle mit Verriegelungskragen und mit Andeutung der beiderseits der beiden Ebenen angeordneten Zusatzgeräte (Auslöse-Modul; Verbinderbaustein);
    Figur 4
    eine perspektivische Darstellung des Steckvorgangs für ein AuslöseModul und einen Verbinderbaustein.
    Bester Weg zur Ausführung der Erfindung
  • Die Figuren beziehen sich auf einen Schutzschalter, der Bestandteil einer zusammensteckbaren Schalterkombination ist, deren Komponenten nach dem Baukastensystem ausgebildet sind. Dem handbetätigten Schutzschalter (schematisch in Fig. 1) sind zwei Zusatzmodule 10, 20 zugeordnet. In der Mitte befindet sich auskragend ein prismatisches Gehäuseteil 110 mit einer Bedienfront 102. Zusatzmodule sind an dem Schaltergehäuse neben dem auskragenden Gehäuseteil parallel zur Achse des Betätigungsdrehknopfs einschiebbar. Das Gehäuseteil umfasst im wesentlichen eine mit einer Betätigungswelle 44 über einen Drehknopf 42 manuell zu betätigende Einrichtung für die Betätigung mindestens eines Schaltmechanismus des Schutzschalters.
  • Der Schutzschalter wird am Betätigungsdrehknopf 42 betätigt, mit dem eine AUS- und eine EIN-Stellung mit einer Drehung von 90° schaltbar ist. In der EIN-Stellung sind die Schaltkontakte geschlossen und die Auslöseeinheit kann aktiviert werden. Aus dieser Stellung können die Schaltkontakte des Schutzschalters manuell durch eine erste Drehung der Antriebswelle 44 über den Betätigungsdrehknopf 42 geöffnet werden. Die Antriebswelle löst im Schalterantriebsmechanismus das Schloss und öffnet die Schaltkontakte. Zur manuellen Ausschaltung reicht eine kurze Drehung in Gegenrichtung, um das Schloss zu betätigen. Eine volle Drehung um 90° ist hierzu nicht erforderlich. Beim automatischen Ausschalten im Fehlerfall und Öffnen der Schaltkontakte wird zwangsweise die Antriebswelle 44 mitbewegt.
  • Im ausgeschalteten Zustand des Schutzschalters, dort sind Schaltschloss und Schaltkontakte offen, ist es nicht möglich, unmittelbar den Schutzschalter in den eingeschalteten Zustand zu versetzen. Der mechanische Kraftspeicher der Auslöseeinheit muss vorerst gespannt werden. Hierzu wird mit einer Linksdrehung des Betätigungsdrehknopfs (und der Antriebswelle) aus der AUS-Position um etwa 20° bis 30° (also in Gegenrichtung zur EIN-Schaltbewegung) die Auslöseeinheit aktiviert.
  • Für die Erfindung ist von Bedeutung, dass die Betätigungswelle 44 senkrecht zur Bedienfront 102 und zur Befestigungsfläche (auf der Rückseite des Schutzschalters) angeordnet ist. An dem Gehäuseteil 110 sind senkrecht zur Bedienfront 102 (rechts und links) Anschlussflächen 104, 106 für austauschbare Zusatzmodule 10, 20 ausgebildet. Beide Anschlussflächen sind mit linearen Führelementen (z.B. profilierte Nut 116) und Verbinderelementen (z.B. Kontaktbuchsen 122) ausgebildet. Die Führ- und Verbinderelemente wirken mit korrespondierenden Elementen (Aufnahmeelemente) an den Zusatzmodulen zusammen, in die jeweils ein Zusatzmodul eingeschoben werden kann.
