EP2634787B1 - Schaltschloss eines Leistungsschalters - Google Patents

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EP2634787B1
EP2634787B1 EP12192927.7A EP12192927A EP2634787B1 EP 2634787 B1 EP2634787 B1 EP 2634787B1 EP 12192927 A EP12192927 A EP 12192927A EP 2634787 B1 EP2634787 B1 EP 2634787B1
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EP
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circuit breaker
rocker arm
breaker according
tension lever
lever
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EP12192927.7A
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English (en)
French (fr)
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EP2634787A1 (de
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Thomas Bunk
Siegfried Pirker
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Siemens AG
Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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    • H01H71/505—Latching devices between operating and release mechanism
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
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    • H01H71/525—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by lever comprising a cradle-mechanism comprising a toggle between cradle and contact arm and mechanism spring acting between handle and toggle knee
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    • H01H71/1054—Means for avoiding unauthorised release

Definitions

  • the invention relates to a circuit breaker with a switching mechanism.
  • switching locks have a switching mechanism for opening and closing a switching contact which acts with a clamping element, and on the other hand a latching mechanism, by means of which the clamping element can be converted from a stressed state into an at least substantially unrestrained state on the basis of a triggering signal Way to open the switch contact.
  • Circuit breakers are special switches that are usually designed for high currents. These switches can not only switch operating currents and low overload currents, but also switch on high overload currents and short-circuit currents if faults occur, hold these fault currents for a predetermined time and then switch them off again. Depending on the embodiment, circuit breakers are single-pole or multi-pole.
  • Such circuit breakers regularly have so-called switching locks, which cause the switching off of a circuit when unwanted operating conditions, in particular short circuits, occur.
  • a switch lock represents a mechanical device, which preferably enables the switching off of a circuit.
  • the force of a tensioned spring is usually released to open the switch contact, which has been stretched when switching on a clamping mechanism.
  • the typical trigger criterion is a current of a predetermined current, through which the lock is released by means of an electromagnet or a heating bimetallic strip.
  • the circuit breaker of a circuit breaker has two main areas.
  • a switching mechanism is provided, acted upon by the spring force, the opening and closing of an electrical switching contact is realized.
  • such a switching mechanism has a Entklinkungsmechanismus that releases the energy stored in a spring of the switching mechanism upon reaching a triggering criterion, whereby the switching mechanism is triggered and the electrical switching contact is opened.
  • the invention has the object, the switching mechanism of a circuit breaker in such a way that the switch lock remains in the off position even with unwanted release in the cocked position.
  • the specified technical solution should be realized with relatively simple design means and cost.
  • the locking system should be applicable to almost any kind of related cam lock kinematic.
  • the invention relates to a circuit breaker with a switching mechanism, which has a switching mechanism for opening and closing a standing with a clamping element operatively connected switch contact, and a Entklinkungsmechanismus, on the basis of a trigger signal, the clamping element so from a tensioned in an at least largely unstressed State can be transferred, that the switching contact is thereby opened.
  • the clamping element is indirectly coupled to a clamping lever which can be locked or released depending on a position of a pawl of Entklinkungsmechanismus.
  • the clamping lever has a locking device, is prevented by the triggering in spite of a trigger signal in an OFF position of the switching mechanism, in which the switch is open and the clamping element is tensioned.
  • the invention is characterized in that the locking means of the clamping lever has a rocker arm which is movably mounted on the clamping lever.
  • Essential to a switching mechanism designed according to the invention is thus that on the clamping lever, a movable rocker arm is provided, which reliably prevents triggering of the switching mechanism in the OFF position.
  • the rocker arm is in this case designed such that it is used exclusively for blocking the switch lock in the OFF position.
  • This is a switching mechanism that has such a rocker arm, flexible and used in particular for a variety of switching locks largely independent of the switchgear kinematics.
  • a clamping bolt mounted in the shift lever slips on a locking contour of the rocker arm as soon as the switching mechanism is transferred to the OFF position when the switching contact is opened. Since the now introduced via the rocker arm in the clamping lever torque is greater than the introduced via the tension spring of the switching mechanism torque, the clamping lever is preferably pressed down in the OFF position, so that the end of the pawl is no longer on the stop surface of the clamping lever, the the latching of the two components serves, rests. Since the clamping lever is locked in this case and the pawl is relieved and this is no longer in engagement with the clamping lever, now the test button can be pressed or the trigger shaft can be actuated without the switch lock triggers.
  • the switch lock or the De-latching mechanism before resuming to the ON position to go through a reset process.
  • the triggered switching mechanism in particular the unlatching mechanism, is reactivated.
  • the rocker arm is so movably mounted on the clamping lever, that as soon as a reset operation is initiated, a reset contour on the clamping lever is released and the clamping bolt mounted in the shift lever can slide over the reset contour. As a result, the release shaft is again transferred to a tensioned initial state. After completion of the reset operation, the switch lock can be transferred to the ON position if necessary by pressing the lever again.
  • the rocker arm is mounted on the clamping lever such that the rocker arm is at least partially folded behind the clamping lever, so that the reset contour on the clamping lever for the clamping bolt is freely accessible.
