EP2030215B1 - Schutzschalter - Google Patents
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- EP2030215B1 EP2030215B1 EP06805853A EP06805853A EP2030215B1 EP 2030215 B1 EP2030215 B1 EP 2030215B1 EP 06805853 A EP06805853 A EP 06805853A EP 06805853 A EP06805853 A EP 06805853A EP 2030215 B1 EP2030215 B1 EP 2030215B1
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- switching arm
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- lever
- contact
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Definitions
- the invention relates to a circuit breaker according to the preamble of claim 1.
- a circuit breaker is made EP 0 708 461 A1 known.
- a welterer circuit breaker is for example off FR 2 661 776 A1 known.
- the trigger mechanism of the known circuit breaker comprises an electromagnetic release and a bimetallic release.
- the electromagnetic triplet detects a short circuit
- the bimetallic trigger detects an overload condition.
- the corresponding trigger acts on a release arm, which in turn unlatches the shift arm and thus triggers the return of the shift arm into the open position.
- a circuit breaker of the type mentioned above should generally cause the occurrence of the trigger condition as rapid as possible separation of the electrical connection formed between the moving contact and the fixed contact in order to effectively mitigate a circuit downstream of the circuit breaker against a short circuit and / or overload.
- a switching arc as it unwelgerlich arises in the switching process between the moving contact and the fixed contact, should be deleted as quickly as possible to bring the current flow to a standstill and avoid burning the contact material if possible.
- the rapid extinction of the switching arc is particularly important in short-circuit andnikiastfall of particular importance, especially in these cases, the switching arc develops a particularly strong destructive effect due to the high current flow.
- a circuit breaker should be as simple as possible and inexpensive to manufacture but at the same time for manufacturing reasons.
- Circuit breakers of the above type are made in both single-pole and multi-pole versions.
- Such a modular circuit breaker is for example off EP 0 538 149 A1 known.
- the object of the invention is to provide a circuit breaker which is particularly suitable with regard to the background described above, in particular with regard to a fast switching behavior.
- the switching arm is spring loaded in the direction of the open position and verklinkbar with a driver of the manual operation mechanism that the switching arm by means of the manual operation against the spring pressure in the closed position is movable and held there as a result of the latch.
- the triggering mechanism has a trigger slide which, by means of a trigger, moves from a ready position towards a release position, i. a position which assumes the release slider in a released state, is displaceable.
- the switching arm is designed in two parts and comprises a contact lever, which carries the actual moving contact, and a latch lever, which is verklinkbar with the manual operation mechanism.
- the latch lever is pivotally mounted on the housing.
- the contact lever is articulated by means of a rotary joint on the latch lever.
- the trigger slide and the switching arm are designed such that the trigger slide, when it abuts against the switching arm, simultaneously rotationally fixed the contact lever in its position to the housing.
- the moving contact would first be held on the fixed contact and the switching process is delayed. Rather, due to the rotational fixation of the moving contact is lifted directly from the fixed contact with the striking of the trigger slide on the switching arm.
- the so-called proper time of the circuit breaker in the short-circuit release ie the time between the onset of the short-circuit current and the lifting of the contacts, can be significantly reduced. In particular, a proper time of up to about 0.5 msec can be achieved. The short-circuit current is thereby effectively limited already in the rise phase.
- the trigger slide is preferably designed such that it disengages the shift arm to one of the driver while feeding, so that the switching arm is automatically moved in the direction of the open position due to the spring pressure, but that the trigger slide on the other hand, the switching arm is acted upon in the direction of the open position to accelerate the return of the switching arm in the open position.
- the release slide for unlatching of the switching arm preferably on a Entklinkungskontur, which leads away the driver from an attack position with the switching arm, so that the switching arm is released.
- the trigger slide preferably has a corresponding stop.
- the release slide is expediently designed such that it performs its successive feed as part of the triggering process, its two functions, namely the unlatching of the switching arm of the driver and the "pushing" of the switching arm, approximately simultaneously, wherein the switching arm expediently is initially unlatched, and the trigger slide immediately following strikes against the switching arm.
- Such a period is considered negligible in the context of the application.
- the circuit breaker is designed so that the release slide is accelerated in the course of the tripping operation before it abuts against the switching arm, and on this therefore at a non-zero initial speed meets to overcome the mechanical inertia of the switching arm as quickly as possible by utilizing the kinetic energy of the trigger slide.
- the contact lever is biased elastically relative to the latch lever in the direction of the closed position, so that the moving contact, when the switching arm is in its closed position, bears under pretension on the fixed contact. Due to the flexibility of the switching arm and the bias is achieved that even with increasing wear of the contact material to the moving contact and the fixed contact, as is inevitable in the life of the circuit breaker, always a secure contact of the contacts is guaranteed.
- a spring in particular a tension spring, is provided which biases both the contact lever in the direction of the closed position, as well as the switching arm in the direction of the open position. This double function of the spring is achieved by the point of application of the spring, seen from the moving contact, behind the pivot, is arranged on the contact lever.
- the trigger slide is arranged to the switching arm, that it abuts against the located in its closed position switching arm in the region of the rotary joint.
- This embodiment is on the one hand advantageous in that when striking the trigger slide no torque (relative to the pawl lever) is exerted on the contact lever, so that the kinetic energy of the trigger slider is fully inserted into the acceleration of the switching arm as a whole.
- this embodiment is based on the finding that the position of the rotary joint, in contrast to the orientation of the contact lever in the closed position, is independent of the wear of the contact material.
- the hinge is chosen as a starting point for the trip slider, thus over the life of the circuit breaker constant switching behavior is achieved.
- the trigger slide is advanced by the trigger only during an initial phase of the triggering operation.
- the release slide is taken along by the switching arm returning to its open position until the release position is reached.
- This design takes into account that by conventional triggers only one comparatively small stroke can be generated.
- the feed distance of the release slide between the standby position and the release position is extended.
- the larger feed distance of the trip slider is particularly advantageous to give the trigger slide a switching pulse for the coupled triggering adjacent circuit breaker modules.
- the trip slider also serves to realize a free release of the circuit breaker.
- the term free release is a mechanical forced decoupling of the switching arm understood by the manual operation mechanism, which causes the switching arm can be triggered even if the manual operating mechanism is held in a position corresponding to the closed position of the switching arm and that the switching arm by means of the manual operation mechanism in the Closed position can be adjusted if and as long as the trigger condition exists.
- the release slide is provided as part of the Entklinkungskontur with a (2004)gleitschräge at which the driver of the manual operation mechanism is guided, and on which the driver is unlatched by the switching arm when the feed of the trigger lever is blocked in the direction of the ready position.
- the Aufgleitschräge is advantageously still used as a force deflector to advance the release slide in the manual adjustment of the switching arm in its closed position from the release position in the direction of the ready position.
- the manual actuation mechanism comprises in an expedient embodiment, a pivot lever on which a coupling rod is mounted eccentrically.
- the coupling rod contributes to a free end of the driver.
- the pivot lever is expediently, in particular biased by a torsion spring in the direction of one of the open position of the switching arm corresponding first pivot position, so that the pivot lever always returns in the unloaded state by itself in this first pivot position.
- the pivot lever In a closed position of the switching arm corresponding second pivot position, however, the pivot lever is preferably locked by the latching of the driver with the switch arm located in the closed position.
- the coupling rod is expediently pressed in the first pivotal position by a spring against the switching arm.
- this spring is formed in particular by a molded integrally on the pivot lever spring tab.
- the circuit breaker comprises a short-circuit release, which is designed to actuate the release slide in the event of a short circuit as a trigger condition.
- the short-circuit release comprises a magnetic coil, a magnetic yoke and a magnet armature, which is connected to a provided for advancing the trigger slide plunger.
- the circuit breaker preferably comprises an overload release.
- the overload release is essentially formed by a bimetallic strip which heats up as a result of the flow of current through the circuit breaker and deforms in such a way that it actuates the release slide in the event of an overload.
- a projection on the release slide is provided in a preferred embodiment of the invention.
- This attack is in particular formed by a relative to the trigger slide rotatable eccentric.
- This eccentric is used to adjust or adjustment of a Kochlastauslettesschwelle for the overload release by by rotation of the eccentric relative to the trigger slide the distance which is formed (in particular in the ready position of the trigger slide) between the attack or eccentric and the bimetallic strip is varied.
- the eccentric can be locked in particular on the release slide in several defined rotational positions.
- the trip slider is in this case provided in a structurally simple and expedient embodiment in particular with a holder for mounting the eccentric, which is a kind of sprocket has trained catch, in turn, a projection (or locking tooth) of the eccentric elbreift.
- the above-described adjustment option for the overload release is not only advantageous in the case of the above-described circuit breaker, sondem generally used in a circuit breaker with bimetallic release.
- the embodiment of the invention described in the following figures relates to a kind of modular system modular circuit breaker 1, which can be realized by combining a number of components in single or multi-pole design.
- the core component of this modular system is a circuit breaker module 2, which in itself already forms a fully functional single-pole circuit breaker.
- Unipolar designs of the circuit breaker 1, as in particular in the Fig. 1 to 6 are represented, are essentially formed by a single circuit breaker module 2 accordingly.
- Multipole types of circuit breaker 1, as in the Fig. 17 to 21 are represented by stringing one of the number of poles of the circuit breaker 1 corresponding number of circuit breaker modules 2 are formed.
- the protection switch module 2 which is initially shown in a view from the outside, comprises a housing 3 made of insulating material.
- the circuit breaker module 2 is designed in the manner of a DIN rail mounted device.
- the housing 3 has correspondingly the characteristic for such devices, symmetrical to a front side 4 graded shape.
- a handle 6 of a pivot lever 7 out of the housing At an outstanding central part 5 of the front side 4 protrudes to actuate the circuit breaker module 2, a handle 6 of a pivot lever 7 out of the housing.
- the circuit breaker module 2 is provided with a receptacle, which is typical for DIN rail mounted devices, for latching the circuit breaker module 2 onto a mounting rail, in particular a DIN rail.
- a locking slide 10 is provided which is guided in a guide 11 of the housing 3 slidably.
- the locking slide 10 is provided with laterally molded spring arms 12 which cooperate with a - simplified - sawtooth contour of the guide 11 in such a way that the locking slide 10 is captively fixed in the mounting state in the guide and bistable between a detent position in which a detent 13 of the locking slide 10 projects into the receptacle 9, and a release position in which the detent 13 is retracted from the receptacle 9, is displaceable.
- the locking slide 10 remains in the release position when it is manually withdrawn by a user in particular for disassembly of the circuit breaker module 2 from the detent position, so that the circuit breaker module 2 can be easily lifted from the mounting rail.
- the bistable latching of the locking slide 10 in the release position is particularly advantageous in order to be able to remove several coherent or interconnected Schutzschaltriodule 2 together from a mounting rail without having to press the locking slide 10 of each circuit breaker module 2 simultaneously.
- the locking slide 10 is resiliently guided in the latching position by cooperation of the spring arms 12 with the sawtooth contour of the guide 11, so that the circuit breaker module 2 can be snapped by simply plugging it onto the mounting rail on this.
- each blind cover 15a, 15b is snapped onto each end face 14a, 14b of the housing 3, which closes the housing 3 in the region of the pivot lever 7 to the outside.
- Each blind cover 15a, 15b is snapped with three holding projections 16 in corresponding receptacles 17 of the housing 3.
- each blind cover 15a, 15b in its mounting position, in particular a provided in each end face 14a, 14b of the housing 3 engagement opening 18 through which the circuit breaker module 2 (as will be explained in more detail) in multi-pole embodiments of the circuit breaker 1 with adjacent circuit breaker modules 2 coupled is.
- Fig. 1 shows two types of blind covers 15a and 15b, which are alternatively auffact snapped onto the housing 3.
- the blind cover 15b differs from the blind covers 15a in that it is additionally provided with a rail 19, which in the assembled state (see. Fig. 3 ) Flanking the pivoting range of the handle 6 and thereby acts as protection against accidental operation of the circuit breaker module 2.
- Fig. 2 shows the circuit breaker module 2 with the blind covers mounted thereon 15a.
- Fig. 3 shows in a corresponding representation, the circuit breaker module 2 mounted thereon blind covers 15b.
- the circuit breaker 1 further includes labels 20, which are used on both sides in the corresponding receptacles 21 of the housing 3 at the edges of the front page 4.
- the 4 to 6 2 show the circuit breaker module 2 provided by way of example with blind covers 15a in a plan view of the end face 14a (FIG. Fig. 5 ) or on the adjacent side surfaces 22a ( Fig. 4 ) and 22b ( Fig. 6 ) of the housing 3.
- a housing opening 23 is provided, via which a feed connection 24 is accessible for connecting an electrical supply conductor.
- the opposite side surface 22b is provided with a further housing opening 25, via which a load connection 26 is accessible.
- Each side surface 22a, 22b is additionally provided with a respective housing opening 27a or 27b, via which a respectively corresponding signal connection 28a or 28b is accessible.
- the feed terminal 24 is a coupling contact 29 connected in parallel.
- the coupling contact 29 is made accessible via a housing slot 30 from the outside.
- the housing slot 30 extends over the entire housing width, i. from the end face 14a to an opposite end face 14b, and is open to both end faces 14a and 14b.
- each signal terminal 28a and 28b, a further coupling terminal 31 a and 31 b connected in parallel, each of the coupling terminals 31 a and 31 b is accessible via a further housing slot 32 a and 32 b.
- Each housing slot 30,32a, 32b is dimensioned such that each arranged therein coupling contact 29 and 31 a, 31 b is hidden finger-safe and that the required creepage distances are complied with the housing surface. This is achieved in that the housing slots are particularly narrow and deep.
