NL1027340C2

NL1027340C2 - Mechanisme voor beveiligingsschakelaar.

Info

Publication number: NL1027340C2
Application number: NL1027340A
Authority: NL
Inventors: Aloysius Gerardus Maria Hemmer
Original assignee: Eaton Electric Nv
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2006-04-27
Also published as: ES2378891T3; WO2006046869A2; ATE537546T1; SI1805776T1; EP1805776A2; EP1805776B1; WO2006046869A3; PL1805776T3

Description

Mechanisme voor beveiligingsschakelaar Gebied van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een mechanisme voor een 5 schakelaar voorzien van een primaire schakelfunctie en ten minste een beveiligingsfunctie, zoals een beveiligingsschakelaar, en op een beveiligingsschakelaar met een dergelijk mechanisme. Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een mechanisme voor het in- en uitschakelen van een schakelaar zoals een beveiligingsschakelaar, omvattende een beweegbaar contact dat beweegbaar is ten 10 opzichte van een vast contact van een eerste positie naar een tweede positie waarbij de schakelaar is ingeschakeld, respectievelijk uitgeschakeld, waarbij het beweegbare contact met bevestigingsmiddelen draaibaar en transleerbaar bevestigd is in de schakelaar, een in- en uitschakelknop om de schakelaar te bedienen, waarbij de in- en uitschakelknop via een actuatorarm is verbonden met het beweegbare contact, waarbij 15 de actuatorarm aangrijpt op een eerste aangrijpingspunt op het beweegbare contact, en een veer die aangrijpt op een tweede aangrijpingspunt op het beweegbare contact teneinde daarop een kracht uit te oefenen.

Stand van de techniek 20 Een dergelijk mechanisme voor het in- en uitschakelen van een schakelaar is bekend uit de publicatie W092/21134. Dit mechanisme voor een automatische schakelaar zorgt ervoor dat bij het aanspreken van een beveiliging, de schakelaar snel wordt uitgeschakeld. Het mechanisme is voorzien van een veer, een vergrendeling, een bedienknop, en een bewegend contact, waarbij het bewegende contact voorzien is van 25 een sleuf voor opname van een vast draaipunt. In het geval van uitschakelen van het mechanisme door het wegvallen van de vergrendeling, zorgt de sleuf ervoor dat de i spanning van de veer het bewegende contact snel en gecontroleerd weg laat bewegen van het vaste contact. Echter het inschakelen van de schakelaar via de bedienknop gebeurt op een zodanige wijze, dat de snelheid en kracht waarmee het inschakelen 30 plaatsvindt aihankelijk is van de persoon die de bedienknop bedient. De sleuf in het bewegend contact zorgt er in dit geval alleen voor dat de spanning van de veer het bewegend contact met druk op het vaste contact houdt.

1027340 2

Uit de Duitse octrooiaanvrage DE-A-199 33 166 is een verder schakelmechanisme bekend. Deze publicatie beschrijft een schakelaar voor een faseleiding of een nulleiding, waarbij een bewegend contact via rotatie om een draaipunt in contact wordt gebracht met een vast contact. Door een sleuf in het 5 beweegbare contact kan tevens een beperkte translerende beweging van het beweegbare contact plaatsvinden. Een veer grijpt aan op het beweegbare contact op een plaats van het beweegbare contact tussen het transleerbare draaipunt en de plaats waar contact wordt gemaakt met het vaste contact. Deze veer slaat energie op bij het inschakelen van de schakelaar, die bij het uitschakelen gebruikt wordt om de contacten 10 snel uit elkaar te bewegen. Het bewegend contact wordt van buitenaf bediend via een knop, die via een actuatorarm met het beweegbare contact is verbonden. De actuatorarm bestaat uit een tussenstuk dat draaibaar is bevestigd aan de knop, en een drukstuk dat aan een zijde draaibaar is bevestigd aan het tussenstuk en aan een andere zijde draaibaar is bevestigd aan het bewegend contact. Met de inschakelbeweging 15 (rotatie) van de knop wordt via de actuatorarm het beweegbare contact naar het vaste contact bewogen. Door de sleuf in het beweegbare contact kan het beweegbare contact tegen de druk van de veer in worden vergrendeld door een vergrendeling van de actuatorarm, waardoor de contacten met kracht tegen elkaar worden gedrukt. De ! snelheid en kracht waarmee het inschakelen gebeurt, is afhankelijk van de kracht en 20 snelheid waarmee de knop bewogen wordt. Het inschakelen gebeurt dus niet altijd met dezelfde kracht en snelheid.