  • Die in den bevorzugten Ausführungsformen angesprochenen Zusatzmodule sind ein Überstrom-Auslöser-Modul und ein Verbinderbaustein oder Kontaktbrücke. Mit letzteren wird ein Schütz an den Schutzschalter angekoppelt. Die Zusatzmodule haben Steckkontakte 17, 27, die in entsprechende Kontaktbuchsen 122 am Schutzschalter steckbar sind. Wesentlich ist noch, dass ein Zusatzmodul im sperrenden Zustand der Sperrvorrichtung nur soweit eingesteckt werden kann, dass noch Trennstrecke zwischen Steckkontakten und Kontaktbuchsen vorhanden, bzw. insbesondere sichtbar ist.
  • Die Fig. 2 zeigt links und rechts je eine perspektivische Sicht auf die mit einem Betätigungsdrehknopf 42 zu drehende Betätigungswelle 44. Die Betätigungswelle 44 ragt auf der Bedienfront 102 des Schutzschalters aus dem Gehäuseteil 110 des Schutzschalters heraus. Das Gehäuseteil 110 hat zwei Anschlussflächen 104 und 106, die parallel zueinander angeordnet sind. Die Flächen liegen parallel zur Achse der Betätigungswelle 44 und senkrecht zur Befestigungsebene und ebenso senkrecht zur Bedienfront 102. In der Fläche 102 ist ein lineares Führelement 116 ausgebildet, welches gemäß Figur 2 als Schwalbenschwanzführung geformt ist. Das lineare Führelement 116 dient der Führung der am Auslöse-Modul 10 ausgebildeten Führungsschiene 16 (vgl. Fig. 3 und 4). Führungsschiene und lineares Führelement arbeiten in Art einer Nut- und Federführung zusammen. An der Betätigungswelle 44 ist ein Verriegelungskragen 48 ausgebildet, der nicht um den gesamten Umfang - sondern etwa mit 150° des Kreissektors - vorhanden ist. Wie auch in Fig. 3 erkennbar, hat der Kragen 48 zwei Abschnitte 50 und 52, die sich um den Radius R1 und R2 unterscheiden. Der erste Abschnitt 52 hat einen größeren Radius R1 als der zweite Abschnitt 50 gemessen vom Mittelpunkt der Achse der Betätigungswelle 44.
  • In der Stellung EIN des Schutzschalters und der Betätigungswelle 44 tritt der Abschnitt 52 des Kragens durch eine Öffnung 118 (siehe Fig. 2 links) aus der Wand 102 in das Führungsprofil hinaus und greift in voller Breite in das Profil des Führelements 116, wie dies in unteren Teil der Fig. 3 erkennbar ist. Nach einer Links-Drehung der Betätigungswelle um 90° (wieder in der Sicht der Fig. 3) tritt der Abschnitt 52 außer Eingriff mit dem Führelement 116; allein der zweite Abschnitt 50 befindet sich im Bereich des Profils des Führelements 116. Damit wird damit erreicht, dass in der EIN-Stellung des Schaltmechanismus der Kragen voll im Profil des Führelements steht und das Einführen des Zusatzmoduls sperrt. Bei Drehung um 90° - und damit Drehung in die Schalter-Stellung AUS - gibt der erste Abschnitt 52 das Profil frei. In der Stellung AUS des Schutzschalters und der Betätigungswelle 44 greift der erste Abschnitt 52 des Kragens 48 nicht in das Profil des Führelements 116. Die Profilschiene kann im linearen Führelement 116 gleiten, das Zusatzmodul 10 kann gesteckt oder gezogen werden.
  • Um den Schutzschalter mit einem weiteren Gerät, z.B. mit einem Schütz, verbinden zu können, kann eine starre Kontaktbrücke (oder auch als Verbinderbaustein bezeichnet) als Zusatzmodul vorgesehen sein. In der in Fig. 4 gezeichneten Ausführungsform ist der Verbinderbaustein 20 etwa plattenförmig ausgebildet. An ihm sind beidseitig, nach unten abstehend und herausragend drei Paare von Steckkontakten (27', 27") vorhanden. Erste Steckkontakte 27' greifen in entsprechende Klemmbuchsen des Schütz - in der Figur nicht näher gezeichnet - ein, während zweite Steckkontakte 27" in entsprechenden Kontaktöffnungen des Schutzschalters oder eines weiteren vorher angesteckten Mechanikverbinders eingesteckt werden und in leitenden Kontakt mit den dort befindlichen Klemmbuchsen kommen. Die erwähnten Kontaktöffnungen sind in Fig. 4 nicht näher eingezeichnet. Über jedes Kontaktpaar 27'-27" kommt eine Stromverbindung zwischen dem Schutzschalter und dem Schütz zustande.