- the slot depth is in the case of the housing slot 30 about 20 mm, in the case of the housing slots 32a, 32b about 10 mm.
- the free slot width is approximately 4 mm in the case of the housing slot 30 and is reduced to approximately 1 mm in the rear area by guide webs 134 flanking the coupling contact 29 on both sides. in the Case of the housing slots 32a, 32b, the free slot width is about 3 mm and is reduced in the rear area to the outside to about 1 mm.
- Fig. 7 the circuit breaker module 2 is shown in an exploded view, in particular in which the recorded in the housing 3 functional parts of the circuit breaker module 2 are visible in a separate representation.
- the functional parts of the circuit breaker module 2 are essentially divided into a switching mechanism 40 and an extinguishing device 41.
- the switching mechanism 40 can in turn be subdivided into three functional subgroups, namely a manual operating mechanism 42, a switching arm 43 and a triggering mechanism 44.
- the manual operation mechanism 42 is essentially formed by the pivoting lever 7 and a coupling rod 45, the free end of which is bent approximately at right angles to form a driver 46.
- the manual operation mechanism 42 further includes a torsion spring 47.
- the switching arm 43 has a two-part design and comprises a contact lever 48 and a latch lever 49, which has a pawl 51 cooperating with the driver 46 at a rearward end 50 of the lever.
- the switching arm 43 is biased by a tension spring 52.
- the triggering mechanism 44 comprises a trigger slide 53, an overload release 55 formed essentially of a bimetallic strip 54 and an electromagnetic short-circuit release 56, which comprises a magnetic coil 57 with a magnetic core formed from two core disks 58, a magnetic yoke 49 and a magnet armature 60.
- the armature 60 is connected to a rod-shaped plunger 61 made of plastic and is biased by a compression spring 62.
- the extinguishing device 41 comprises an extinguishing chamber 63 with a packet of mutually parallel extinguishing plates 64 inserted therein and a first running rail 65 and second running rail 66.
- the running rail 65 is formed integrally with the magnet yoke 59.
- the running rail 66 is together with a power supply 67 formed as an integrally continuous sheet metal part, wherein the power supply 67 simultaneously forms a support for the bimetallic strip 54.
- the extinguishing device 41 further comprises two cover plates 68a and 68b and baffles 69, which are integrally formed on the inner wall of the housing 3.
- the circuit breaker module 2 further comprises a signal contact device, which is essentially formed by a signal relay 71 which is connected to the signal connections 28a and 28b and the respectively connected coupling contacts 31a and 31b.
- the housing 3 consists of two parts, namely a housing shell 73 and a housing cover 74 which can be placed thereon.
- the housing shell 73 and the housing cover 74 are fixed captive in the assembled state by rivets 75 or screw to each other.
- FIG. 8 and 9 the above-described functional parts of the circuit breaker module 2 are shown in the assembled state, wherein Fig. 8 is a front view of the functional parts, as they would result in a view through the housing cover 74 through the inserted into the housing shell 73 functional parts.
- Fig. 9 shows the functional parts in a rear view, as they would result in a look through the bottom of the housing shell 73 therethrough.
- the housing shell 73 and the housing cover 74 are in the Fig. 8 and 9 omitted for the sake of clarity.
- the latch lever 49 of the switching arm 43 is pivotably mounted about a housing-fixed axis of rotation 80.
- the contact lever 48 is in turn articulated to a pivot 81 on the latch lever 49, so that the switching arm 43 has a certain flexibility in itself.
- the relative mobility of the contact lever 48 with respect of the pawl lever 49 is limited by a slot 82 at a rear end 83 of the contact lever 84, through which the rotation axis 80 passes.
- the rear end 83 opposite free end of the contact lever 48 forms a moving contact 84 which cooperates with a fixed contact 85 to switch a circuit.
- the fixed contact 85 is applied to an upper side of the magnetic yoke 59 at the base of the running rail 65 integrally connected thereto.
- the Fig. 8 and 9 show the circuit breaker module 2 in a closed state of the switching arm 43, in which the moving contact 84 forming the end of the contact lever 48 bears against the fixed contact 85.
- an electrically conductive connection is provided between the feed terminal 24 or coupling contact 29 and the load terminal 26, via the busbar 70, the magnetic coil 57, the yoke 59, the fixed contact 85, the contact lever 48 with the moving contact 84, the bimetallic strip 54 and an adjoining busbar 86 leads.
- the electrical connection between the rear end 83 of the contact lever 48 and the bimetallic strip 54 and between the bimetallic strip 54 and the bus bar 86 is closed by a respective stranded connection 87 a, 87 b, which in the Fig. 8 and 9 is indicated only schematically.
- tension spring 52 engages the contact lever 48 at a between the pivot 81 and the slot 82 (and thus also between the rotary joint 81 and the rotation axis 80) arranged on position.
- the opposite end of the tension spring 52 is re-mounted on the housing 3.
- the switching arm 43 is thus in total by the tension spring 52 in a rotational direction, which in the illustration Fig. 8 a rotation of the switching arm 43 in a clockwise direction, in the illustration according to Fig. 9 a rotation of the switching arm 43 corresponds counterclockwise, biased toward an open position.
- the position of the pawl arm 49 in this closed position is chosen such that the switching arm 43 is "pushed" to a certain extent during closing, that is, the contact lever 48 is clamped relative to the pawl lever 49.
- This tension ensures that the moving contact 84 is always biased against the fixed contact 85 in the closed position, wherein a successively increasing consumption of contact material in the course of the lifetime of the circuit breaker module 2 is compensated by the resilience of the contact lever 48.
- the pivot lever 7 is connected to the housing shell 73 between a in Fig. 7 shown first pivot position and one in the Fig. 8 and 9 shown second pivot position pivotally mounted about a housing-fixed pivot axis 88, wherein - like the Fig. 8 and 9 can be removed - the second pivot position of the pivot lever 7 corresponds to the closed position of the switching arm 43.
- the coupling rod 45 is pivotable with a fixed end 89 and radially movable with respect to the pivot lever 7 in a radial guide 90 of the pivot lever 7.
- the fixed end 89 is guided in a slotted guide 91, which is integrally formed on the inner wall of the housing shell 73 and the housing cover 74 and in the Fig. 8 and 9 is indicated only schematically.
- the slotted guide 91 runs in the manner of a spiral segment on the pivot axis 88, wherein for each position of the pivot lever 7 between the first and the second pivot position, a crossing point of the linear guide 90 and the slotted guide 91 exists, the one corresponding to this position of the pivot lever 7 position of the fixed end 89 of the coupling rod 45 defined.
- the coupling rod 45 is guided mainly linearly by the interaction of the radial guide 90 with the slide guide 91 at a pivoting of the pivot lever 7.
- the pivot lever 7 is biased by the torsion spring 47 in the direction of the first pivot position, so that it is in the second pivot position against the spring pressure the torsion spring 47 is deflected.
- the slide guide 91 is designed such that in the second pivot position mediated via the coupling rod 45 operative connection between the driver 46 and the fixed end 89 above (ie on the handle 6 facing side) of the pivot axis 88, so that the pivot lever 7 through the latching of the driver 46 is held with the pawl 51 of the latching arm 43 against the restoring force of the torsion spring 47 in the second pivot position.
- the manual operation mechanism 42 and the switching arm 43 are thus coupled to each other via the latching of the driver 46 with the pawl 51 so that they stabilize against the respective restoring force of the tension spring 52 and the torsion spring 47 in the closed position and the second pivot position.
- Kem reallyteil the release mechanism 42 is the trip slider 53 which is actuated both by the bit metal strip 54 of the overload release 55 and the plunger 61 of the short-circuit release 56, and the actuation of one of the triggers 55 or 56, the provision of the switching arm 43 from the closed position in FIG the open position causes.
- the trip slider 53 affects this recovery process in two ways by first disengaging the shift arm 53 from the dog 46, thus initiating the automatic restoring process of the shift arm 43 under the action of the tension spring 52, and by pushing the shift arm 43 "to the other ", so he added a pulse pulse to overcome the inertia of the switching arm 43 during the recovery faster and thus to accelerate the switching process.
- Fig. 10 shows an enlarged view of the switching arm 43 again in its closed position in which the inter alia guided by the magnetic coil 57 electrical connection between the feed terminal 24 and the load terminal 26 is closed.
- a short circuit in a circuit connected to the terminals 24 and 16 leads to a sudden increase of the current flowing through the magnetic coil 57 current to a peak, in the case of the illustrated circuit breaker as intended can be up to about 6 kA.
- the strong increase in current causes a proportional increase in the magnetic field generated by the magnetic coil 57, as a result of which the magnet armature 60 is attracted against the restoring force caused by the compression spring 62 against the arranged inside the magnetic coil 57 Kemusionn 58.
- Each of the core disks 58 is provided with a longitudinal groove.
- the core disks 58 are attached to each other in such a way that the longitudinal grooves complement each other to a passage in which the plunger 61 slidingly rests.
- the plunger 61 is connected to the armature 60 and is advanced during its movement against the trigger slide 53. He strikes against a stop surface 92 of the trip slider 53 and raises the release slide 53 from the in Fig. 9 shown standby position.
- the release slide 53 has a Entklinkungskontur 93.
- the Entklinkungskontur 93 is provided with a recess 94 into which the coupling rod 45 engages with the driver 46 so that the driver 46 is withdrawn from the pawl 51 of the blade lever 49 by the advance of the trigger slide 53.
- the trigger slide 53 is further provided with a projection which serves as a stop 95 for acting on the switching arm 43.
- This (first) stop 95 simultaneously or immediately after the unlatching of the switching arm 43 abuts against it and accelerates the switching arm 43 in the direction of its open position.
- the geometry of the trigger slide 53 is particularly dimensioned such that the stop 95 comes to rest on the switching arm 43 at a time when the switching arm 43 has not yet relaxed.
- the switching arm 43 is in turn designed such that the stop 95 abuts against the contact lever 48 (and not against the latch lever 49). Due to the friction of the contact lever 48 with the stop 95, the rotational mobility of the contact lever 48 is blocked. In this way it is prevented that the switching arm 43 relaxes before lifting the moving contact 84 of the fixed contact 85. Rather, the contact lever 48 is raised immediately with the abutment of the trigger slide 53 (s. Fig. 11 ), which in turn causes the moving contact 84 immediately separated from the fixed contact 85 and the short-circuit current is effectively limited already in
- the trigger slide 53 is arranged in particular such that the stop 95 in the region of the rotary joint 81 strikes the switching arm 43, so that no torque is transmitted relative to the latch lever 49 by the stop 95 on the contact lever 48.
- the contact lever 48 projects beyond the latch lever 49 in the radial direction in the region of the rotary joint 81, so that it is ensured that the stop 95 strikes the contact lever 48.
- Fig. 13 shows the final state of the tripping operation, in which the moving contact 48 abuts against a stop surface 97 which forms a fixed contact 85 at a distance opposite approach of the second running rail 66.
- the release slide 53 is lifted by the interaction of the second stop 96 with the switching arm 43 in a release position in which the Entklinkungskontur 93 of the trigger slide 53 flanking the pawl 51 of the switching arm 43 with a Aufgleitschräge 98.
- the driver 46 is unlatched with the pawl 51, and the pivot lever 7 is no longer held in the second pivot position and returns under the action of the torsion spring 47 in the first pivot position.
- the driver 46 is pushed out of the recess 94 of the Entklinkungskontur 93 and slides the Aufgleitschräge 98 down until it locks behind the latch 51 again.
- the engagement of the driver 46 behind the pawl 51 is by a spring tab 72 ( Fig. 8 ), which is molded integrally on the pivot lever 7 and pushes the coupling rod 45 in the second pivot position of the pivot lever 7 against the Aufgleitschräge 98.
- the switching arm 43 is thereby again coupled to the manual operation mechanism 42 and can by manual pivoting of the pivot lever 7 in the closed position according to Fig. 9 be reset.
- the driver 46 by interaction of the driver 46 with the Aufgleitschräge 98 simultaneously the trip slider 53 in the ready position according to Fig. 9 shifted back, provided that the displacement of the trigger slide 53 is no obstacle.
- the driver 46 slides on the Aufgleitschräge 98 up / f and is thereby in turn lifted from the pawl 51.
- the magnetic yoke 59 into which the running rail 65 is integrated, is not closed in a circle around the magnetic coil 57. Rather, the yoke 59 is on a magnet armature 60 facing the bottom through a narrow air gap 99 (FIGS. FIGS. 8 and 9 ) interrupted.
- the air gap 99 is dimensioned such that it does not significantly affect the magnetic flux within the magnetic yoke 59, but effectively prevents current flow over the gap gap. It is rather within the magnetic yoke 59 always from an output 100 ( Fig. 8 In the context of this description, the direction of the current path is specified independently of the actual current flow direction as starting from the feed connection 24 or coupling contact 29 and aligned with the load connection 26 ).
- the arc enters the quenching chamber 63 and is divided by the quenching plates 64 into a number of partial arcs.
- the quenching plates 64 favor the extinguishing of the arc in a conventional manner by multiplying the total voltage across the entire arc gap and the arc is cooled.
- the extinguishing device 41 is provided with an air compensation system whose function in Fig. 14 is illustrated schematically.
- Fig. 14 shows the extinguishing device 41 in a schematic section through the quenching chamber 63 and the arc run space 101 along a cutting line which coincides approximately with the running rail 66.
- the arc run space 101 is closed toward both end faces by the cover plates 68a and 68b.
- Each cover plate 68a, 68b is in turn arranged at a distance from the adjacent wall of the housing 3, so that between the cover plates 68a, 68b and the housing 3 on both sides of the arc run space 101 and parallel to this ever a pressure equalization channel 103a and 103b is formed.