  • the clamping lever is at least in two parts and has two plane-parallel arranged side parts, between which the rocker arm is folded immediately before or at the beginning of the reset process.
  • FIG. 1 shows in a perspective view of the switching mechanism 1 of a circuit breaker.
  • the switching mechanism 1 shown here has two main components, namely the switching mechanism 2 on the one hand and the Entklinkungsmechanismus 3 on the other.
  • the switching mechanism 2 is the electrical switching contact of the circuit breaker in such a way with a spring used as an energy storage 4 in operative connection that when the contact is closed, the spring 4 is tensioned and when the switching mechanism 1, the energy stored in the spring 4 is released, so that the contact is opened by acting on him spring force.
  • the Entklinkungsmechanismus 3 is provided.
  • connection between the switching mechanism 2 with tension spring 4 and the Entklinkungsmechanismus 3 is made via a clamping lever 5, which can be locked or released by the Entklinkungsmechanismus 3 as needed.
  • a clamping lever 5 which can be locked or released by the Entklinkungsmechanismus 3 as needed.
  • An essential component of Entklinkungsmechanismus 3 is the pawl spring 10, which acts on the pawl 8 so that the end of the pawl 8 is moved against a designated stop surface of the clamping lever 5 for locking the clamping lever 5. Furthermore, in the unlatching mechanism 3, a triggering shaft 9 is provided which, when a triggering criterion is reached, in particular as soon as the current in the switch reaches a predetermined current, is set into a rotary or pivoting movement by an actuator. By the movement of the trip shaft 9, this device comes into contact with the pawl 8, that the pawl 8 is pivoted and so the force acting on the stop surface of the clamping lever 5 by the end of the pawl 8 is reduced.
  • FIGS. 2 to 5 is the switching mechanism 1, whose components are already in FIG. 1 has been explained in more detail, shown in an on position.
  • the FIGS. 2 and 3 show the switch lock in a side view, the 4 and 5 in a perspective view, wherein the 4 and 5 show the switch lock each in a cutaway view.
  • the switching mechanism 1 is divided along the plane of symmetry and in each case only the components provided in the rear part are shown. This way will be in the FIG. 3 and 5 the rear side part 14 of the clamping lever 5, the roller 7 mounted thereon, the rocker arm 17 and the end 12 of the pawl 8 visible.
  • the Entklinkungsmechanismus 3 and thus also the switching mechanism 1 is in a stretched state, wherein the end 12 of the pawl 8 touches the outer periphery of a rotatably mounted on the clamping lever 5 roller 7 in the region of the stop surface 13.
  • the pawl 8 of the clamping lever 5 With the help of the pawl 8 of the clamping lever 5 is thus locked in the position shown, so that the spring 4 is tensioned and the electrical switching contact is closed.
  • FIGS. 6 and 7 show a side view of an inventively designed switching mechanism 1, wherein in FIG. 6 the entire switch lock 1 and in FIG. 7 only the rear part is shown. at FIG. 7 Thus, it is a sectional view in which the section along a plane between the two side parts 14, 15 of the clamping lever 5 extends.
  • the shift lever 6 In order to transfer the switch lock to the OFF position, the shift lever 6 has been moved to the right, so that a clamping bolt 11 which is mounted in the shift lever 6, has been brought into contact with the locking contour 18 of the rocker arm. Due to the rocker arm 17, the introduced via the shift lever 6 in the tensioning lever 5 torque is greater than the introduced torque of the tension springs 4 running clamping elements of the switching mechanism 2. Therefore, the clamping lever 5 is pressed slightly down and the latch between the end 12 of the pawl. 8 and the stop surface 13 of the clamping lever 5 relieved. As FIG. 7 can be seen, forms between the pawl 8 and the stop surface of the clamping lever 5, an air gap.
  • the stop surface 13 of the clamping lever 5 is in this embodiment by an outer peripheral surface a roller 7 is formed.
  • the roller is rotatably supported about the bearing pin 16 between the two plane-parallel side parts 14, 15 of the clamping lever 5.
  • FIG. 8 shows the switching mechanism 1 of a circuit breaker in the OFF position upon actuation of the trigger shaft 9. Without the provision of an additional lock, the switching mechanism 1 would be triggered by releasing the latch between pawl 8 and stop surface 13 in this case. However, since the clamping bolt 11 is in engagement with the locking contour 18 of the rocker arm 17, the clamping lever 5 is pressed slightly downwards and thus locked in place. Due to the blocking of the switching mechanism 1 by means of the rocker arm 17 and the associated relief of the pawl 8 of the unlatching mechanism 3, the test button can be pressed or the triggering shaft 9 can be actuated without the switching mechanism 1 or the switch triggers.
  • FIG. 9 shows in this connection an inventively designed switching mechanism 1 of a circuit breaker during the reset process.
  • the shift lever 6 is moved with the handle in the direction of arrow to the right.
  • the reset contour 19 of the clamping lever 5 is in this case freely accessible for the clamping bolt 11, since the rocker arm 17 down between the two side parts 14, 15th the clamping lever 5 is pivoted.