Het van de bediening afhankelijke inschakelen van de schakelaar, zoals bekend uit de boven genoemde stand van de techniek, kan leiden tot het inbranden van de contacten wanneer hoge belastingsstromen worden ingeschakeld, hetgeen leidt tot een 25 kortere levensduur van de schakelaar.

Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding tracht een mechanisme voor een schakelaar te verschaffen, waarbij het in- en uitschakelen onafhankelijk van de persoon die de 30 schakelaar bedient, plaatsvindt.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt een mechanisme van de in de aanhef gedefinieerde soort verschaft, waarbij de bevestigingsmiddelen, het eerste aangrijpingspunt en het tweede aangrijpingspunt zodanig ten opzichte van elkaar 1027340 3 gepositioneerd zijn, dat bij inschakelen van de schakelaar een verdraaiing van de in- en uitschakelknop voorbij een vooraf bepaalde positie van de in- en uitschakelknop resulteert in een omkering van de op het beweegbare contact werkzame moment.

Hierdoor werkt bij het inschakelen de veer ineens de andere kant op, waardoor het 5 inschakelen van de schakelaar persoonsonafhankelijk plaatsvindt, d.w.z. altijd met dezelfde kracht en snelheid.

In een uitvoeringsvorm van het onderhavige mechanisme, vormen de bevestigingsmiddelen, het eerste aangrijpingspunt en het tweede aangrijpingspunt een driehoek op het beweegbare contact, waardoor de krachten die op het beweegbare 10 contact werken een moment veroorzaken rond een momentaan draaipunt van het beweegbare contact, en een door de actuatorarm uitgeoefende kracht op het eerste aangrijpingspunt resulteert in een reactiekracht vanaf de bevestigingsmiddelen, waarbij de reactiekracht bij de vooraf bepaalde positie resulteert in een translatiebeweging van het beweegbare contact, waardoor de richting van het moment omkeert. Hierdoor kan 15 de gewenste functionaliteit van het mechanisme (persoonsonafhankelijk in- en uitschakelen) verkregen worden met zo weinig mogelijk onderdelen. Hierdoor kan een schakelaar waarin een dergelijk mechanisme wordt toegepast, verder geminialuriseerd worden.

In een verdere uitvoeringsvorm worden de bevestigingsmiddelen gevormd door 20 een rotatieas die draaibaar is bevestigd aan het bewegend contact, en kan de rotatieas transleren in een sleuf in de schakelaar. Hierdoor is een betere definitie van de translerende beweging van het bewegend contact mogelijk, en is het omschakelmoment beter vast te leggen. In deze uitvoeringsvorm is de schakelgeometrie en timing niet afhankelijk van de stand van het bewegend contact, zoals in de stand van de techniek.

25 De uitvinding heeft tevens als doel een mechanisme dat op een simpele maar doelmatige en betrouwbare wijze geschikt is om naast de primaire schakelfunctie tevens de beveiligingsfuncties tegen kortsluitstromen, overbelastingsstromen en aardfoutstromen afzonderlijk of in combinatie te bedienen. Het mechanisme omvat daartoe in een verdere uitvoeringsvorm verder een triphefboom die met de 30 bevestigingsmiddelen draaibaar verbonden is met het beweegbare contact, en voorzien is van een vergrendelvlak aan een eerste zijde, waarmee de actuatorarm in de ingeschakelde toestand van de schakelaar vergrendeld wordt. De triphefboom kan door een uitschakelactuator geroteerd kan worden op een zodanige wijze dat het _1 0 27 340_ I > 4 vergrendelvlak de actuatorarm niet langer vergrendelt Door rotatie van de triphefboom wordt het mechanisme uitgeschakeld, waarbij de vergrendeling wegvalt en het contact afvalt. De triphefboom is te actueren door alle mogelijke beveiligingen in een schakelaar, zoals een kortsluitstroombeveiliging, een overstroombeveiliging, of een 5 aardlekfoutbeveiliging. Indien de in- en uitschakelknop voorzien is van een eigen terugstelveer, is het mechanisme van het zogenaamde trip-free type: Ook als de in- en uitschakelknop mechanisch geblokkeerd is, kan het mechanisme de schakelaar uitschakelen.

In een uitvoeringsvorm omvat de triphefboom een uitsteeksel dat via een trippal 10 door een uitschakelactuator beweegbaar is, waarbij de trippal verend is bevestigd in de schakelaar en de uitschakelactuator terugstelt. Dit zorgt voor het automatisch terugstellen van het tripsysteem van de aardlekbeveiliging en van de overstroombeveiliging.