- Each pressure equalization channel 103a, 103b corresponds via a first opening 104 to an area of the arc run area 101 adjacent to the inlet 102 and to a second opening 105, which is embedded in the respective cover plate 68a, 68b and having one Contacts 84,85 surrounding area of the arc run space 101.
- P pressure wave occurs in the pressure equalization channels 103 a, 103 b to a backflow R, reduced by the overpressure at the inlet of the quenching chamber 63 and the emergence of a Negative pressure in the region of the contacts 84 and 85 is avoided.
- the quenching chamber 63 has an outlet 106 (FIG. Fig. 14 ) on.
- the damming of this outlet 106 ie the ratio of the free cross-sectional area of the outlet 106 to the free cross-sectional area of the inlet 102, is about 42%.
- This cross-sectional constriction has proven to be particularly suitable for slowing down the propagation of the arc in the quenching chamber 63, in order to avoid that the arc simply passes through the quenching chamber 63 and reignites at the outlet 106, in order to keep the quenching chamber sufficiently permeable on the other hand that the arc quickly enters the quenching chamber 63.
- the damming is effected essentially by a separating web 107 made of insulating material, which is integrally formed on the outlet 106 of the extinguishing chamber 63 and protrudes therefrom in the propagation direction P.
- This separating web 107 furthermore effects separation of the gas stream leaving the quenching chamber 63 into two partial streams and thus further impedes flashback of the electric arc.
- the guide plates 69 further direct the partial flows T1 to T8 in the direction of the side surface 22b (ie in the illustration according to FIG Fig. 14 approximately to the viewer) and thus avoid a pressure accumulation at the outlet 106 of the quenching chamber 63, which would favor the flashback of the arc.
- the trip takes place in principle the same way as in the short circuit case described above.
- the trip slider 53 does not become the ram 61 of the short-circuit release 56 but the bimetallic strip 54 of the overload release 55, which heats up due to the overload current and thereby deflects such that its free end 110 (FIG. Fig. 15 ) abuts against a projection of the trigger slide 53, which is referred to as attack 111 below.
- the attack 111 is formed in two parts and includes an integrally formed on the trigger slide 53 bracket 112 (FIGS. Fig. 15 ) on which an eccentric 113 ( Fig. 16 ) is rotatably mounted.
- the holder 112 is in this case with a ring gear 114 ( Fig. 15 ) which, in cooperation with a corresponding detent tooth 115 (FIG. Fig. 16 ) of the eccentric 113 allows the eccentric 113 to lock in a plurality of defined rotational positions relative to the holder 112.
- the trigger slide 53 further comprises a cantilever 116 (FIG. Fig. 9 ).
- the boom 116 is configured to actuate the signal relay 71 when the trip slider 53 is in the standby position. As if in synopsis of FIGS. 10 to 13 can be removed, the boom 116 releases the signal relay 71 in its movement into the release position. On the switching state of the signal relay 71 can thus be queried the position of the trip slider 53, and consequently the state of the trigger mechanism 44.
- the Figures 17 and 18 show two circuit breaker modules 2 of the type described above, which are assembled into a two-pole design of the circuit breaker front 1.
- the coupling piece 120 comprises a body 121 which is provided with two fixing projections 122 each.
- the fixing projections 122 are in corresponding receptacles 17 on the adjacent end faces 14a and 14b of the respective adjacent Circuit breaker module 2 snap-in, so that over the coupling piece 120 and the juxtaposed circuit breaker modules 2 are mechanically fixed together.
- a handle coupling 123 and on the other hand, a release coupling 124 is formed on this body 121 on the one hand.
- the handle coupling 123 is molded on a film hinge 125 pivotally mounted on the body 121 and engages in a Fig. 18 illustrated mounting state on both sides in the handles 6 of the adjacent circuit breaker modules 2, so that the pivot lever 7 of this circuit breaker modules 2 are coupled together in always aligned pivoting position.
- the triggering coupling 124 is flexibly molded onto the body 121 via a spring arm 126 bent in a meandering manner and, in the assembled state, engages on both sides through the engagement opening 18 of the respectively adjacent housing wall on a coupling projection 127 (FIG. FIGS. 8 to 10 ) of the trip slider 53 of the respective circuit breaker module 2 to.
- the trip slider 53 of both circuit breaker modules 2 are coupled such that by triggering a circuit breaker module 2, the respective other circuit breaker module 2 is triggered.
- both a mechanical fixation of the circuit breaker modules 2 and a dynamic coupling of both the manual actuation mechanism 42 and the actuation mechanism 44 of both circuit breaker modules 2 are thus achieved by means of an integral component
- circuit breaker modules 2 are additionally connected to each other by brackets 128 on the side surfaces 22a, 22b and the back 8.
- the respective outer end faces 14a, 14b of the circuit breaker modules 2 are each covered by a blind cover 15a (or 15b). Further front covers 129 close off the area of the front side 4 between the circuit breaker modules 2 arranged around the pivot lever 7.
- FIGS. 19 to 21 show a five-pole design of the circuit breaker 1, in which this is connected in the manner of a power distributor. With a power distributor is common a common power supply is provided, branched off from the branch lines to supply a number of poles corresponding number of load circuits via a respective separate circuit breaker module 2.
- a dynamic coupling of the individual circuit breaker modules 2 is not desirable in a power distribution in the rule.
- the circuit breaker modules 2 are according to Fig. 19 Therefore (in contrast to the embodiment of the circuit breaker 1 described above) without interposed coupling pieces 120 juxtaposed.
- a busbar 130 which extends as a profile part substantially over the entire width of the juxtaposed circuit breaker modules 2, inserted into the aligned housing slots 30 so that the coupling contacts 29 of the circuit breaker modules 2 are short-circuited via the busbar 130.
- the connection of the circuit breaker modules 2 to an external supply line is carried out as intended via the feed terminal 24 of a circuit breaker module. 2
- the bus bar 130 is provided with a back cover 131 of insulating material. In the inserted state, only this back cover 131 protrudes on the side surface 22a and closes the housing slot 30 to this side surface 22a touch-safe ( Figures 20 . 21 ). To the outer end faces 14a, 14b of the circuit breaker modules 2, the busbar 130 is covered by end strip 132.
- Each end strip 132 is provided with a peripheral circumferential guide groove 133. With this guide groove 133 of the end strip 132 is pushed onto a guide web 134 which rotates the edge of the housing slot 30 at each end face 14a, 14b.
- a guide web 134 which rotates the edge of the housing slot 30 at each end face 14a, 14b.
- an end strip 132 is preferably molded over a predetermined breaking point on the back 8 of the housing 3 of each circuit breaker module 2, so that it can be broken off if necessary and inserted into the housing slot 30.
- busbar pieces 135a and 135b are shown, which in the same way as the busbar 130 in the housing slots 32a or 32b are insertable to couple the coupling contacts 31 a, 31 b of the signal terminals 28a, 28b.
- the FIGS. 19 to 21 show a first type of busbar pieces 135a, each of which short-circuits only the coupling contacts 31a or 31b of two directly adjacent circuit breaker modules 2.
- One in the Figures 19 and 21 shown further type of busbar pieces 135b is formed from profile material and can be cut to length (as with the busbar 130) as desired to short any number of coupling contacts 31 a or 31 b.
- busbar pieces 135a and 135b can be used alternatively or in any combination to interconnect the signal circuits of the circuit breaker modules 2 together.
Landscapes
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutzschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Schutzschalter ist aus
EP 0 708 461 A1 bekannt. - Ein welterer Schutzschalter ist beispielsweise aus
FR 2 661 776 A1 - Ein Schutzschalter der oben genannten Art soll generell bei Eintritt der Auslösebedingung eine möglichst rasche Trennung der zwischen dem Bewegkontakt und dem Festkontakt gebildeten elektrischen Verbindung herbeiführen, um einen dem Schutzschalter nachgeschalteten Stromkreis effektiv gegen einen Kurzschluss und/oder Über lastschaden abzuslchern. Dabei soll Insbesondere ein Schaltlichtbogen, wie er bei dem Schaltvorgang zwischen dem Bewegkontakt und dem Festkontakt unwelgerlich entsteht, möglichst rasch gelöscht werden, um den Stromfluss zum Erliegen zu bringen und ein Abbrennen des Kontaktmaterials nach Möglichkeit zu vermeiden. Die rasche Löschung des Schaltlichtbogens ist Insbesondere im Kurzschluss- und Überiastfall von besonderer Wichtigkeit, zumal in diesen Fällen der Schaltlichtbogen infolge des hohen Stromflusses eine besonders starke zerstörerische Wirkung entfaltet. Ein Schutzschalter soll dabei gleichzeitig aber aus herstellungstechnischen Gründen möglichst einfach aufgebaut und preisgünstig herstellbar sein.
- Schutzschalter der oben genannten Art werden sowohl in einpoligen als auch mehrpoligen Ausführungen hergestellt. Im Sinne einer kostensparenden Herstellung ist es dabei üblich, mehrpolige Schutzschalter modular aus jeweils einpoligen Schutzschaltermodulen zu realisieren, wobei die Schutzschaltermodule zur Realisierung eines mehrpoligen Schutzschalters stirnseitig aneinandergereiht werden. Ein derartiger modularer Schutzschalter ist beispielsweise aus
EP 0 538 149 A1 bekannt. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vor dem vorstehend beschriebenen Hintergrund, insbesondere im Hinblick auf ein schnelles Schaltverhalten, besonders geeigneten Schutzschalter anzugeben.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Flusgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt Danach ist der Schaltarm in Richtung der Öffnungsstellung federbelastet und mit einem Mitnehmer der Handbetätigungsmechanik derart verklinkbar, dass der Schaltarm mittels der Handbetätigungsmechanik entgegen dem Federdruck in die Schließstellung bewegbar ist und dort infolge der Verklinkung gehalten wird. Die Auslösemechanik weist einen Auslöseschieber auf, der mittels eines Auslösers aus einer Bereitschaftsstellung in Richtung auf eine Auslösestellung, d.h. eine Stellung, die der Auslöseschieber in ausgelöstem Zustand einnimmt, verschiebbar ist.
- Der Schaltarm ist zweigliedrig ausgeführt und umfasst einen Kontakthebel, der den eigentlichen Bewegkontakt trägt, sowie einen Klinkenhebel, der mit der Handbetätigungsmechanik verklinkbar ist. Der Klinkenhebel ist dabei schwenkbeweglich am Gehäuse gelagert. Der Kontakthebel ist mittels eines Drehgelenks an dem Klinkenhebel angelenkt.
- Erfindungsgemäß sind dabei der Auslöseschieber und der Schaltarm derart ausgeführt, dass der Auslöseschieber, wenn er gegen den Schaltarm anschlägt, gleichzeitig den Kontakthebel in seiner Stellung zu dem Gehäuse drehfixiert. Hierdurch wird vermieden, dass sich der Schaltarm zu Beginn der Rückstellphase zunächst (unter relativer Verdrehung des Kontakthebels zu dem Klinkenhebel) entspannt. Hierdurch würde nämlich der Bewegkontakt zunächst an dem Festkontakt gehalten und der Schaltprozess verzögert. Vielmehr wird infolge der Drehfixierung der Bewegkontakt unmittelbar mit dem Anschlagen des Auslöseschiebers an dem Schaltarm von dem Festkontakt abgehoben. Durch diese Ausführung kann die so genannte Eigenzeit des Schutzschalters bei der Kurzschlussauslösung, d.h. die Zeit zwischen dem Einsetzen des Kurzschlussstroms und dem Abheben der Kontakte, signifikant verringert werden. Insbesondere kann eine Eigenzeit von bis zu ca. 0,5 msec erzielt werden. Der Kurzschlussstrom wird hierbei bereits in der Anstiegphase wirksam begrenzt.
- Für einen besonders schnellen Auslösevorgang, d.h. eine besonders schnelle elektrische Trennung des Bewegkontakts und des Festkontakts, ist der Auslöseschieber vorzugsweise derart ausgebildet, dass er unter Vorschub den Schaltarm zum einen von dem Mitnehmer entklinkt, so dass der Schaltarm aufgrund des Federdrucks selbsttätig in Richtung der Öffnungsstellung bewegt wird, dass aber der Auslöseschieber zum anderen auch den Schaltarm in Richtung der Öffnungsstellung beaufschlagt, um die Rückstellung des Schaltarms in die Öffnungsstellung zu beschleunigen.
- In konstruktiv vorteilhafter Ausführung weist der Auslöseschieber zur Entklinkung des Schaltarms vorzugsweise eine Entklinkungskontur auf, die den Mitnehmer aus einer Angriffsposition mit dem Schaltarm wegführt, so dass der Schaltarm freigegeben ist. Für die Beaufschlagung, d.h. das "Anschieben" des Schaltarms in Richtung der Öffnungsstellung, weist der Auslöseschieber vorzugsweise einen entsprechenden Anschlag auf.
- Im Sinne eines besonders schnellen Auslösevorgangs ist der Auslöseschieber zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass er unter sukzessivem Vorschub im Rahmen des Auslöseprozesses seine beiden Funktionen, nämlich die Entklinkung des Schaltarms von dem Mitnehmer und das "Anschieben" des Schaltarms, etwa gleichzeitig wahrnimmt, wobei der Schaltarm zweckmäßigerweise zunächst entklinkt wird, und der Auslöseschieber unmittelbar darauf folgend gegen den Schaltarm anschlägt. Eine solche Zeitspanne gilt im Rahmen der Anmeldung als vernachlässigbar. In dieser Ausführung oder auch unabhängig davon ist der Schutzschalter derart gestaltet, dass der Auslöseschieber im Zuge des Auslösevorgangs beschleunigt wird, bevor er gegen den Schaltarm anschlägt, und auf diesen daher mit einer von Null verschiedenen Initialgeschwindigkeit trifft, um unter Ausnutzung der kinetischen Energie des Auslöseschiebers die mechanische Trägheit des Schaltarms möglichst rasch zu überwinden.