  • FIGS. 10 and 11 to take a representation of the switching mechanism 1 in the reset position, in which the clamping bolt 11 has reached the outer end of the clamping lever 5.
  • the pawl 8 is pressed by the pawl spring 10, which is designed as a torsion spring, against the rocker arm 17 so that it is in the locked position and the latch is still relieved, so no contact between the end 12 of the pawl 8 and the running as a roller 7 stop surface 13 is made.
  • FIGS. 12 and 13 shows the switch latch 1 of a circuit breaker in tripped position.
  • This position of a switching mechanism 1 is also referred to as a trip position.
  • the tensioning lever 5 with the roller 7 rotatably mounted thereon has been transferred to its end position upwards. In this case, he is on the clamping bolt 11 which is mounted in the shift lever 6 at. If the switching mechanism 1 is to be transferred from the trip position back to the on position, in relation to the switching mechanism 1, in particular the Entklinkungsmechanismus 3 again a reset operation must be performed so that the Entklinkungsmechanismus 3 and in particular the pawl spring 10 stretched and the trip shaft 9 is returned to the home position.
  • FIG. 14 shows a side part 14, 15 of a clamping lever 5.
  • the clamping lever In the assembled state of the clamping lever are located between the two side members 14, 15, inter alia, the roller 7, the peripheral surface forms the stop surface 13 for the pawl 8, and the storage of the rocker arm 17 the rocker arm 17 is pivotable such that it is pivoted during the reset operation between the two side parts 14, 15 and thus releases the reset contour 19 of the clamping lever 5.
  • FIG. 15 is the inventively movably mounted on the clamping lever 5 rocker arm 17 shown in a detailed view.
  • the rocker arm 17 has a bearing pin 20 via which the rocker arm 17 is rotatably mounted in the tensioning lever 5 between the two side parts 14, 15 of the tensioning lever 5.
  • corresponding bearing bushes are provided for receiving the bearing pin.
  • In the upper part of the rocker arm 17 has a locking contour 18, in the OFF position of the switching mechanism 1 of the associated with the shift lever 6 clamping bolt 11 runs and so the clamping lever 5 is pressed slightly down. In this way, the latch between the clamping lever and pawl is relieved.
  • FIG. 16 a tensioning lever 5 in the assembled state. It can clearly be seen in the rear region of the inventively provided rocker arm 17 which is rotatably mounted between the side members 14, 15 in the clamping lever. During the reset operation of the switching mechanism, the rocker arm 17 is pivoted between the side parts 14, 15 of the clamping lever 5, thus releasing the reset contour 19 for the clamping bolt 11.
  • toggle lever 17 is reliably ensured that in the OFF position of the switch latch 1, the test button is pressed or the test button can be pressed without the switching mechanism or the switch triggers.
  • the rocker arm 17 on the clamping lever 5 which is needed exclusively for preventing the triggering in the OFF position of the switching mechanism, the position of the fulcrum and the locking contour can be freely selected. This allows the use in different switching locks 1 regardless of the respective switchgear kinematics.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Breakers (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter mit einem Schaltschloss. Derartige Schaltschlösser verfügen einerseits über einen Schaltmechanismus zum Öffnen und Schließen eines mit einem Spannelement in Wirkung stehenden Schaltkontakts, und andererseits über einen Entklinkungsmechanismus, durch den auf der Grundlage eines Auslösesignals das Spannelement aus einem gespannten in ein zumindest weitgehend ungespannten Zustand überführbar ist, um auf diese Weise den Schaltkontakt zu öffnen.
  • Leistungsschalter sind spezielle Schalter, die üblicherweise für hohe Ströme ausgelegt sind. Diese Schalter können nicht nur Betriebsströme und geringe Überlastströme schalten, sondern bei auftretenden Fehlern auch hohe Überlastströme und Kurzschlussströme einschalten, diese Fehlerströme eine vorgegebene Zeit halten und wieder ausschalten. Je nach Ausführungsform sind Leistungsschalter einpolig oder mehrpolig ausgeführt.
  • Derartige Leistungsschalter verfügen regelmäßig über so genannte Schaltschlösser, die bei Auftreten ungewollter Betriebszustände, insbesondere bei Kurzschlüssen, das Abschalten eines Stromkreises bewirken.
  • Ein Schaltschloss stellt eine mechanische Vorrichtung dar, die vorzugsweise das Abschalten eines Stromkreises ermöglicht. Hierzu wird zum Öffnen des Schaltkontakts üblicherweise die Kraft einer gespannten Feder freigegeben, die beim Einschalten über einen Spannmechanismus gespannt worden ist. Das typische Auslösekriterium ist ein Strom einer vorgebbaren Stromstärke, durch den die Arretierung mit Hilfe eines Elektromagneten oder eines sich erhitzenden Bimetallstreifens gelöst wird.
  • Das Schaltschloss eines Leistungsschalters verfügt über zwei wesentliche Bereiche. Einerseits ist ein Schaltmechanismus vorgesehen, über den Federkraft beaufschlagt das Öffnen und Schließen eines elektrischen Schaltkontaktes realisiert wird. Andererseits verfügt ein derartiges Schaltschloss über einen Entklinkungsmechanismus, der bei Erreichen eines Auslösekriteriums die in einer Feder des Schaltmechanismus gespeicherte Energie freigibt, wodurch das Schaltschloss ausgelöst und der elektrische Schaltkontakt geöffnet wird.