De triphefboom is in een verdere uitvoeringsvorm via een uitsteeksel met een in 15 de schakelaar schuifbaar bevestigd koppeldeel mechanisch verbonden. Dit maakt het mogelijk om de stand van het mechanisme naar verdere mechanismen over te dragen (externe koppeling) of het mechanisme door een extern mechanisme te bedienen.

In een verder aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een schakelaar voor het in- en uitschakelen van een elektrisch circuit met een fasezijde en 20 een nulzijde, die respectieve vaste en beweegbare contacten omvatten, waarbij de fasezijde en de nulzijde beide zijn voorzien van een mechanisme volgens de onderhavige uitvinding, waarbij het mechanisme van de fasezijde mechanisch is gekoppeld met het mechanisme van de nulzijde door middel van het koppeldeel, dat mechanisch verbonden is met uitsteeksels van de respectieve triphefbomen.

25 In een uitvoeringsvorm zijn het mechanisme aan de fasezijde en het mechanisme aan de nulzijde zodanig geconstrueerd, dat bij uitschakelen van de schakelaar de contacten aan de fasezijde openen vóór de contacten aan de nulzijde, en bij inschakelen van de schakelaar de contacten aan de nulzijde sluiten vóór de contacten aan de fasezijde. Dit kan bijvoorbeeld bereikt worden door de juiste keuze van de plaats en 30 geometrie van het mechanisme.

In een verder aspect heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een schakelaar voor het in- en uitschakelen van een elektrisch circuit, waarbij de schakelaar voorzien is van een mechanisme volgens de onderhavige uitvinding, een behuizing en 1027340 5 ten minste een beveiligmgsinrichting, waarbij de ten minste ene beveiligingsinrichtmg is ingericht voor het beveiligen van de schakelaar tegen kortsluitstroom, overstroom en/of aardfoutstromen, en waarbij het mechanisme en elk van de aanwezige beveihgmgsinrichtingen modulair zijn geplaatst in de behuizing. Doordat alle functies 5 van de schakelaar (ook wel beveiligingsschakelaar genoemd) modulair in een enkele behuizing zijn geplaatst, wordt een meer betrouwbaar werkende schakelaar verkregen, die ook eenvoudiger samen te bouwen is.

Korte beschrijving van de tekeningen 10 De onderhavige uitvinding zal nu in meer detail worden besproken aan de hand van een aantal voorbeelduitvoeringsvormen, met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarin

Fig. 1 een bovenaanzicht toont van een fasezijde van een beveiligingsschakelaar volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; 15 Fig. 2 een bovenaanzicht toont van een nulzijde van de beveiligingsschakelaar van Fig. 1;

Fig. 3 een uitvergroot aanzicht toont van het mechanisme aan de fasezijde volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;

Fig. 4 en 5 vereenvoudigde weergaven tonen van de krachten die een rol spelen 20 bij het uitschakelen van het in Fig. 3 weergegeven mechanisme, net voor en net na het uitschakeltijdstip; en

Fig. 6 een uitvergroot aanzicht toont van het mechanisme aan de nulzijde volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding.

25 Gedetailleerde beschrijving van voorbeelduitvoeringsvormen

Fig. 1 toont een bovenaanzicht van een beveiligingsschakelaar 50 volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. De beveiligingsschakelaar 50 verenigt vier functies in één: - De primaire schakelfunctie om een stroomkring tot stand te brengen of te 30 verbreken; - De beveiliging tegen kortsluitstroom; - De beveiliging tegen overstromen; en - De beveiliging tegen aardfoutstromen.

1027340 6

Deze functies worden in de vorm van modules samen met de eveneens als een zelfstandige module uitgevoerd mechanisme verenigd binnen in de behuizing van schakelaar 50. Hierdoor hoeven voor afzonderlijke functies geen afzonderlijke elementen of modules (schakelaar, aardlekbeveiliging, etc.) in afzonderlijke 5 behuizingen naast elkaar geplaatst en elektrisch en/of mechanisch verbonden te worden. Door de speciale moduulachtige uitvoering en opbouwwijze van de verschillende onderdelen van de schakelaar 50 volgens de onderhavige uitvinding is het niet alleen mogelijk om bovengenoemde functies binnen de gestandaardiseerde DIN-module behuizing met een hoogte van 90 mm en een diepte van 50 mm te realiseren 10 maar is het zelfs mogelijk om de breedte van de schakelaar 50, zeker in vergelijking met bestaande producten verder te verkleinen. In een uitvoeringsvorm is de hoogte van Λ de schakelaar 90 mm en de breedte 18 mm, met een totaal volume van 87 cm .