- Vorzugsweise ist der Kontakthebel gegenüber dem Klinkenhebel in Richtung auf die Schließstellung elastisch vorgespannt, so dass der Bewegkontakt, wenn sich der Schaltarm in seiner Schließstellung befindet, unter Vorspannung an dem Festkontakt anliegt. Durch die Flexibilität des Schaltarms und die Vorspannung wird erreicht, dass auch bei zunehmender Abnutzung des Kontaktmaterials an dem Bewegkontakt und dem Festkontakt, wie sie im Laufe der Lebenszeit des Schutzschalters unvermeidlich ist, stets eine sichere Anlage der Kontakte gewährleistet ist. In fertigungstechnisch vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist eine Feder, insbesondere eine Zugfeder, vorgesehen, die sowohl den Kontakthebel in Richtung auf die Schließstellung, als auch den Schaltarm insgesamt in Richtung auf die Öffnungsstellung vorspannt. Diese Doppelfunktion der Feder wird erzielt, indem der Angriffspunkt der Feder, von dem Bewegkontakt aus gesehen, hinter dem Drehgelenk, an dem Kontakthebel angeordnet ist.
- Bevorzugt ist der Auslöseschieber derart zu dem Schaltarm angeordnet, dass er an den in seiner Schließstellung befindlichen Schaltarm im Bereich des Drehgelenks anschlägt. Diese Ausführung ist zum einen dahingehend vorteilhaft, dass beim Anschlagen des Auslöseschiebers kein Drehmoment (relativ zu dem Klinkenhebel) auf den Kontakthebel ausgeübt wird, so dass die kinetische Energie des Auslöseschiebers vollständig in die Beschleunigung des Schaltarms im Ganzen eingesetzt wird. Zum anderen liegt dieser Ausführung die Erkenntnis zugrunde, dass die Stellung des Drehgelenks im Gegensatz zu der Orientierung des Kontakthebels in der Schließstellung von der Abnutzung des Kontaktmaterials unabhängig ist. Indem das Drehgelenk als Ansatzpunkt für den Auslöseschieber gewählt ist, wird somit ein über die Lebensdauer des Schutzschalters konstantes Schaltverhalten erzielt.
- In einer bevorzugten Variante der Erfindung wird der Auslöseschieber nur während einer initialen Phase des Auslösevorgangs von dem Auslöser vorgeschoben. In einer anschließenden Auslösephase wird der Auslöseschieber dagegen von dem in seine Öffnungsstellung zurückkehrenden Schaltarm mitgenommen, bis die Auslösestellung erreicht ist. Diese Ausführung berücksichtigt, dass durch herkömmliche Auslöser nur ein vergleichsweise geringer Hub erzeugt werden kann. Infolge der Mitnahme des Auslöseschiebers durch den Schaltarm wird die Vorschubstrecke des Auslöseschiebers zwischen der Bereitschaftsstellung und der Auslösestellung dagegen verlängert. Die größere Vorschubstrecke des Auslöseschiebers ist dabei insbesondere vorteilhaft, um mit dem Auslöseschieber einen Schaltimpuls zum gekoppelten Auslösen benachbarter Schutzschaltermodule zu geben.
- Zweckmäßigerweise dient der Auslöseschieber gleichzeitig zur Realisierung einer Freiauslösung des Schutzschalters. Unter dem Begriff Freiauslösung wird eine mechanische Zwangsentkopplung des Schaltarms von der Handbetätigungsmechanik verstanden, die bewirkt, dass der Schaltarm auch dann ausgelöst werden kann, wenn die Handbetätigungsmechanik in einer der Schließstellung des Schaltarms entsprechenden Stellung festgehalten wird und dass der Schaltarm mittels der Handbetätigungsmechanik nicht in die Schließstellung verstellt werden kann, wenn und solange die Auslösebedingung besteht.
- Der Auslöseschieber ist hierzu als Bestandteil der Entklinkungskontur mit einer Aufgleitschräge versehen, an der der Mitnehmer der Handbetätigungsmechanik geführt ist, und an welcher der Mitnehmer von dem Schaltarm entklinkt wird, wenn der Vorschub des Auslösehebels in Richtung der Bereitschaftsstellung blockiert ist. Die Aufgleitschräge wird vorteilhafterweise weiterhin als Kraftumlenker verwendet, um den Auslöseschieber bei der manuellen Verstellung des Schaltarms in seine Schließstellung aus der Auslösestellung in Richtung auf die Bereitschaftsstellung vorzuschieben.
- Die Handbetätigungsmechanik umfasst in einer zweckmäßigen Ausführung einen Schwenkhebel, an dem eine Koppelstange exzentrisch gelagert ist. Die Koppelstange trägt dabei an einem Freiende den Mitnehmer. Der Schwenkhebel ist zweckmäßigerweise, insbesondere durch eine Torsionsfeder, in Richtung auf eine der Öffnungsstellung des Schaltarms entsprechende erste Schwenkstellung vorgespannt, so dass der Schwenkhebel in unbelastetem Zustand stets von selbst in diese erste Schwenkstellung zurückkehrt. In einer der Schließstellung des Schaltarms entsprechenden zweiten Schwenkstellung wird der Schwenkhebel dagegen bevorzugt durch die Verklinkung des Mitnehmers mit dem in der Schließstellung befindlichen Schaltarm arretiert. Zweckmäßigerweise sind der Schaltarm und die Handbetätigungseinrichtung derart aufeinander abgestlmmt, dass bei Rückkehr des Schaltarms in die Öffnungsstellung und des Schwenkhebels in die erste Schwenkstellung der Mitnehmer selbsttätig mit dem Schaltarm verklinkt, so dass der Schaltarm mittels der Handbetätigungsmechanik ohne weiteres Zutun sofort wieder verstellbar ist. Um eine sichere Verklinkung der Koppelstange mit dem Schaltarm zu gewährleistet ist die Koppelstange dabei zweckmäßigerweise In der ersten Schwenkstellung durch eine Feder gegen den Schaltarm gedrückt. In einer konstruktiv besonders einfachen Variante ist diese Feder Insbesondere durch eine einstückig an den Schwenkhebel angespritzte Federlasche gebildet.
- Vorzugsweise umfasst der Schutzschalter einen Kurzschlussauslöser, der dazu ausgebildet ist, im Falle eines Kurzschlusses als Auslösebedingung den Auslöseschieber zu betätigen. Der Kurzschlussauslöser umfasst eine Magnetspule, ein Magnetjoch sowie einen Magnetanker, der mit einem zum Vorschub des Auslöseschiebers vorgesehenen Stößel verbunden ist.
- Zusätzlich oder alternativ zu dem Kurzsehlussauslöser umfasst der Schutzschalter vorzugsweise einen Überlastauslöser, Der Überlastauslöser ist im Wesentlichen durch einen Bimetallstreifen gebildet, der sich infolge des Stromflusses durch den Schutzschalter erhitzt und sich dabei derart verformt, dass er im Überlastfall den Auslöseschieber betätigt.
- Als Widerlager oder Angriff für den Bimetallstreifen ist hierbei in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ein Vorsprung an dem Auslöseschieber vorgesehen. Dieser Angriff ist dabei insbesondere durch einen gegenüber dem Auslöseschieber verdrehbaren Exzenter gebildet. Dieser Exzenter dient zur Einstellung bzw. Justage einer Überlastauslöseschwelle für den Überlastauslöser, indem durch Verdrehung des Exzenters gegenüber dem Auslöseschleber der Abstand, der (Insbesondere in der Bereitschaftsstellung des Auslöseschiebers) zwischen dem Angriff bzw. Exzenter und dem Bimetallstreifen gebildet ist, variiert wird. Der Exzenter ist insbesondere an dem Auslöseschieber in mehreren definierten Drehstellungen verrastbar. Der Auslöseschieber ist hierbei in einer konstruktiv einfachen und zweckmäßigen Ausführung Insbesondere mit einer Halterung zur Lagerung des Exzenters versehen, die eine nach Art eines Zahnkranzes ausgebildete Raste aufweist, In die wiederum ein Vorsprung (oder Rastzahn) des Exzenters elngreift. Auch die vorstehend beschriebene Justagemöglichkeit für den Überlastauslöser ist nicht nur bei dem vorstehend beschriebenen Schutzschalter, sondem allgemein bei einem Schutzschalter mit Bimetallauslösung vorteilhaft einsetzbar.
- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zelgen:
- Fig. 1
- in einer perspektivischen Explosionsdarstellung einen einpoligen Schutzschalter mit einem Schutzschaltermodul und austauschbaren Blinddeckeln zur teilweisen Abdeckung der Stirnseiten des Schutzschaltermoduls,
- Fig. 2
- in perspektivischer Ansicht den Schutzschalter gemäß
Fig. 1 mit einer ersten Art von Blinddeckeln, - Fig. 3
- in Darstellung gemäß
Fig. 2 den Schutzschalter mit einer zweiten Art von Blinddeckeln, - Fig. 4 bis 6
- den Schutzschalter gemäß
Fig. 2 in unterschiedlichen Seitenansichten, - Fig. 7
- in einer perspektivischen Explosionsdarstellung ein Gehäuse sowie die in dem Gehäuse gehalterten Funktionsteile des Schutzschalters gemäß
Fig. 2 , - Fig. 8
- in einer perspektivischen Ansicht die in
Fig. 7 gezeigten Funktionsteile des Schutzschalters gemäßFig. 2 in zusammengebautem Zustand, - Fig. 9
- in gegenüber
Fig. 8 um etwa 180° gedrehter perspektivischer Ansicht die Funktionsteile des Schutzschalters gemäßFig. 2 in zusammengebautem Zustand, - Fig. 10 bis 13
- in vergrößerter (und teils leicht gedrehter) Detailansicht aus
Fig. 9 ein Schaltspiel des Schutzschalters gemäßFig. 2 beim Auslösevorgang in sukzessive aufeinanderfolgenden Momentaufnahmen, - Fig. 14
- in einem schematisch vereinfachten Längsschnitt eine Löscheinrichtung des Schutzschalters gemäß
Fig. 2 , - Fig. 15 und 16
- in perspektivischer Darstellung (die im Wesentlichen einer Detailansicht aus
Fig. 8 entspricht) eine Justageeinrichtung zur Einstellung der Ansprechschwelle eines bimetallischen Überlastauslösers des Schutzschalters gemäßFig. 2 , - Fig. 17
- in einer perspektivischen Explosionsdarstellung einezweipolige Ausführung des Schutzschalters mit zwei Schutzschaltermodulen gemäß
Fig. 2 , - Fig. 18
- in perspektivischer Darstellung den Schutzschalter gemäß
Fig. 17 in zusammengebautem Zustand, und - Fig. 19 bis 21
- eine fünfpolige Ausführungsform des Schutzschalters, bei der fünf Schutzschaltermodule nach Art eines Stromverteilers miteinander verschaltet sind.
- Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
- Das in den nachfolgenden Figuren beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen nach Art eines Baukastensystems modular aufgebauten Schutzschalter 1, der durch Kombination einer Anzahl von Komponenten in ein- oder mehrpoliger Bauweise realisierbar ist. Die Kernkomponente dieses Baukastensystems ist ein Schutzschaltermodul 2, das für sich gesehen bereits einen vollständig funktionsfähigen einpoligen Schutzschalter bildet.