  • In diesem Zusammenhang sind aus dem Stand der Technik Lösungen bekannt, mit denen verhindert werden soll, dass das Schaltschloss in der Aus-Position auslöst. So wird beispielsweise in der DE 693 06 822 T2 ein Schaltschloss eines Leistungsschalters beschrieben, das eine so genannte Testtaste aufweist, nach deren Betätigung sichergestellt ist, dass das Schloss auch in Aus-Position nicht auslöst. Hierzu rutscht der im Schalthebel gelagerte Spannbolzen in Aus-Position des Schaltschlosses auf eine Sperrkontur am Spannhebel, so dass dieser arretiert ist und auf keinen Fall das Schaltschloss bzw. der Schalter auslöst. Auf diese Weise ist es möglich, die Testtaste zu drücken und dann die Auslösewelle zu betätigen, ohne dass das Schaltschloss auslöst. Der Schaltmechanismus wird so auch bei einer ungewollten Auslösung in einem vorgespannten Zustand gehalten.
  • Wesentlich an der zuvor beschriebenen technischen Lösung ist, dass am Spannhebel eine Sperrkontur vorgesehen ist, die für die Arretierung des Entklinkungsmechanismus in AUS-Position des Schaltschlosses benötigt wird. Die Geometrie des Spannhebels sowie sein Drehpunkt sind somit nicht frei wählbar, sondern vielmehr ist stets die am Sperrhebel vorgesehene Sperrkontur zu berücksichtigen. Die bekannten Arretierungsmechanismen für die AUS-Positionen sind somit regelmäßig nur für eine begrenzte Anzahl von Schaltschlössern mit jeweils gleicher Schaltschlosskinematik einzusetzen.
  • Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen und dem beschriebenen Problem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Schaltschloss eines Leistungsschalters derart weiterzubilden, dass das Schaltschloss in Aus-Position auch bei ungewollter Auslösung in der gespannten Stellung verbleibt. Die anzugebende technische Lösung soll mit verhältnismäßig einfachen konstruktiven Mitteln und kostengünstig zu realisieren sein. Weiterhin soll das Arretierungssystem für nahezu jede artverwandte Schaltschlosskinematik anwendbar sein.
  • Die vorstehende Aufgabe wird mit einem Schaltschloss für einen Leistungsschalter gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
  • Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter mit einem Schaltschloss, das über einen Schaltmechanismus zum Öffnen und Schließen eines mit einem Spannelement in Wirkverbindung stehenden Schaltkontakts, und über einen Entklinkungsmechanismus verfügt, durch den auf der Grundlage eines Auslösesignals das Spannelement derart aus einem gespannten in einen zumindest weitgehend ungespannten Zustand überführbar ist, dass der Schaltkontakt hierdurch geöffnet wird. Hierbei ist das Spannelement an einen Spannhebel indirekt gekoppelt, der in Abhängigkeit einer Stellung einer Sperrklinke des Entklinkungsmechanismus arretierbar oder auslösbar ist. Ferner weist der Spannhebel eine Sperreinrichtung auf, durch die in einer AUS-Position des Schaltschlosses, in der der Schalter geöffnet und das Spannelement gespannt ist, ein Auslösen des Spannhebels trotz Auslösesignal verhindert wird.
    Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Sperreinrichtung des Spannhebels einen Kipphebel aufweist, der bewegbar am Spannhebel befestigt ist.
  • Wesentlich an einem erfindungsgemäß ausgeführten Schaltschloss ist somit, dass am Spannhebel ein bewegbarer Kipphebel vorgesehen ist, der in AUS-Position ein Auslösen des Schaltschlosses zuverlässig verhindert. Der Kipphebel ist hierbei derart ausgeführt, dass er ausschließlich für die Sperrung des Schaltschlosses in AUS-Position verwendet wird. Damit ist ein Schaltschloss, das über einen derartigen Kipphebel verfügt, flexibel und insbesondere für eine Vielzahl von Schaltschlössern weitgehend unabhängig von der Schaltschlosskinematik einsetzbar.
  • Sobald der elektrische Schaltkontakt ausgeschaltet bzw. geöffnet wird, wird das Schaltschloss des Leistungsschalters in AUS-Position überführt, wobei das Spannelement des Schaltmechanismus nach wie vor in gespanntem Zustand verbleibt. Mit Hilfe des drehbar am Spannhebel gelagerten Kipphebels wird nunmehr sichergestellt, dass der Spannhebel derart arretiert wird, dass selbst bei einer Betätigung der Auslösewelle der Spannhebel nicht bewegt und somit das Spannelement des Schaltmechanismus auch nicht entspannt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung rutscht ein im Schalthebel gelagerter Spannbolzen auf eine Sperrkontur des Kipphebels sobald beim Öffnen des Schaltkontaktes das Schaltschloss in AUS-Position überführt wird. Da das über den Kipphebel nunmehr in den Spannhebel eingeleitete Drehmoment größer als das über die Zugfeder des Schaltmechanismus eingeleitete Moment ist, wird der Spannhebel in AUS-Position vorzugsweise nach unten gedrückt, so dass das Ende der Sperrklinke nicht mehr auf der Anschlagfläche des Spannhebels, die der Verklinkung der beiden Bauteile dient, aufliegt. Da der Spannhebel in diesem Fall arretiert sowie die Sperrklinke entlastet ist und diese sich nicht mehr im Eingriff mit dem Spannhebel befindet, kann nunmehr die Testtaste gedrückt bzw. die Auslösewelle betätigt werden, ohne dass das Schaltschloss auslöst.