  • Bei der Montage einer Schalter-Schütz-Kombination wird in der Weise vorgegangen, dass zunächst der Schutzschalter auf einer Unterlage (zum Beispiel auf eine Tragschiene) festgelegt wird. Weitere Geräte, z.B. das Schütz und ein Mechanikverbinder, werden (insbesondere bei Anwendungen bei größerer Schaltleistung) ebenfalls auf der Unterlage (Tragschiene) befestigt und mit einer Kontaktbrücke (20) mit Kontakten des Schutzschalters verbunden. Kontaktbrükke (20) in Kombination mit dem Mechanikverbinder haben noch die besondere Funktion, die mechanische Stabilität der Schutzschalter-Schütz-Kombination zu erhöhen.
  • Eine Kontaktbrücke soll nur bei ausgeschaltetem Schalter eingesteckt oder gezogen werden können. Zur Sicherung, dass die Kontaktbrücke nur in der vorgenannten Situation bewegbar ist, ist die zweite zugeordnete Verriegelungsfunktion vorgesehen. Am Kragen sind zwei Abschnitte vorhanden: ein erster Abschnitt als Riegel für das Führungsprofil und ein zweiter Abschnitt als Betätigerkante (Stoßkante) 53 für ein gegen die Kraft einer Feder gelagertes Sperrelement 60. Das Sperrelement 60 ist in Fig. 2 links, in Fig. 3 und 4 eingezeichnet. Die Wirkungsweise ist derart, dass mit einer Bewegung der Betätigungswelle die Stoßkante 53 den Schieber 60 geradlinig translatorisch durch eine Öffnung aus der Wand 104 in das Profil des Führelements 117 hineinbewegt. Die Bewegung der Betätigungswelle ist gemäß Ansicht Fig. 3 rechts herum; diese entspricht der Drehung in EIN-Schaltrichtung.
  • In dem (in Figur 1 und in Fig. 4) als halbrund dargestellten Profil des Führelements 117 gleitet eine halbrunde Nase 28. Der Schieber 60 tritt somit in den Weg der halbrunden Nase 28. In Fig. 4 ist unten dargestellt, dass der Verbinderbaustein sich in der gesteckten Position befindet, und der Sperrschieber das Herausziehen aus dieser Lage blockiert, da der Schieber der Bewegung der Nase 28 im Wege steht. Zwischen einem Zusatzmodul und der Basisbaugruppe des Schutzschalters befindet sich eine Trennstrecke zwischen Steckkontakten und Kontaktbuchsen. Es ist von Vorteil, wenn diese Trennstrecke bei nicht gestecktem Zusatzmodul sichtbar ist. Die an dem Zusatzmodul 10 ausgebildete Profilschiene 16 weist eine als Lücke ausgebildeten Eingriff-Schlitz 19 für den Kragen 48 auf. Der in Sperrsituation ausgefahrene Kragen tritt in den Eingriff-Schlitz 19 ein und blockiert die Bewegung eines Zusatzmoduls. Die Lücke 19 ist so angeordnet, dass sie mit der Lage des Kragens in der gesteckten Position des Zusatzmoduls korrespondiert. In Verlängerung der Profilschiene ist im Anschluss an die Lücke eine Nase 18 ausgebildet. Die Länge (T2) und die Lage der Nase (T1 + T2 in Fig. 4) und ihr Abstand von den Kontaktbuchsen im Schutzschalter sind derart, dass die Steckkontakte eines bis zum Anschlag der Nase an den Kragen eingeschobenes Zusatzmoduls die Kontaktbuchsen noch nicht erreicht haben.