- Einpolige Bauformen des Schutzschalters 1, wie sie insbesondere in den
Fig. 1 bis 6 dargestellt sind, werden entsprechend im Wesentlichen durch ein einziges Schutzschaltermodul 2 gebildet. Mehrpolige Bauformen des Schutzschalters 1, wie sie in denFig. 17 bis 21 dargestellt sind, werden durch Aneinanderreihung einer der Polzahl des Schutzschalters 1 entsprechenden Anzahl von Schutzschaltermodulen 2 gebildet. - Gemäß
Fig. 1 umfasst das zunächst in Ansicht von außen dargestellte Schutzschaltermodul 2 ein Gehäuse 3 aus Isoliermaterial. Das Schutzschaltermodul 2 ist nach Art eines Reiheneinbaugerätes ausgebildet. Das Gehäuse 3 weist entsprechend die für solche Geräte charakteristische, symmetrisch zu einer Frontseite 4 abgestufte Formgebung auf. An einem herausragenden Mittelteil 5 der Frontseite 4 ragt zur Betätigung des Schutzschaltermoduls 2 ein Handgriff 6 eines Schwenkhebels 7 aus dem Gehäuse heraus. An einer der Frontseite 4 gegenüberliegenden Rückseite 8 ist das Schutzschaltermodul 2 mit einer für Reiheneinbaugeräte typischen Aufnahme zum Aufrasten des Schutzschaltermoduls 2 auf eine Tragschiene, insbesondere Hutschiene, versehen. Zur Fixierung des Schutzschaltermoduls 2 auf der Tragschiene ist ein Rastschieber 10 vorgesehen, der in einer Führung 11 des Gehäuses 3 verschiebbar geführt ist. Der Rastschieber 10 ist mit seitlich angespritzten Federarmen 12 versehen, die mit einer - vereinfacht - sägezahnartigen Kontur der Führung 11 derart zusammenwirken, dass der Rastschieber 10 im Montagezustand in der Führung unverlierbar fixiert und bistabil zwischen einer Raststellung, in der eine Rastnase 13 des Rastschiebers 10 in die Aufnahme 9 ragt, und einer Freigabestellung, in der die Rastnase 13 aus der Aufnahme 9 zurückgezogen ist, verschiebbar ist. In Folge der bistabilen Führung verbleibt der Rastschieber 10 in der Freigabestellung, wenn er von einem Benutzer insbesondere zur Demontage des Schutzschaltermoduls 2 manuell aus der Rastposition zurückgezogen wird, so dass das Schutzschaltermodul 2 einfach von der Tragschiene abgehoben werden kann. Die bistabile Verrastung des Rastschiebers 10 in der Freigabestellung ist dabei insbesondere vorteilhaft, um mehrere zusammenhängende oder miteinander verdrahtete Schutzschaltenriodule 2 gemeinsam von einer Tragschiene abnehmen zu können, ohne die Rastschieber 10 jedes Schutzschaltermoduls 2 gleichzeitig betätigen zu müssen. Andererseits ist der Rastschieber 10 in der Rastposition durch Zusammenwirkung der Federarme 12 mit der sägezahnartigen Kontur der Führung 11 federnd geführt, so dass das Schutzschaltermodul 2 durch einfaches Aufstecken auf die Tragschiene auf diese aufgeschnappt werden kann. - In der einpoligen Ausführung des Schutzschalters 1 ist auf jede Stirnfläche 14a, 14b des Gehäuses 3 ein Blinddeckel 15a oder 15b aufgeschnappt, der das Gehäuse 3 im Bereich des Schwenkhebels 7 nach außen hin abschließt. Jeder Blinddeckel 15a, 15b ist mit drei Haltevorsprüngen 16 in korrespondierende Aufnahmen 17 des Gehäuses 3 eingeschnappt. Wie aus den
Fig. 2 und 3 erkennbar ist, überdeckt jeder Blinddeckel 15a,15b in seiner Montagstellung insbesondere eine in jeder Stirnfläche 14a,14b des Gehäuses 3 vorgesehene Eingriffsöffnung 18, über die das Schutzschaltermodul 2 (wie nachfolgend näher erläutert wird) in mehrpoligen Ausführungsformen des Schutzschalters 1 mit benachbarten Schutzschaltermodulen 2 koppelbar ist. -
Fig. 1 zeigt zwei Arten von Blinddeckeln 15a bzw. 15b, die alternativ zueinander auf das Gehäuse 3 aufschnappbar sind. Die Blinddeckel 15b unterscheidet sich von den Blinddeckeln 15a dadurch, dass sie zusätzlich mit einer Reling 19 versehen ist, die im Montagezustand (vgl.Fig. 3 ) den Schwenkbereich des Handgriffs 6 flankiert und hierdurch als Schutz gegen eine versehentliche Betätigung des Schutzschaltermoduls 2 wirkt.Fig. 2 zeigt das Schutzschaltermodul 2 mit den darauf montierten Blinddeckeln 15a.Fig. 3 zeigt in entsprechender Darstellung das Schutzschaltermodul 2 mit darauf montierten Blinddeckeln 15b. - Wie
Fig. 1 ferner zu entnehmen ist, umfasst der Schutzschalter 1 weiterhin Beschriftungsschilder 20, die an den Rändern der Frontseite 4 beidseitig in korrespondierende Aufnahmen 21 des Gehäuses 3 einsetzbar sind. - Die
Fig. 4 bis 6 zeigen das beispielhaft mit Blinddeckeln 15a versehene Schutzschaltermodul 2 in Draufsicht auf die Stirnfläche 14a (Fig. 5 ) bzw. auf die angrenzenden Seitenflächen 22a (Fig. 4 ) und 22b (Fig. 6 ) des Gehäuses 3. - In der Seitenfläche 22a ist eine Gehäuseöffnung 23 vorgesehen, über welche ein Einspeisungsanschluss 24 zum Anschließen eines elektrischen Versorgungsleiters zugänglich ist. Die gegenüberliegende Seitenfläche 22b ist mit einer weiteren Gehäuseöffnung 25 versehen, über welche ein Lastanschluss 26 zugänglich ist. Jede Seitenfläche 22a, 22b ist zusätzlich mit je einer Gehäuseöffnung 27a bzw. 27b versehen, über die ein jeweils korrespondierender Signalanschluss 28a bzw. 28b zugänglich ist. Dem Einspeisungsanschluss 24 ist ein Koppelkontakt 29 parallel geschaltet. Der Koppelkontakt 29 ist über einen Gehäuseschlitz 30 von außen her zugänglich gemacht. Der Gehäuseschlitz 30 erstreckt sich über die gesamte Gehäusebreite, d.h. von der Stimfläche 14a bis zu einer gegenüberliegenden Stirnfläche 14b und ist zu beiden Stirnflächen 14a und 14b hin offen. Ebenso ist jedem Signalanschluss 28a und 28b ein weiterer Koppelanschluss 31 a bzw. 31 b parallel geschaltet, wobei jeder der Koppelanschlüsse 31 a und 31 b über einen weiteren Gehäuseschlitz 32a bzw. 32b zugänglich ist.
- Jeder Gehäuseschlitz 30,32a,32b ist derart dimensioniert, dass der jeweils darin angeordnete Koppelkontakt 29 bzw. 31 a,31 b fingersicher verborgen ist und dass die erforderlichen Kriechstrecken zu der Gehäuseoberfläche eingehalten sind. Dies wird dadurch erreicht, dass die Gehäuseschlitze besonders eng und tief ausgebildet sind. Die Schlitztiefe beträgt im Fall des Gehäuseschlitzes 30 etwa 20 mm, im Falle der Gehäuseschlitze 32a,32b etwa 10 mm. Die freie Schlitzweite beträgt im Fall des Gehäuseschlitzes 30 etwa 4 mm und ist im hinteren Bereich durch Führungsstege 134, die den Koppelkontakt 29 beidseitig flankieren, nach außen hin auf etwa 1 mm reduziert. Im Falle der Gehäuseschlitze 32a,32b beträgt die freie Schlitzweite etwa 3 mm und ist im hinteren Bereich nach außen hin auf etwa 1 mm reduziert.
- In
Fig. 7 ist das Schutzschaltermodul 2 in einer Explosionsdarstellung gezeigt, in der insbesondere die in dem Gehäuse 3 aufgenommenen Funktionsteile des Schutzschaltermoduls 2 in gesonderter Darstellung sichtbar sind. - Die Funktionsteile des Schutzschaltermoduls 2 gliedern sich im Wesentlichen in ein Schaltschloss 40 und eine Löscheinrichtung 41. Das Schaltschloss 40 lässt sich wiederum gliedern in drei funktionale Untergruppen, nämlich eine Handbetätigungsmechanik 42, einen Schaltarm 43 sowie eine Auslösemechanik 44.
- Die Handbetätigungsmechanik 42 ist im Wesentlichen gebildet durch den Schwenkhebel 7 sowie eine Koppelstange 45, deren Freiende zur Bildung eines Mitnehmers 46 etwa rechtwinklig abgebogen ist. Die Handbetätigungsmechanik 42 umfasst ferner eine Torsionsfeder 47.
- Der Schaltarm 43 ist zweigliedrig ausgebildet und umfasst einen Kontakthebel 48 und einen Klinkenhebel 49, der an einem rückwärtigen Hebelende 50 eine mit dem Mitnehmer 46 zusammenwirkende Klinke 51 aufweist. Der Schaltarm 43 wird durch eine Zugfeder 52 vorgespannt.
- Die Auslösemechanik 44 umfasst einen Auslöseschieber 53, einen im Wesentlichen aus einem Bimetallstreifen 54 gebildeten Überlastauslöser 55 sowie einen elektromagnetischen Kurzschlussauslöser 56, der eine Magnetspule 57 mit einem aus zwei Kemscheiben 58 gebildeten Magnetkern, ein Magnetjoch 49 und einen Magnetanker 60 umfasst. Der Magnetanker 60 ist dabei mit einem stabförmigen Stößel 61 aus Kunststoff verbunden und wird durch eine Druckfeder 62 vorgespannt.
- Die Löscheinrichtung 41 umfasst eine Löschkammer 63 mit einem darin eingesetzten Paket von zueinander parallel angeordneten Löschblechen 64 sowie eine erste Laufschiene 65 und zweite Laufschiene 66. Die Laufschiene 65 ist dabei integral mit dem Magnetjoch 59 ausgebildet. Die Laufschiene 66 ist zusammen mit einer Stromzuführung 67 als einstückig zusammenhängendes Blechteil gebildet, wobei die Stromzuführung 67 gleichzeitig einen Träger für den Bimetallstreifen 54 bildet. Die Löscheinrichtung 41 umfasst des Weiteren zwei Abdeckplatten 68a und 68b sowie Leitbleche 69, die einstückig an die Innenwand des Gehäuses 3 angeformt sind.
- In
Fig. 7 sind weiterhin erkennbar der als Schraubklemmkontakt ausgebildete Einspeiseanschluss 24, der über eine starre Stromschiene 70 dem Koppelkontakt 29 parallel geschaltet ist sowie der ebenso als Schraubklemmanschluss ausgeführte Lastanschluss 26. - Das Schutzschaltermodul 2 umfasst ferner eine Signalkontakteinrichtung, die im Wesentlichen durch ein mit den Signalanschlüssen 28a und 28b und den jeweils parallel geschalteten Koppelkontakten 31 a und 31 b verschaltetes Signalrelais 71 gebildet ist.
- Aus
Fig. 7 wird ferner deutlich, dass das Gehäuse 3 aus zwei Teilen, nämlich einer Gehäuseschale 73 und einem auf diese aufsetzbaren Gehäusedeckel 74, besteht. Die Gehäuseschale 73 und der Gehäusedeckel 74 sind im Montagezustand durch Nieten 75 oder Schraubverbindungen aneinander unverlierbar fixiert. - In den
Fig. 8 und9 sind die vorstehend beschriebenen Funktionsteile des Schutzschaltermoduls 2 in zusammengebautem Zustand dargestellt, wobeiFig. 8 eine Vorderansicht der Funktionsteile darstellt, wie sie sich in einem Blick durch den Gehäusedeckel 74 hindurch auf die in die Gehäuseschale 73 eingelegten Funktionsteile ergäbe.Fig. 9 zeigt die Funktionsteile in einer Rückansicht, wie sie sich bei einem Blick durch den Boden der Gehäuseschale 73 hindurch ergäbe. Die Gehäuseschale 73 und der Gehäusedeckel 74 sind in denFig. 8 und9 aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit weggelassen. - Im Montagezustand ist der Klinkenhebel 49 des Schaltarms 43 um eine gehäusefeste Drehachse 80 schwenkbar gelagert. Der Kontakthebel 48 ist wiederum an einem Drehgelenk 81 an dem Klinkenhebel 49 angelenkt, so dass der Schaltarm 43 in sich eine gewisse Flexibilität aufweist. Die Relativbeweglichkeit des Kontakthebels 48 bezüglich des Klinkenhebels 49 wird begrenzt durch ein Langloch 82 an einem rückwärtigen Ende 83 des Kontakthebels 84, durch das die Drehachse 80 hindurchsteht.
- Das dem rückwärtigen Ende 83 entgegengesetzte Freiende des Kontakthebels 48 bildet einen Bewegkontakt 84, der mit einem Festkontakt 85 zusammenwirkt, um einen Stromkreis zu schalten. Der Festkontakt 85 ist an einer Oberseite des Magnetjochs 59 am Ansatz der mit diesem integral verbundenen Laufschiene 65 aufgebracht.
- Die
Fig. 8 und9 zeigen das Schutzschaltermodul 2 in einem Schließzustand des Schaltarms 43, in dem das den Bewegkontakt 84 bildende Ende des Kontakthebels 48 an dem Festkontakt 85 anliegt. In diesem Schließzustand ist zwischen dem Einspeisungsanschluss 24 bzw. Koppelkontakt 29 und dem Lastanschluss 26 eine elektrisch leitende Verbindung geschaffen, die über die Stromschiene 70, die Magnetspule 57, das Magnetjoch 59, den Festkontakt 85, den Kontakthebel 48 mit dem Bewegkontakt 84, den Bimetallstreifen 54 und eine daran anschließende Stromschiene 86 führt. Die elektrische Verbindung zwischen dem rückwärtigen Ende 83 des Kontakthebels 48 und dem Bimetallstreifen 54 sowie zwischen dem Bimetallstreifen 54 und der Stromschiene 86 ist jeweils durch eine Litzenverbindung 87a, 87b geschlossen, die in denFig. 8 und9 lediglich schematisch angedeutet ist. - Die (in
Fig. 9 ebenfalls nur schematisch angedeutete) Zugfeder 52 greift an dem Kontakthebel 48 an einem zwischen dem Drehgelenk 81 und dem Langloch 82 (und damit auch zwischen dem Drehgelenk 81 und der Drehachse 80) angeordneten Position an. Das entgegengesetzte Ende der Zugfeder 52 ist an dem Gehäuse 3 wiedergelagert. Der Schaltarm 43 ist damit durch die Zugfeder 52 insgesamt in einer Drehrichtung, die in der Darstellung gemäßFig. 8 einer Drehung des Schaltarms 43 im Uhrzeigersinn, in der Darstellung gemäßFig. 9 einer Drehung des Schaltarms 43 entgegen dem Uhrzeigersinn entspricht, in Richtung auf eine Öffnungsstellung vorgespannt. Infolge des zwischen dem Drehgelenk 81 und der Drehachse 80 gelegenen Angriffspunkts der Zugfeder 52 ist dagegen der Kontakthebel 48 relativ zu dem Klinkenhebel 49 in die entgegengesetzte Drehrichtung, d.h. in Richtung auf die Schließstellung vorgespannt. Der Schaltarm 43 wird gegen die Rückstellkraft der Zugfeder 52 durch Verklinkung der Klinke 51 mit dem Mitnehmer 46 in der Schließstellung gehalten. - Die Stellung des Klinkenarms 49 in dieser Schließstellung ist dabei derart gewählt, dass der Schaltarm 43 beim Schließen in gewissen Umfang "durchgedrückt" wird, dass also der Kontakthebel 48 gegenüber dem Klinkenhebel 49 verspannt wird. Durch diese Verspannung wird erreicht, dass der Bewegkontakt 84 in der Schließstellung stets unter Vorspannung an dem Festkontakt 85 anliegt, wobei ein sukzessiv zunehmender Verbrauch an Kontaktmaterial im Zuge der Lebenszeit des Schutzschaltermoduls 2 durch die Nachgiebigkeit des Kontakthebels 48 ausgeglichen wird.