  • Sobald die Auslösewelle des Entklinkungsmechanismus betätigt worden ist, egal ob dies durch einen Trip-Vorgang oder Betätigung der Testtaste erfolgt, muss das Schaltschloss bzw. der Entklinkungsmechanismus vor einer erneuten Überführung in die EIN-Position einen Reset-Vorgang durchlaufen. Bei einem derartigen Reset-Vorgang wird das ausgelöste Schaltschloss, insbesondere der Entklinkungsmechanismus, wieder aktiviert.
  • Auf bevorzugte Weise ist der Kipphebel derart beweglich am Spannhebel gelagert, dass, sobald ein Reset-Vorgang eingeleitet wird, eine Reset-Kontur am Spannhebel frei wird und der im Schalthebel gelagerte Spannbolzen über die Reset-Kontur gleiten kann. Hierdurch wird die Auslösewelle wieder in einen gespannten Ausgangszustand überführt. Nach Beendigung des Reset-Vorgangs kann das Schaltschloss bei Bedarf wieder durch Betätigen des Schalthebels in die EIN-Position überführt werden.
  • In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kipphebel derart am Spannhebel gelagert ist, dass der Kipphebel zumindest teilweise hinter den Spannhebel geklappt wird, so dass die Reset-Kontur am Spannhebel für den Spannbolzen frei zugänglich wird.
  • Durch die Zwangsrückstellung des Kipphebels die durch den Spannbolzen erfolgt wird die Freigängikeit/Leichtgängigkeit des Bauteils gewährleistet, um beim anschließenden Einschwenken der Sperrklinke den Kipphebel wieder in die Eingriffsposition zu bringen. Gemäß einer besonderen Weiterbildung ist der Spannhebel wenigstens zweiteilig ausgeführt und verfügt über zwei planparallel angeordnete Seitenteile, zwischen die der Kipphebel unmittelbar vor oder zu Beginn des Reset-Vorgangs eingeklappt wird.
  • Im Folgenden wird die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • FIG 1
    Perspektivansicht des Schaltschlosses eines Leistungsschalters;
    FIG 2 bis 5
    verschiedene Ansichten eines Schaltschlosses in EIN-Position;
    FIG 6 bis 7
    Schaltschloss in AUS-Position;
    FIG 8
    Schaltschloss in AUS-Position und Betätigung der Auslösewelle;
    FIG 9
    Schaltschloss während des Reset-Vorgangs;
    FIG 10 und 11
    Schaltschloss in Reset-Position;
    FIG 12 und 13
    Schaltschloss in Trip-Position;
    FIG 14
    Seitenteil des Spannhebels;
    FIG 15
    Kipphebel sowie
    FIG 16
    Spannhebelbaugruppe mit darin drehbar gelagertem Kipphebel.
  • FIG 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht das Schaltschloss 1 eines Leistungsschalters. Das dargestellte Schaltschloss 1 verfügt hierbei über zwei wesentliche Baugruppen, nämlich den Schaltmechanismus 2 einerseits sowie den Entklinkungsmechanismus 3 andererseits. Über den Schaltmechanismus 2 steht der elektrische Schaltkontakt des Leistungsschalters derart mit einer als Energiespeicher genutzten Feder 4 in Wirkverbindung, dass bei geschlossenem Kontakt die Feder 4 gespannt ist und beim Auslösen des Schaltschlosses 1 die in der Feder 4 gespeicherte Energie frei wird, so dass der Kontakt durch die auf ihn wirkende Federkraft geöffnet wird.
  • Um die Feder 4 einerseits zuverlässig im gespannten Zustand halten und andererseits ein zuverlässiges sowie schnelles Auslösen des Schaltschlosses sicherstellen zu können, ist der Entklinkungsmechanismus 3 vorgesehen.
  • Die Verbindung zwischen dem Schaltmechanismus 2 mit Spannfeder 4 und dem Entklinkungsmechanismus 3 wird über einen Spannhebel 5 hergestellt, der durch den Entklinkungsmechanismus 3 bedarfsgerecht gesperrt oder freigegeben werden kann. Sobald der Spannhebel 5 vom Entklinkungsmechanismus 3 freigegeben wird, entspannt sich die Feder 4 und der elektrische Schaltkontakt wird geöffnet.