Claims (13)

  1. Handbetätigter Schutzschalter für Motorschutz und/ oder Leitungsschutz, umfassend
    - eine Basisbaugruppe, die im wesentlichen mindestens einen Schaltmechanismus des Schutzschalters, eine manuelle Betätigungsvorrichtung mit einem Drehknopf (42) und einer Betätigungswelle (44) mindestens eines Schaltmechanismus und
    - mindestens einen mit zweiten Steckmitteln (122) ausgestatteten Einführschacht (120) für mindestens ein mit zu den zweiten Steckmitteln (122) korrespondierenden ersten Steckmitteln (17, 27) versehenes austauschbares Zusatzmodul (10, 20) enthält,
    - wobei die manuelle Betätigungsvorrichtung in einem zur Bedienfront (102) auskragenden prismatischen Gehäuseteil (110) untergebracht ist, und die Betätigungswelle (44) senkrecht zur Bedienfront (102) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass das Einführen eines Zusatzmoduls (10, 20) in einen und/oder das Herausziehen eines Zusatzmoduls (10, 20) aus einem Einführschacht (120) mit einer Sperrvorrichtung (48) sperrbar ist, welche in dem Gehäuseteil (110) untergebracht, an der Betätigungswelle (44) ausgebildet und durch Drehung der Betätigungswelle (44) aktivierbar ist.
  2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrvorrichtung (48) in den Einführschacht (120) ein- und austritt und die Bewegung eines Zusatzmoduls (10, 20) blockiert.
  3. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Basisbaugruppe senkrecht zur Bedienfront (102) mindestens eine Anschlussfläche (104, 106) für ein Zusatzmodul (10, 20) ausgebildet ist und die mindestens eine Anschlussfläche (104, 106) mit einem linearen Führelement (116) versehen ist, welches mit mindestens einem an dem Zusatzmodul (10, 20) ausgebildeten Aufnahmeelement (16, 28) derart zusammenwirkt, dass das Zusatzmodul (10, 20) in dem Führelement (116) eingeschoben werden kann.
  4. Schutzschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrvorrichtung (48) in das Führelement (116) ein- und austritt und die Bewegung eines Zusatzmoduls (10, 20) blockiert.
  5. Schutzschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrvorrichtung ein den Umfang der Betätigungswelle (44) umgreifender Kragen (48) ist.
  6. Schutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (48) bei Drehen der Betätigungswelle (44) in das Profil eines Führelements (116) ein- und austritt, derart dass der erste Abschnitt (52) nur in der Stellung EIN des Schutzschalters in das Profil des Führelements (116) greift.
  7. Schutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrvorrichtung von einem am Umfang der Betätigungswelle (44) umgreifenden Kragen (48) gebildet ist, welcher bei Drehen der Betätigungswelle einen translatorisch beweglichen Schieber (60) derart beaufschlagt, dass der Schieber (60) nur in der Stellung EIN des Schutzschalters die Bewegung eines Zusatzmoduls (10, 20) blockiert.
  8. Schutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das lineare Führelement als das Profil von Führelement (116) und Profilschiene (16) in Form eines am Zusatzmodul (10) ausgebildeten Schwalbenschwanzes ausgebildet sind.
  9. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das lineare Führelement in Form von Kontaktbuchsen (122) vorhanden ist.
  10. Schutzschalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem Zusatzmodul (10) ausgebildete Profilschiene (16) eine Lücke (19) aufweist, die so angeordnet ist, dass sie mit der Lage des Kragens (48) in der gesteckten Position des Zusatzmoduls (10, 20) korrespondiert.
  11. Schutzschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (60) gegen die Kraft einer Rückstellfeder gelagert ist.
  12. Schutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmodul ein Überstrom-Auslöser-Modul (10) ist.
  13. Schutzschalter nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmodul ein als Kontaktbrücke zu einem Schütz ausgebildeter Verbinderbaustein (20) ist.
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