- Der Schwenkhebel 7 ist an der Gehäuseschale 73 zwischen einer in
Fig. 7 dargestellten ersten Schwenkstellung und einer in denFig. 8 und9 dargestellten zweiten Schwenkstellung schwenkbar um eine gehäusefeste Schwenkachse 88 gelagert, wobei - wie denFig. 8 und9 entnehmbar ist - die zweite Schwenkstellung des Schwenkhebels 7 mit der Schließstellung des Schaltarms 43 korrespondiert. Die Koppelstange 45 ist mit einem Festende 89 schwenkbar und bezüglich des Schwenkhebels 7 radial beweglich in einer Radialführung 90 des Schwenkhebels 7 geführt. Das Festende 89 ist andererseits in einer Kulissenführung 91 geführt, die an die Innenwand der Gehäuseschale 73 und des Gehäusedeckels 74 angeformt und in denFig. 8 und9 lediglich schematisch angedeutet ist. Die Kulissenführung 91 läuft nach Art eines Spiralsegments auf die Schwenkachse 88 zu, wobei für jede Stellung des Schwenkhebels 7 zwischen der ersten und der zweiten Schwenkstellung ein Kreuzungspunkt der Linearführung 90 und der Kulissenführung 91 existiert, der eine dieser Stellung des Schwenkhebels 7 entsprechende Position des Festendes 89 der Koppelstange 45 definiert. Entlang der Kulissenführung 91 befindet sich das Festende 89 der Koppelstange 45 an seinem radial äußersten Punkt bezüglich der Schwenkachse 88, wenn sich der Schwenkhebel 7 in der zweiten Schwenkstellung befindet, und an seinem radial innersten Punkt, wenn sich der Schwenkhebel 7 in der ersten Schwenkstellung befindet. Die Koppelstange 45 wird dabei durch das Zusammenwirken der Radialführung 90 mit der Kulissenführung 91 bei einer Verschwenkung des Schwenkhebels 7 hauptsächlich linear geführt. - Der Schwenkhebel 7 ist durch die Torsionsfeder 47 in Richtung auf die erste Schwenkstellung vorgespannt, so dass er in der zweiten Schwenkstellung entgegen dem Federdruck der Torsionsfeder 47 ausgelenkt ist. Die Kulissenführung 91 ist dabei derart angelegt, dass in der zweiten Schwenkstellung die über die Koppelstange 45 vermittelte Wirkverbindung zwischen dem Mitnehmer 46 und dem Festende 89 oberhalb (d.h. auf der dem Handgriff 6 zugekehrten Seite) der Schwenkachse 88 verläuft, so dass der Schwenkhebel 7 durch die Verrastung des Mitnehmers 46 mit der Klinke 51 des Rastarms 43 gegen die Rückstellkraft der Torsionsfeder 47 in der zweiten Schwenkstellung gehalten wird. Die Handbetätigungsmechanik 42 und der Schaltarm 43 sind somit über die Verklinkung des Mitnehmers 46 mit der Klinke 51 derart miteinander gekoppelt, dass sie sich gegen die jeweilige Rückstellkraft der Zugfeder 52 und der Torsionsfeder 47 gegenseitig in der Schließstellung bzw. der zweiten Schwenkstellung stabilisieren.
- Kembestandteil der Auslösemechanik 42 ist der Auslöseschieber 53, der sowohl von dem Bitmetallstreifen 54 des Überlastauslösers 55 als auch von dem Stößel 61 des Kurzschlussauslösers 56 betätigt wird, und der unter Betätigung durch einen der Auslöser 55 oder 56 die Rückstellung des Schaltarms 43 von der Schließstellung in die Öffnungsstellung bewirkt. Der Auslöseschieber 53 beeinflusst diesen Rückstellungsprozess in zweifacher Weise, indem er zum einen den Schaltarm 53 von dem Mitnehmer 46 entklinkt, und damit den automatischen Rückstellungsprozess des Schaltarms 43 unter Wirkung der Zugfeder 52 in Gang setzt, und indem er zum anderen den Schaltarm 43 "anschiebt", ihm also ein Impulsstoß versetzt, um die Trägheit des Schaltarms 43 bei der Rückstellung schneller zu überwinden und somit den Schaltprozess zu beschleunigen.
- Für den Kurzschlussfall ist der Auslösevorgang in den
Fig. 10 bis 13 nach Art von Momentaufnahmen verdeutlicht. -
Fig. 10 zeigt in vergrößerter Darstellung den Schaltarm 43 nochmals in seiner Schließstellung, in der die unter anderem durch die Magnetspule 57 geführte elektrische Verbindung zwischen dem Einspeisungsanschluss 24 und dem Lastanschluss 26 geschlossen ist. Ein Kurzschluss in einem an die Anschlüsse 24 und 16 angeschlossenen Stromkreis führt zu einem sprunghaften Anstieg des durch die Magnetspule 57 fließenden Stroms auf einen Spitzenwert, der im Falle des abgebildeten Schutzschalters bestimmungsgemäß bis zu ca. 6 kA betragen kann. Der starke Stromanstieg bewirkt einen proportionalen Anstieg des durch die Magnetspule 57 erzeugten Magnetfeldes, in Folge dessen der Magnetanker 60 entgegen der durch die Druckfeder 62 bewirkten Rückstellkraft gegen die im Inneren der Magnetspule 57 angeordneten Kemscheiben 58 angezogen wird. - Jede der Kemscheiben 58 ist mit einer Längsnut versehen. Die Kernscheiben 58 sind dabei derart aneinander angesetzt, dass sich die Längsnuten zu einer Durchführung ergänzen, in der der Stößel 61 gleitend einliegt. Der Stößel 61 ist mit dem Magnetanker 60 verbunden und wird bei dessen Bewegung gegen den Auslöseschieber 53 vorgeschoben. Dabei schlägt er an einer Anschlagfläche 92 des Auslöseschiebers 53 an und hebt unter fortgesetztem Vorschub den Auslöseschieber 53 aus der in
Fig. 9 dargestellten Bereitschaftsstellung an. - Zur Entklinkung des Mitnehmers 46 von der Klinke 51 weist der Auslöseschieber 53 eine Entklinkungskontur 93 auf. Die Entklinkungskontur 93 ist mit einer Ausnehmung 94 versehen, in die die Koppelstange 45 mit dem Mitnehmer 46 eingreift, so dass durch den Vorschub des Auslöseschiebers 53 der Mitnehmer 46 von der Klinke 51 des Klingenhebels 49 abgezogen wird.
- Der Auslöseschieber 53 ist des Weiteren mit einem Vorsprung versehen, der als Anschlag 95 zur Beaufschlagung des Schaltarms 43 dient. Dieser (erster) Anschlag 95 schlägt gleichzeitig oder unmittelbar nach der Entklinkung des Schaltarms 43 gegen diesen an und beschleunigt den Schaltarm 43 in Richtung auf dessen Öffnungsstellung. Die Geometrie des Auslöseschiebers 53 ist insbesondere derart bemessen, dass der Anschlag 95 an dem Schaltarm 43 zu einem Zeitpunkt zur Anlage kommt, zu dem sich der Schaltarm 43 noch nicht entspannt hat. Der Schaltarm 43 ist wiederum derart gestaltet, dass der Anschlag 95 gegen den Kontakthebel 48 (und nicht gegen den Klinkenhebel 49) anschlägt. Durch die Reibung des Kontakthebels 48 mit dem Anschlag 95 wird die Drehbeweglichkeit des Kontakthebels 48 blockiert. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich der Schaltarm 43 vor dem Abheben des Bewegkontakts 84 von dem Festkontakt 85 entspannt. Vielmehr wird der Kontakthebel 48 unmittelbar mit dem Anschlagen des Auslöseschiebers 53 angehoben (s.
Fig. 11 ), wodurch wiederum der Bewegkontakt 84 sofort von dem Festkontakt 85 getrennt und der Kurzschlussstrom bereits in der Anstiegsphase wirksam begrenzt wird. - Der Auslöseschieber 53 ist insbesondere derart angeordnet, dass der Anschlag 95 im Bereich des Drehgelenks 81 auf den Schaltarm 43 trifft, so dass durch den Anschlag 95 auf den Kontakthebel 48 kein Drehmoment relativ zu dem Klinkenhebel 49 übertragen wird. Der Kontakthebel 48 überragt im Bereich des Drehgelenks 81 den Klinkenhebel 49 in radialer Richtung, so dass gewährleistet ist, dass der Anschlag 95 auf den Kontakthebel 48 trifft.
- Wie in
Fig. 12 gezeigt, kommt in einer nachfolgenden Auslösephase der Vorschub des Stößels 61, und in Folge dessen auch der Vorschub des Auslöseschiebers 53 auf Grund des begrenzten Hubs des Kurschlussauslösers 56 zum Erliegen. Unter Wirkung der Zugfeder 52 bewegt sich der Schaltarm 43 weiterhin in Richtung der Öffnungsstellung und hebt sich dadurch von dem Anschlag 95 ab. Hierdurch wird auch die Drehfixierung des Kontakthebels 48 aufgehoben, so dass sich der Schaltarm entspannt (Die Lage des Kontakthebels 48 in entspannten Zustand des Schaltarms 43 ist inFig. 12 gestrichelt angedeutet). - Bevor der Kontakthebel 43 die Öffnungsstellung erreicht, schlägt er, wiederum im Bereich des Drehgelenks 81 an einen zweiten Anschlag 96 des Auslöseschiebers 53 an und nimmt diesen unter fortgesetztem Zurückweichen in die Öffnungsstellung mit.
-
Fig. 13 zeigt den Endzustand des Auslösevorgangs, in dem der Bewegkontakt 48 an einer Anschlagfläche 97 anliegt, die einen dem Festkontakt 85 mit Abstand gegenüberliegenden Ansatz der zweiten Laufschiene 66 bildet. Der Auslöseschieber 53 ist durch die Wechselwirkung des zweiten Anschlags 96 mit dem Schaltarm 43 in eine Auslösestellung gehoben, in der die Entklinkungskontur 93 des Auslöseschiebers 53 die Klinke 51 des Schaltarms 43 mit einer Aufgleitschräge 98 flankiert. - Nachdem im Zuge des Auslöseprozesses der Mitnehmer 46 mit der Klinke 51 entklinkt ist, ist auch der Schwenkhebel 7 nicht länger in der zweiten Schwenkstellung gehalten und kehrt unter Wirkung der Torsionsfeder 47 in die erste Schwenkstellung zurück. Dabei wird der Mitnehmer 46 aus der Ausnehmung 94 der Entklinkungskontur 93 herausgeschoben und gleitet die Aufgleitschräge 98 herab, bis er hinter der Klinke 51 wieder verrastet. Das Einrasten des Mitnehmers 46 hinter der Klinke 51 wird durch eine Federlasche 72 (
Fig. 8 ) sichergestellt, die an den Schwenkhebel 7 einstückig angespritzt ist und die Koppelstange 45 in der zweiten Schwenkstellung des Schwenkhebels 7 gegen die Aufgleitschräge 98 drückt. Der Schaltarm 43 ist hierdurch wieder mit der Handbetätigungsmechanik 42 gekoppelt und kann durch manuelle Verschwenkung des Schwenkhebels 7 in die Schließstellung gemäßFig. 9 zurückgestellt werden. Dabei wird durch Wechselwirkung des Mitnehmers 46 mit der Aufgleitschräge 98 gleichzeitig der Auslöseschieber 53 in die Bereitschaftsstellung gemäßFig. 9 zurückverschoben, sofern der Verschiebung des Auslöseschiebers 53 kein Hindernis entgegen steht. Andernfalls, z.B. wenn die Auslösebedingung noch besteht und entsprechend einer der Auslöser 55 oder 56 einer Verschiebung des Auslöseschiebers in die Bereitschaftsstellung entgegensteht, gleitet der Mitnehmer 46 an der Aufgleitschräge 98 aufwärts /f und wird dadurch wiederum von der Klinke 51 abgehoben. - Im Zuge des vorstehend beschriebenen Auslösevorgangs entsteht zwischen dem Festkontakt 85 und dem sich von diesem abhebenden Bewegkontakt 84 ein Schaltlichtbogen, der zu einer starken Erhitzung und langfristig zu einem Abbrennen der Kontakte 84 und 85 führt. Die Löscheinrichtung 41 dient hierbei zur schnellen effektiven Löschung des Lichtbogens.
- Beim Öffnen der Kontakte 84 und 85 wirkt der Stromfluss innerhalb des Kontakthebels 48, der Lichtbogenstrecke und der dem Kontakthebel 48 gegenüberliegenden Strecke des Magnetjochs 59 als Stromschleife. Dieses Stromschleife übt auf den Lichtbogen eine Induktionskraft aus, die den Lichtbogen in Richtung auf die Löschkammer 63 treibt.