  • Ein wesentliches Bauteil des Entklinkungsmechanismus 3 stellt die Klinkenfeder 10 dar, die derart auf die Sperrklinke 8 einwirkt, dass das Ende der Sperrklinke 8 gegen eine hierfür vorgesehene Anschlagfläche des Spannhebels 5 zur Arretierung des Spannhebels 5 bewegt wird. Des Weiteren ist im Entklinkungsmechanismus 3 eine Auslösewelle 9 vorgesehen, die bei Erreichen eines Auslösekriteriums, insbesondere sobald der Strom im Schalter eine vorgegebene Stromstärke erreicht, durch einen Aktuator in eine Dreh- bzw. Schwenkbewegung versetzt wird. Durch die Bewegung der Auslösewelle 9 gerät diese derart in Kontakt mit der Sperrklinke 8, dass auch die Sperrklinke 8 geschwenkt und so die vom Ende der Sperrklinke 8 auf die Anschlagfläche des Spannhebels 5 wirkende Kraft verringert wird. Die Verringerung der von der Sperrklinke 8 auf die Anschlagfläche des Spannhebels 5 wirkenden Kraft führt im Weiteren dazu, dass die Arretierung des Spannhebels 5 gelöst, die Feder 4 entspannt und der Schaltkontakt geöffnet werden. Im Folgenden werden die verschiedenen Schaltzustände des Schaltschlosses 1 eingehend erläutert.
  • In FIG 2 bis 5 ist das Schaltschloss 1, dessen Bauteile bereits in FIG 1 näher erläutert worden ist, in einer Ein-Position dargestellt. Die FIG 2 und 3 zeigen das Schaltschloss in einer Seitenansicht, die FIG 4 und 5 in einer Perspektivansicht, wobei die FIG 4 und 5 das Schaltschloss jeweils in einer geschnittenen Ansicht zeigen. In diesen geschnittenen Ansichten ist das Schaltschloss 1 entlang der Symmetrieebene geteilt und jeweils nur die im hinteren Teil vorgesehenen Bauteile dargestellt. Auf diese Weise wird in den FIG 3 und 5 das hintere Seitenteil 14 des Spannhebels 5, die daran gelagerte Rolle 7, der Kipphebel 17 sowie das Ende 12 der Sperrklinke 8 sichtbar.
  • In EIN-Position ist der Schalter geschlossen, die Feder 4 gespannt und das Schaltschloss 1 in gesperrtem Zustand.
  • Ferner befindet sich der Entklinkungsmechanismus 3 und somit auch das Schaltschloss 1 in gespanntem Zustand, wobei das Ende 12 der Sperrklinke 8 den Außenumfang einer am Spannhebel 5 drehbar gelagerten Rolle 7 im Bereich der Anschlagfläche 13 berührt. Mit Hilfe der Sperrklinke 8 ist der Spannhebel 5 somit in der dargestellten Position arretiert, so dass die Feder 4 gespannt und der elektrische Schaltkontakt geschlossen ist.
  • FIG 6 und 7 zeigen eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgeführten Schaltschlosses 1, wobei in FIG 6 das gesamte Schaltschloss 1 und in FIG 7 lediglich der hintere Teil dargestellt ist. Bei FIG 7 handelt es sich somit um eine Schnittdarstellung, bei der der Schnitt entlang einer Ebene zwischen den beiden Seitenteilen 14, 15 des Spannhebels 5 verläuft.
  • Um das Schaltschloss in die AUS-Position zu überführen, ist der Schalthebel 6 nach rechts bewegt worden, so dass ein Spannbolzen 11, der im Schalthebel 6 gelagert ist, in Kontakt mit der Sperrkontur 18 des Kipphebels gebracht worden ist. Aufgrund des Kipphebels 17 ist das über den Schalthebel 6 in den Spannhebel 5 eingeleitete Moment größer als das eingeleitete Moment der als Zugfedern 4 ausgeführten Spannelemente des Schaltmechanismus 2. Daher wird der Spannhebel 5 leicht nach unten gedrückt und die Verklinkung zwischen dem Ende 12 der Sperrklinke 8 und der Anschlagfläche 13 des Spannhebels 5 entlastet. Wie FIG 7 zu entnehmen ist, bildet sich zwischen der Sperrklinke 8 und der Anschlagfläche des Spannhebels 5 ein Luftspalt aus. Die Anschlagfläche 13 des Spannhebels 5 wird in dieser Ausführungsform durch eine äußere Umfangsfläche einer Rolle 7 gebildet. Hierbei ist die Rolle drehbar um den Lagerbolzen 16 zwischen den beiden planparallelen Seitenteilen 14, 15 des Spannhebels 5 gelagert.
  • In Ergänzung zu den FIG 6 und 7 zeigt FIG 8 das Schaltschloss 1 eines Leistungsschalters in AUS-Position bei Betätigung der Auslösewelle 9. Ohne das Vorsehen einer zusätzlichen Sperrung, würde in diesem Fall das Schaltschloss 1 durch Lösen der Verklinkung zwischen Sperrklinke 8 und Anschlagfläche 13 ausgelöst. Da sich allerdings der Spannbolzen 11 im Eingriff mit der Sperrkontur 18 des Kipphebels 17 befindet, wird der Spannhebel 5 leicht nach unten gedrückt und so in seiner Lage arretiert. Aufgrund der Sperrung des Schaltschlosses 1 mit Hilfe des Kipphebels 17 und der damit verbundenen Entlastung der Sperrklinke 8 des Entklinkungsmechanismus 3 kann die Testtaste gedrückt bzw. die Auslösewelle 9 betätigt werden, ohne dass das Schaltschloss 1 bzw. der Schalter auslöst.