- Mit dem Anschlagen des Schaltarms 43 an der Anschlagfläche 97 wird die leitende Verbindung zwischen dem Bimetallstreifen 54, der Litzenverbindung 87a (
Fig. 8 und9 ) und dem Kontakthebel 48 über die Stromzuführung 67 kurzgeschlossen. Durch die Formgebung des Blechstreifens, aus dem die Stromzuführung 67 und die Laufschiene 66 integral gebildet sind, wird sichergestellt, dass die Induktionswirkung des Stromflusses auf den Lichtbogen bei diesem Vorgang dem Vorzeichen nach erhalten bleibt: Die Laufschiene 66 ist - wie insbesondere aus Zusammenschau derFiguren 10 bis 13 erkennbar ist - aus der Stromzuführung 67 derart freigeschnitten, dass die Laufschiene 66 im Bereich der Anschlagfläche 97 an dem in seiner Öffnungsstellung hieran anliegenden Kontakthebel 48 entlanggeführt ist, und - von dem Bewegkontakt 84 aus entlang des Kontakthebels 48 gesehen - erst hinter dem Bewegkontakt 84 in die Stromzuführung 67 übergeht. Der von dem Festkontakt 85 über die Lichtbogenstrecke zum Bewegkontakt 84 geführte Strom muss somit, auch wenn der Kontakthebel 48 bereits an der Anschlagfläche 97 anliegt, wie vor dem Anschlagen des Kontakthebels 48 innerhalb des Kontakthebels 48 oder der Laufschiene 66 eine gewisse Strecke in Richtung auf das rückwärtige Hebelende 83 fließen, bis er über die Stromzuführung 67 in entgegengesetzter Richtung abgeleitet wird. Die Laufschiene 66 ist dabei mittig aus der Stromzuführung 67 ausgeschnitten, um im Übergangsbereich einen symmetrischen Stromfluss zu gewährleisten. - Mit Rücksicht auf die elektrodynamische Wirkung des Strompfades ist auch das Magnetjoch 59, in das die Laufschiene 65 integriert ist, nicht kreisförmig um die Magnetspule 57 herum geschlossen. Vielmehr ist das Magnetjoch 59 an einer dem Magnetanker 60 zugewandeten Unterseite durch einen engen Luftspalt 99 (
Figuren 8 und9 ) unterbrochen. Der Luftspalt 99 ist derart bemessen, dass er den Magnetfluss innerhalb des Magnetjochs 59 nicht signifikant beeinträchtigt, aber einen Stromfluss über die Spaltstrecke wirksam unterbindet. Es wird vielmehr innerhalb des Magnetjochs 59 stets ein von einem Ausgang 100 (Fig. 8 ) der Magnetspule 57 in Richtung auf den Festkontakt 85 und gegebenenfalls über diesen hinaus gerichteter Strompfad erzwungen (die Richtung des Strompfades wird im Rahmen dieser Beschreibung unabhängig von der tatsächlichen Stromflussrichtung als ausgehend von dem Einspeisungsanschluss 24 bzw. Koppelkontakt 29 und ausgerichtet auf den Lastanschluss 26 angegeben). - Insgesamt bleibt die geometrische Charakteristik des Stromflusses innerhalb des Schutzschaltermoduls 2 und die hierdurch hervorgerufene Induktionswirkung, über den gesamten Auslösevorgang bis zum Erlöschen des Lichtbogens erhalten.
- Unter der Induktionswirkung löst sich der Lichtbogen nach dem Anschlagen des Kontakthebels 48 an der Anschlagfläche 97 von den Kontakten 84 und 85 ab und geht auf die angrenzenden Laufschienen 65 und 66 über. Dieser Vorgang wird als Kommutierung bezeichnet. Der Lichtbogen wandert anschließend - weiterhin unter dem Einfluss der elektrodynamischen Kräfte - entlang der Laufschienen 65 und 66 in einem zwischen diesen gebildeten Lichtbogenlaufraum 101 (
Fig. 13 ) auf einen Einlass 102 (Fig. 13 ) der Löschkammer 63 zu. - Über den Einlass 102 tritt der Lichtbogen in die Löschkammer 63 ein und wird durch die Löschbleche 64 in eine Anzahl von Teillichtbögen aufgeteilt. Die Löschbleche 64 begünstigen die Löschung des Lichtbogens in an sich bekannter Weise, indem die über die gesamte Lichtbogenstrecke abfallende Gesamtspannung vervielfacht und der Lichtbogen gekühlt wird.
- Durch den Lichtbogen wird die Luft lokal stark erhitzt, wodurch im Lichtbogenlaufraum 101 eine Druckwelle entsteht, die der Lichtbogen während der Propagation in Richtung auf die Löschkammer 63 vor sich herschiebt. Um zu verhindern, dass diese Druckwelle den Einlauf des Lichtbogen in die Löschkammer 63 behindert oder dass der nach dem Abkühlen der Luft entstehende Unterdruck den Lichtbogen in den Bereich der Kontakte 84 und 85 zurücksaugt, ist die Löscheinrichtung 41 mit einem Luftausgleichssystem versehen, dessen Funktion in
Fig. 14 schematisch verdeutlicht ist. -
Fig. 14 zeigt die Löscheinrichtung 41 in einem schematischen Schnitt durch die Löschkammer 63 und den Lichtbogenlaufraum 101 entlang einer Schnittlinie, die in etwa mit der Laufschiene 66 zusammenfällt. In dieser Darstellung wird deutlich, dass der Lichtbogenlaufraum 101 zu beiden Stirnseiten hin durch die Abdeckplatten 68a und 68b abgeschlossen wird. Jede Abdeckplatte 68a,68b ist wiederum mit Abstand zu der angrenzenden Wand des Gehäuses 3 angeordnet, so dass zwischen den Abdeckplatten 68a,68b und dem Gehäuse 3 beidseitig des Lichtbogenlaufraums 101 und parallel zu diesem je ein Druckausgleichkanal 103a bzw. 103b gebildet ist. Jeder Druckausgleichkanal 103a, 103b korrespondiert über eine erste Öffnung 104 mit einem dem Einlass 102 benachbarten Bereich des Lichtbogenlaufraums 101 und mit einer in die jeweilige Abdeckplatte 68a,68b eingelassenen zweiten Öffnung 105 mit einem die Kontakte 84,85 umgebenden Bereich des Lichtbogenlaufraums 101. Unter Wirkung der sich mit dem Lichtbogen in dessen Propagationsrichtung P fortpflanzenden Druckwelle kommt es in den Druckausgleichkanälen 103a, 103b zu einer Rückströmung R, durch die ein Überdruck am Einlass der Löschkammer 63 abgebaut und die Entstehung eines Unterdrucks im Bereich der Kontakte 84 und 85 vermieden wird. - An dem dem Einlass 102 gegenüberliegenden Ende weist die Löschkammer 63 einen Auslass 106 (
Fig. 14 ) auf. Die Verdämmung dieses Auslasses 106, d.h. das Verhältnis der freien Querschnittsfläche des Auslasses 106 zu der freien Querschnittsfläche des Einlasses 102, beträgt etwa 42%. Diese Querschnittsverengung hat sich als besonders geeignet erwiesen, um einerseits die Propagation des Lichtbogens in der Löschkammer 63 abzubremsen, um zu vermeiden, dass der Lichtbogen die Löschkammer 63 einfach durchläuft und am Auslass 106 rückzündet, um andererseits aber die Löschkammer hinreichend durchlässig zu halten, so dass der Lichtbogen schnell in die Löschkammer 63 einläuft. - Die Verdämmung wird im Wesentlichen durch einen Trennsteg 107 aus Isoliermaterial bewirkt, der an den Auslass 106 der Löschkammer 63 angeformt ist und von dort in Propagationsrichtung P absteht. Dieser Trennsteg 107 bewirkt des Weiteren eine Trennung des die Löschkammer 63 verlassenden Gasstroms in zwei Teilströme und erschwert somit weiter eine Rückzündung des Lichtbogens.
- Eine weitere Unterteilung in (schematisch angedeutete) Teilströme T1 bis T8 erfährt der Gasstrom durch die an das Gehäuse 3 angeformten Leitbleche 69, von denen jeweils drei den Trennsteg 107 beidseitig flankieren. Die Leitbleche 69 lenken die Teilströme T1 bis T8 des Weiteren in Richtung der Seitenfläche 22b (d.h. in der Darstellung gemäß
Fig. 14 etwa auf den Betrachter zu) um und vermeiden damit einen Druckstau am Auslass 106 der Löschkammer 63, der die Rückzündung des Lichtbogens begünstigen würde. - In Überlastfall erfolgt die Auslösung in prinzipiell gleicher Weise wie in dem vorstehend beschriebenen Kurzschlussfall. Jedoch wird der Auslöseschieber 53 in diesem Fall nicht von dem Stößel 61 des Kurzschlussauslösers 56, sondern von dem Bimetallstreifen 54 des Überlastauslösers 55 vorgeschoben, der sich aufgrund des Überlaststroms erhitzt und dabei derart ausbiegt, dass sein Freiende 110 (
Fig. 15 ) gegen einen Vorsprung des Auslöseschiebers 53, der nachfolgend als Angriff 111 bezeichnet ist, anschlägt. - Um die Auslöseschwelle des Schutzschaltermoduls 2 im Überlastfall zu justieren, ist der Angriff 111 zweiteilig ausgebildet und umfasst eine an den Auslöseschieber 53 angeformte Halterung 112 (
Fig. 15 ), auf der ein Exzenter 113 (Fig. 16 ) drehbar aufgesetzt ist. Die Halterung 112 ist hierbei mit einem Zahnkranz 114 (Fig. 15 ) versehen, der es in Zusammenwirkung mit einem korrespondierenden Rastzahn 115 (Fig. 16 ) des Exzenters 113 ermöglicht, den Exzenter 113 in mehreren definierten Drehstellungen gegenüber der Halterung 112 zu verrasten. Durch Verdrehung des Exzenters 113 gegenüber der Halterung 112 kann hierbei der Abstand, den der Angriff 111 in der Bereitschaftsstellung des Auslöseschiebers 53 zu dem Freiende 110 des Bimetallstreifens 54 einnimmt, variiert werden (Dieser Effekt ist inFig. 16 anhand von zwei Drehstellungen, in denen der Exzenter 113 beispielhaft mit durchgezogenen bzw. gestrichelten Linien dargestellt ist, verdeutlicht). - Zu Betätigung des Signalrelais 71 umfasst der Auslöseschieber 53 ferner einen Ausleger 116 (
Fig. 9 ). Der Ausleger 116 ist derart ausgebildet, dass er das Signalrelais 71 betätigt, wenn der Auslöseschieber 53 sich in der Bereitschaftsstellung befindet. Wie aus Zusammenschau derFiguren 10 bis 13 entnehmbar ist, gibt der Ausleger 116 das Signalrelais 71 bei seiner Bewegung in die Auslösestellung frei. Über den Schaltzustand des Signalrelais 71 kann somit die Stellung des Auslöseschiebers 53, und mithin der Zustand der Auslösemechanik 44 abgefragt werden. - Die
Figuren 17 und18 zeigen zwei Schutzschaltermodule 2 der vorstehend beschriebenen Art, die zu einer zweipoligen Bauform des Schutzschalters stirnseitig 1 zusammengesetzt sind. Zwischen beiden Schutzschaltermodulen 2 ist dabei ein Koppelstück 120 eingesetzt. Das Koppelstück 120 umfasst einen Körper 121, der mit je zwei Fixiervorsprüngen 122 versehen ist. Die Fixiervorsprünge 122 sind in korrespondierende Aufnahmen 17 an den angrenzenden Stirnseiten 14a bzw. 14b des jeweils angrenzenden Schutzschaltermoduls 2 einschnappbar, so dass über das Koppelstück 120 auch die aneinandergesetzten Schutzschaltermodule 2 miteinander mechanisch fixiert sind. - An diesen Körper 121 ist einerseits eine Griffkopplung 123 und andererseits eine Auslösekopplung 124 angeformt. Die Griffkopplung 123 ist über ein Filmscharnier 125 schwenkbar an dem Körper 121 angespritzt und greift in einem in
Fig. 18 abgebildeten Montagezustand zu beiden Seiten in die Handgriffe 6 der angrenzenden Schutzschaltermodule 2 ein, so dass die Schwenkhebel 7 dieser Schutzschaltermodule 2 in stets fluchtender Schwenkstellung miteinander gekoppelt sind. Die Auslösekopplung 124 ist über einen mäanderartig gebogenen Federarm 126 flexibel an den Körper 121 angespritzt und greift in dem Montagezustand zu beiden Seiten durch die Eingriffsöffnung 18 der jeweils anliegenden Gehäusewand hindurch auf einen Koppelvorsprung 127 (Figuren 8 bis 10 ) des Auslöseschiebers 53 des jeweiligen Schutzschaltermoduls 2 zu. Hierdurch sind die Auslöseschieber 53 beider Schutzschaltermodule 2 derart gekoppelt, dass durch die Auslösung eines Schutzschaltermoduls 2 das jeweils andere Schutzschaltermodul 2 mit ausgelöst wird. - Durch das Koppelstück 120 wird somit mittels eines einstückigen Bauteils sowohl eine mechanische Fixierung der Schutzschaltermodule 2 als auch eine dynamische Kopplung sowohl der Handbetätigungsmechanik 42 und der Auslösemechanik 44 beider Schutzschaltermodule 2 erreicht
- Zur Verstärkung der mechanischen Fixierung werden die Schutzschaltermodule 2 zusätzlich durch Klammern 128 an den Seitenflächen 22a, 22b und der Rückseite 8 miteinander verbunden.
- Die jeweils außenliegenden Stirnseiten 14a, 14b der Schutzschaltermodule 2 werden durch je einen Blinddeckel 15a (bzw. 15b) abgedeckt. Weitere Frontabdeckungen 129 schließen den jeweils um den Schwenkhebel 7 herum angeordneten Bereich der Frontseite 4 zwischen den Schutzschaltermodulen 2 ab.