  • Gleichgültig ob die Testtaste betätigt worden ist oder das Schaltschloss 1 auf der Grundlage eines Auslösesignals ausgelöst worden ist, muss zunächst ein Reset-Vorgang durchgeführt werden, um das Schaltschloss 1 und hier insbesondere den Entklinkungsmechanismus wieder zu aktivieren. FIG 9 zeigt in diesem Zusammenhang ein erfindungsgemäß ausgeführtes Schaltschloss 1 eines Leistungsschalters während des Reset-Vorgangs.
  • Zur Einleitung des Reset-Vorgangs wird der Schalthebel 6 mit dem Handgriff in Pfeilrichtung nach rechts bewegt. Daraufhin bewegt sich der Spannbolzen 11, der im Schalthebel 6 gelagert ist, entlang der Resetkontur 19 des Spannhebels 5. Die Resetkontur 19 des Spannhebels 5 ist hierbei für den Spannbolzen 11 frei zugänglich, da der Kipphebel 17 nach unten zwischen die beiden Seitenteile 14, 15 des Spannhebels 5 geschwenkt wird.
  • Durch die Bewegung des Spannbolzens 11 entlang der Resetkontur 19 des Spannhebels 5 wird dieser nach unten gedrückt. In Ergänzung hierzu ist FIG 10 und 11 eine Darstellung des Schaltschlosses 1 in Reset-Position zu entnehmen, in der der Spannbolzen 11 das äußere Ende des Spannhebels 5 erreicht hat. Außerdem wird die Sperrklinke 8 durch die Klinkenfeder 10, die als Drehfeder ausgeführt ist, gegen den Kipphebel 17 gedrückt, so dass dieser sich in gesperrter Position befindet und die Verklinkung nach wie vor entlastet ist, also kein Kontakt zwischen dem Ende 12 der Sperrklinke 8 und der als Rolle 7 ausgeführten Anschlagfläche 13 besteht. Nach Abschluss des beschriebenen Reset-Vorgangs ist es möglich, das Schaltschloss ist wieder in die EIN-Position zu überführen, da sich der Entklinkungsmechanismus 3 wieder in gespanntem Zustand befindet.
  • FIG 12 und 13 zeigt das Schaltschloss 1 eines Leistungsschalters in ausgelöster Position. Diese Position eines Schaltschlosses 1 wird auch als Trip-Position bezeichnet. Der Spannhebel 5 mit der daran drehbar gelagerten Rolle 7 ist in seine Endposition nach oben überführt worden. Hierbei liegt er an dem Spannbolzen 11, der im Schalthebel 6 gelagert ist, an. Sofern das Schaltschloss 1 aus der Trip-Position wieder in die Ein-Position überführt werden soll, muss in Bezug auf das Schaltschloss 1, insbesondere den Entklinkungsmechanismus 3 wiederum ein Reset-Vorgang durchgeführt werden, damit der Entklinkungsmechanismus 3 und hier insbesondere die Klinkenfeder 10 gespannt und die Auslösewelle 9 in die Ausgangsposition zurück gesetzt wird.
  • FIG 14 zeigt ein Seitenteil 14, 15 eines Spannhebels 5. In montiertem Zustand des Spannhebels befinden sich zwischen den beiden Seitenteilen 14, 15 unter anderem die Rolle 7, deren Umfangsfläche die Anschlagfläche 13 für die Sperrklinke 8 bildet, sowie die Lagerung des Kipphebels 17. Hierbei ist der Kipphebel 17 derart schwenkbar, dass er während des Reset-Vorgangs zwischen die beiden Seitenteile 14, 15 geschwenkt wird und so die Resetkontur 19 des Spannhebels 5 freigibt.
  • Während des Reset-Vorgangs gleitet/rollt der mit dem Schalthebel verbundene Spannbolzen 11 entlang der Resetkontur 19 und drückt so den Spannhebel 5 nach unten.
  • In FIG 15 ist der erfindungsgemäß beweglich am Spannhebel 5 gelagerte Kipphebel 17 in einer Detailansicht dargestellt. Der Kipphebel 17 verfügt über einen Lagerbolzen 20 über den der Kipphebel 17 drehbar im Spannhebel 5 zwischen den beiden Seitenteilen 14, 15 des Spannhebels 5 gelagert ist. In den Seitenteilen 14, 15 sind entsprechende Lagerbuchsen zur Aufnahme des Lagerbolzens vorgesehen. Im oberen Bereich verfügt der Kipphebel 17 über eine Sperrkontur 18, auf die in AUS-Position des Schaltschlosses 1 der mit dem Schalthebel 6 verbundene Spannbolzen 11 aufläuft und so der Spannhebel 5 leicht nach unten gedrückt. Auf diese Weise wird die Verklinkung zwischen Spannhebel und Sperrklinke entlastet.