- Die
Figuren 19 bis 21 zeigen eine fünfpolige Bauform des Schutzschalters 1, in der dieser nach Art eines Stromverteilers verschaltet ist. Bei einem Stromverteiler ist üblicherweise eine gemeinsame Stromeinspeisung vorgesehen, von der Zweigleitungen zur Versorgung einer der Polzahl entsprechenden Anzahl von Lastkreisen über ein jeweils separates Schutzschaltermodul 2 abgezweigt sind. - Eine dynamische Kopplung der einzelnen Schutzschaltermodule 2 ist bei einem Stromverteiler in der Regel nicht erwünscht. Die Schutzschaltermodule 2 sind gemäß
Fig. 19 daher (im Gegensatz zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform des Schutzschalters 1) ohne zwischengelagerte Koppelstücke 120 aneinandergesetzt. Für eine gemeinsame Einspeisung aller Schutzschaltermodule 2 ist eine Stromschiene 130, die sich als Profilteil im Wesentlichen über die Gesamtbreite der aneinandergereihten Schutzschaltermodule 2 erstreckt, in die fluchtenden Gehäuseschlitze 30 eingeschoben, so dass die Koppelkontakte 29 der Schutzschaltermodule 2 über die Stromschiene 130 kurzgeschlossen sind. Der Anschluss der Schutzschaltermodule 2 an eine externe Versorgungsleitung erfolgt dabei bestimmungsgemäß über den Einspeisungsanschluss 24 eines Schutzschaltermoduls 2. - Die Stromschiene 130 ist mit einem Rückenüberzug 131 aus Isoliermaterial versehen. In eingeschobenem Zustand steht nur dieser Rückenüberzug 131 an der Seitenfläche 22a hervor und schließt den Gehäuseschlitz 30 zu dieser Seitenfläche 22a berührungssicher ab (
Figuren 20 ,21 ). Zu den außenliegenden Stirnseiten 14a, 14b der Schutzschaltermodule 2 wird die Stromschiene 130 durch Abschlussstreifen 132 abgedeckt. - Jeder Abschlussstreifen 132 ist mit einer seinen Rand umlaufenden Führungsnut 133 versehen. Mit dieser Führungsnut 133 ist der Abschlussstreifen 132 auf einen Führungssteg 134 aufgeschoben, der den Rand des Gehäuseschlitzes 30 an jeder Stirnseite 14a,14b umläuft. Je ein Abschlussstreifen 132 ist bevorzugt über eine Sollbruchstelle an der Rückseite 8 des Gehäuses 3 eines jeden Schutzschaltermoduls 2 angespritzt, so dass er bei Bedarf abgebrochen und in den Gehäuseschlitz 30 eingeschoben werden kann.
- In den
Figuren 19 bis 21 sind des Weiteren Stromschienenstücke 135a und 135b abgebildet, die auf gleiche Weise wie die Stromschiene 130 in die Gehäuseschlitze 32a oder 32b einschiebbar sind, um die Koppelkontakte 31 a, 31 b der Signalanschlüsse 28a,28b zu koppeln. DieFiguren 19 bis 21 zeigen eine erste Art der Stromschienenstücke 135a, die jeweils nur die Koppelkontakte 31 a oder 31 b zweier unmittelbar benachbarter Schutzschaltermodule 2 kurzschließt. Eine in denFiguren 19 und21 dargestellte weitere Art von Stromschienenstücken 135b ist aus Profilmaterial gebildet und kann (analog zu der Stromschiene 130) nach Wunsch abgelängt werden, um eine beliebige Anzahl von Koppelkontakten 31 a oder 31 b kurzzuschließen. - Die Stromschienenstücke 135a und 135b können alternativ oder in beliebiger Kombination verwendet werden, um die Signalkreise der Schutzschaltermodule 2 miteinander zu verschalten.
-
- 1
- Schutzschalter
- 2
- Schutzschaltermodul
- 3
- Gehäuse
- 4
- Frontseite
- 5
- Mittelteil
- 6
- Handgriff
- 7
- Schwenkhebel
- 8
- Rückseite
- 9
- Aufnahme
- 10
- Rastschieber
- 11
- Führung
- 12
- Federarm
- 13
- Rastnase
- 14a,b
- Stirnfläche
- 15a,b
- Blinddeckel
- 16
- Haltevorsprung
- 17
- Aufnahme
- 18
- Eingrifföffnung
- 19
- Reling
- 20
- Beschriftungsschild
- 21
- Aufnahme
- 22a,b
- Seitenfläche
- 23
- Gehäuseöffnung
- 24
- Einspeisungsanschluss
- 25
- Gehäuseöffnung
- 26
- Lastanschluss
- 27a,b
- Gehäuseöffnung
- 28a,b
- Signalanschluss
- 29
- Koppelkontakt
- 30
- Gehäuseschlitz
- 31a,b
- Koppelkontakt
- 32a,b
- Gehäuseschlitz
- 40
- Schaltschloss
- 41
- Löscheinrichtung
- 42
- Handbetätigungsmechanik
- 43
- Schaltarm
- 44
- Auslösemechanik
- 45
- Koppelstange
- 46
- Mitnehmer
- 47
- Torsionsfeder
- 48
- Kontakthebel
- 49
- Klinkenhebel
- 50
- Hebelende
- 51
- Klinke
- 52
- Zugfeder
- 53
- Auslöseschieber
- 54
- Bimetallstreifen
- 55
- Überlastauslöser
- 56
- Kurzschlussauslöser
- 57
- Magnetspule
- 58
- Kernscheibe
- 59
- Magnetjoch
- 60
- Magnetanker
- 61
- Stößel
- 62
- Druckfeder
- 63
- Löschkammer
- 64
- Löschblech
- 65
- Laufschiene
- 66
- Laufschiene
- 67
- Stromzuführung
- 68a,b
- Abdeckplatte
- 69
- Leitblech
- 70
- Stromschiene
- 71
- Signalrelais
- 72
- Federlasche
- 73
- Gehäuseschale
- 74
- Gehäusedeckel
- 75
- Niete
- 80
- Drehachse
- 81
- Drehgelenk
- 82
- Langloch
- 83
- (rückwärtiges) Hebelende
- 84
- Bewegkontakt
- 85
- Festkontakt
- 86
- Stromschiene
- 87a,b
- Litzenverbindung
- 88
- Schwenkachse
- 89
- Festende
- 90
- Radialführung
- 91
- Kulissenführung
- 92
- Anschlagfläche
- 93
- Entklinkungskontur
- 94
- Ausnehmung
- 95
- (erster) Anschlag
- 96
- (zweiter) Anschlag
- 97
- Anschlagfläche
- 98
- Aufgleitschräge
- 99
- Luftspalt
- 100
- Ausgang
- 101
- Lichtbogenlaufraum
- 102
- Einlass
- 103a,b
- Druckausgleichkanal
- 104
- Öffnung
- 105
- Öffnung
- 106
- Auslass
- 107
- Trennsteg
- 110
- Freiende
- 111
- Angriff
- 112
- Halterung
- 113
- Exzenter
- 114
- Zahnkranz
- 115
- Rastzahn
- 116
- Ausleger
- 120
- Koppelstück
- 121
- Körper
- 122
- Fixiervorsprung
- 123
- Griffkopplung
- 124
- Auslösekopplung
- 125
- Filmscharnier
- 126
- Federarm
- 127
- Koppelvorsprung
- 128
- Klammer
- 129
- Frontabdeckung
- 130
- Stromschiene
- 131
- Rückenüberzug
- 132
- Abschlussstreifen
- 133
- Führungsnut
- 134
- Führungssteg
- 135a,b
- Stromschienenstück
- P
- Propagationsrichtung
- R
- Rückströmung
- T1-T8
- Teilstrom
Claims (19)
- Schutzschalter (1) mit mindestens einem einpoligen Schutzschaltermodul (2), umfassend ein Gehäuse (3), ein einen Bewegkontakt (84) tragenden Schaltarm (43), der zwsachen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung gegen einen Festkontakt (85) schwenkbeweglich ist, eine Handbetätigungsmechanik (42) zur manuellen Verstellung des Schaltarms (43) zwischen der Schließstellung und der Öffnungestellung sowie eine Auslösemechanik (44) zur automatischen Rücketellung des Schaftarms (43) in die Öffnungesstellung bei Eintritt einer Auslösebedingung,- wobei der Schaltarm (43) in Richtung der Öffnungsstellung federbelastet ist,- wobei der Schaltarm (43) einen mit der Handbetätigungsmechanik (42) verklinkbaren Klinkenhebel (49) und einen den Bewegkontakt (84) tragenden Kontakthebel (48) umfasst, wobei der Klinkenhebel (49) schwenkbeweglich am Gehäuse (3) gelagert ist und mit dem Kontakthebel (48) über ein Drehgelenk (81) verbunden ist,- wobei die Auslösemechanik (44) einen Auslöseschieber (53) aufweist, der durch einen Auslöser (55,56) aus einer Bereitschaftsstellung in Richtung auf eine Auslösestellung verschiebbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslöseschleber (53) den Schaltarm (43) dabei derart beaufschlagt, dass der Kontakthebel (48) drehfixiert ist. - Schutzschalter (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Handbetätigungsmechanik (42) einen Mitnehmer (46) aufweist, mit dem der Schaltarm (43) zur Verstellung in die Schließstellung verklinkbar ist, und dass der Auslöseschieber (53) dazu ausgebildet ist, unter Vorschub den Schaltarm (43) von dem Mitnehmer (46) zu entklinken und in Richtung der Öffnungsstellung zu beaufschlagen. - Schutzschalter (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslöseschieber (53) zur Entklinkung des Schaltarms (43) eine den Mitnehmer (46) führende Entklinkungskontur (93) aufweist. - Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslöseschieber (53) zur Beaufschlagung des Schaltarms (43) in Richtung der Öffnungsstellung einen Anschlag (95) aufweist. - Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslöseschieber (53) dazu ausgebildet ist, unter sukzessivem Vorschub den Schaltarm (43) etwa gleichzeitig zu entklinken und in Richtung der Öffnungsstellung zu beaufschlagen. - Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslöseschieber (53) unter Vorschub durch den Auslöser (55,56) mit einer von Null verschiedenen Initialgeschwindigkeit gegen den Schaltarm (43) anschlägt, um diesen in Richtung der Öffnungsstellung zu beaufschlagen. - Schutzschalter (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kontakthebel (48) gegenüber dem Klinkenhebel (49) in Richtung auf die Schließstellung elastisch vorgespannt ist. - Schutzschalter (1) nach Anspruch 7,
gekennzeichnet durch
eine Feder, insbesondere Zugfeder (52), die von dem Bewegkontakt (84) aus gesehen, hinter dem Drehgelenk (81) an dem Kontakthebel (48) angreift. - Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslöseschieber (53) an den Schaltarm (43) im Bereich des Drehgelenks (81) anschlägt. - Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schaltarm (43) beim Zurückweichen in die Öffnungsstellung den Auslöseschieber (53) in seine Auslösestellung mitnimmt. - Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Auslöseschieber (53) als Bestandteil der Entklinkungskontur (93) eine Aufgleitschräge (98) aufweist,- an welcher der Mitnehmer (46) angreift, so dass bei der Verstellung des Schaltarms (43) in die Schließstellung gleichzeitig der Auslöseschieber (53) aus der Auslösestellung in Richtung auf die Bereitschaftsstellung vorgeschoben wird, und- an welcher der Mitnehmer (46) von dem Schaltarm (43) entklinkt wird, wenn der Vorschub des Auslöseschiebers (53) in die Bereitschaftsstellung blockiert ist. - Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Handbetätigungsmechanik (42) einen Schwenkhebel (7) und eine Koppelstange (45) umfasst, wobei die Koppelstange (45) mit einem Festende (89) exzentrisch an dem Schwenkhebel (7) gelagert ist und an einem Freiende den Mitnehmer (46) trägt. - Schutzschalter (1) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schwenkhebel (7), insbesondere durch eine Torsionsfeder (47), in Richtung auf eine der Öffnungsstellung des Schaltarms (43) entsprechende erste Schwenkstellung vorgespannt ist. - Schutzschalter (1) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch Verklinkung des Mitnehmers (46) mit dem in seiner Schließstellung befindlichen Schattarm (43) der Schwenkhebel (7) entgegen der Vorspannung in einer der Schließstellung entsprechenden zweiten Schwenkstellung arretierbar ist. - Schutzschalter (1) nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Rückkehr des Schaltarms (43) in die Öffnungsstellung und des Schwenkhebels (7) in die erste Schwenkstellung der Mitnehmer (46) selbsttätig mit dem Schaltarm (43) verklinkt. - Schutzschalter (1) nach Anspruch 15,
gekennzeichnet durch
eine Feder, mittels welcher die Koppelstange (45) in der ersten Schwenkstellung des Schwenkhebels (7) gegen den Schaltarm (43) beaufschlagt wird. - Schutzschalter (1) nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Feder durch eine einstückig an den Schwenkhebel (7) angespritzte Federlasche (72) gebildet ist. - Schutzschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
gekennzeichnet durch
einen Überlastauslöser (55) mit einem Bimetallstreifen (54) zum Vorschub des Auslöseschiebers (53), wobei der Auslöseschieber (53) einen Angriff (111) aufweist, an dem der Bimetallstreifen (54) zum Vorschub des Auslöseschiebers (53) angreift, wobei der Angriff (111) durch einen Exzenter (113) gebildet ist, der gegenüber dem Auslöseschieber (53) verdrehbar ist, so dass ein zwischen dem Angriff (111) und dem Bimetallstreifen (54) gebildeter Abstand einstellbar ist. - Schutzschalter (1) nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Exzenter (113) an dem Auslöseschieber (53) in mehreren definierten Drehstellungen verrastbar ist.
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