  • Abschließend zeigt FIG 16 einen Spannhebel 5 in zusammengebautem Zustand. Deutlich zu erkennen ist im hinteren Bereich der erfindungsgemäß vorgesehene Kipphebel 17, der zwischen den Seitenteilen 14, 15 drehbar im Spannhebel gelagert ist. Während des Reset-Vorgangs des Schaltschlosses wird der Kipphebel 17 zwischen die Seitenteile 14, 15 des Spannhebels 5 geschwenkt und so die Resetkontur 19 für den Spannbolzen 11 freigegeben.
  • Mit dem erfindungsgemäß am Spannhebel 5 eines Schaltschlosses 1 vorgesehenen Kipphebel 17 wird zuverlässig sichergestellt, dass in AUS-Position des Schaltschlosses 1 die Testtaste gedrückt bzw. die Teststaste betätigt werden kann, ohne dass das Schaltschloss bzw. der Schalter auslöst.
  • Durch das Vorsehen des Kipphebels 17 am Spannhebel 5, der ausschließlich für das Verhindern der Auslösung in AUS-Position des Schaltschlosses benötigt wird, ist die Position des Drehpunktes und die Sperrkontur frei wählbar. Dies ermöglicht die Verwendung in unterschiedlichen Schaltschlössern 1 unabhängig von der jeweiligen Schaltschlosskinematik.

Claims (13)

  1. Leistungsschalter mit einem Schaltschloss (1), das einen Schaltmechanismus (2) zum Öffnen und Schließen eines mit einem Spannelement (4) in Wirkverbindung stehenden Schaltkontakts, und einen Entklinkungsmechanismus (3) aufweist, durch den auf der Grundlage eines Auslösesignals das Spannelement (4) derart aus einem gespannten in einen zumindest weitgehend ungespannten Zustand überführbar ist, dass der Schaltkontakt hierdurch geöffnet wird, wobei das Spannelement (4) an einen Spannhebel (5) gekoppelt ist, der in Abhängigkeit einer Stellung einer Sperrklinke (8) des Entklinkungsmechanismus (3) arretierbar oder auslösbar ist und der eine Sperreinrichtung aufweist, durch die in einer AUS-Position des Schaltschlosses (1), in der der Schalter geöffnet und das Spannelement (4) gespannt ist, ein Auslösen des Spannhebels (5) trotz Auslösesignal verhindert wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Sperreinrichtung des Spannhebels (5) einen Kipphebel (17) aufweist, der bewegbar am Spannhebel (5) befestigt ist.
  2. Leistungsschalter nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (17) dreh- und/oder schwenkbar am Spannhebel (5) gelagert ist.
  3. Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (17) bei Überführung in AUS-Position derart gemeinsam mit dem Spannhebel (5) bewegbar ist, dass die Verklinkung zwischen Sperrklinke (8) und Spannhebel (5) entlastet wird.
  4. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (17) bei Überführung in AUS-Position derart gemeinsam mit dem Spannhebel (5) bewegbar ist, dass die Sperrklinke (8) von einer Anschlagfläche (13) des Spannhebels (5) entfernt wird.
  5. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalthebel (6), über den das Schaltschloss (1) in die AUS-Position überführbar ist, mit einem Spannbolzen (11) in Wirkverbindung steht, der bei Überführung des Schaltschlosses (1) in AUS-Position in Kontakt mit einer Sperrkontur (18) des Kipphebels (17) bringbar ist.
  6. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (4) eine Zugfeder ist.
  7. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (17) derart bewegbar am Spannhebel (5) befestigt ist, dass der Kipphebel (17) zumindest zeitweise in wenigstens bereichsweise Überdeckung mit dem Spannhebel (5) bringbar ist.
  8. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Reset-Vorgang, der nach Auslösen des Schaltschlosses (1) zur erneuten Aktivierung des Entklinkungsmechanismus (3) durchgeführt wird, der Kipphebel (17) derart bewegt wird, dass eine Resetkontur (19) am Spannhebel (5) für ein Betätigungselement frei zugänglich ist.
  9. Leistungsschalter nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass während des Reset-Vorgangs ein Spannbolzen (11) wenigstens zeitweise mit der Resetkontur (19) in Eingriff bringbar ist, der mit einem Schalthebel (6), über den der Reset-Vorgang eingeleitet wird, in Wirkverbindung steht.
  10. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Reset-Vorgang, der nach Auslösen des Schaltschlosses (1) zur erneuten Aktivierung des Entklinkungsmechanismus (3) durchgeführt wird, der Kipphebel (17) derart mit einer Kraft beaufschlagt wird, dass ein Auslösen des Spannhebels (5) trotz Auslösesignal verhindert wird.
  11. Leistungsschalter nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftbeaufschlagung zum Einschwenken des Kipphebels (17) in die Eingriffsposition über die Sperrklinke (8) erfolgt.
  12. Leistungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinke (8) mit einem Federelement (10) in Wirkverbindung steht.
  13. Leistungsschalter nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (10) als Drehfeder ausgeführt ist.
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