Bestaande schakelaars, zoals de Alamat III reeks twee-polige schakelaars met aardlekautomaat van aanvraagster hebben een totaal volume van 168 cm3. Een ander 15 soort enkelpolige aardlekautomaat van een bekend fabrikaat heeft een volume van 106 cm3.

De beveiligingsschakelaar 50 zoals weergegeven in Fig. 1 omvat een behuizing 31 in twee delen. In het bovenaanzicht van Fig. 1 is een deel van de behuizing aan de fasezijde van de schakelaar 50 weggelaten. In het bovenaanzicht van Fig. 2, dat de 20 nulzijde van de schakelaar 50 toont, is het deel van de behuizing 31 aan de nulzijde weggelaten. Aan de binnenzijde van de behuizing 31 is een draagelement 32 geplaatst.

Op het draagelement 32 worden de verschillende onderdelen van de schakelaar 50 bevestigd waardoor tevens een geautomatiseerde stapelmontage mogelijk is. Het draagelement 32 vormt tevens een scheiding (elektrisch en mechanisch) tussen de 25 fasezijde en de nulzijde van de schakelaar 50. Alleen op de plaatsen waar relatief dikke elementen aanwezig zijn, of elementen die aan zowel de fase- als de nulzijde aanwezig zijn (zoals detectiespoel 9 en in- en uitschakelknop 4, zie hierna), is een uitsparing in het draagelement aanwezig. Indien er relatief dikke elementen aanwezig zijn aan bijvoorbeeld alleen de fasezijde, zoals kortsluitstroombeveiliging 2 of bluskamer 15 30 (zie hierna), dan kan een verdieping zijn aangebracht in het draagelement 32. Tevens bevat het draagelement contactgebieden waar met behulp van een drukveer of een klemverbinding eenvoudig aanbrengbare en weer losneembare elektrische verbindingen 1027340___ 7 tussen de verschillende onderdelen tot stand kan worden gebracht zoals hierna nader zal worden beschreven.

Aan de fasezijde (zie Fig. 1) is een ingaande faseaansluiting 1 aanwezig voor het aanbrengen van een elektrische geleider. In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld heeft 5 deze aansluiting 1 de vorm van een schroefklemverbinding, waarin een aansluitdraad elektrisch en mechanisch vast bevestigd kan worden. Een geleider 60 (zie beschrijving Fig. 3 hierna) verbindt de aansluiting 1 met een kortsluitstroombeveiliging 2. De andere aansluiting 61 van de kortsluitstroombeveiliging 2 draagt het vaste contact 35 van de schakelaar 50. Het beweegbare contact 7 (of fasecontact) is via een draad 36 verbonden 10 met een overstroombeveiliging 11 in de vorm van een bimetaalstrip. Indien lange tijd een te hoge stroom door de bimetaalstrip 11 loopt (bijvoorbeeld in het geval van een langdurig lopende stroom boven de nominaalwaarde), zal deze door de opgewekte warmte verbuigen en een tripmechanisme in werking stellen (zie hieronder). Vanaf de bimetaalstrip wordt de fase verder geleid naar een uitgaande faseaansluiting 12, waarop 15 een elektrische geleider kan worden aangesloten analoog aan ingaande faseaansluiting 1.

Aan de nulzijde (zie Fig. 2) is een ingaande nulaansluiting 17 aanwezig voor het aanbrengen van een elektrische geleider. Deze nulaansluiting 17 is via een geleider verbonden met een vast nulcontact 37. Het beweegbare nulcontact 19 is via een 20 geleider 38 verbonden met een uitgaande nulaansluiting 21, waarop wederom een elektrische geleider kan worden aangesloten. De nulaansluitingen 17, 21 zijn net als de faseaansluitingen 1,12 uitgevoerd als schroefklemverbindingen.

Voor de aardlekbeveiling wordt gebruik gemaakt van een detectiespoel 9 die verbonden is met een aardlekbeveiligingsschakeling 10 op een printplaat 26. Door de 25 detectiespoel 9 lopen zowel de geleider 36 uit het fasecircuit als de geleider 38 uit het nulcircuit.

Het mechanisme voor het bedienen van de schakelaar 50 is zodanig ontworpen dat deze optimaal in een kleine ruimte past met een minimum aan onderdelen. De belangrijkste onderdelen zijn de in- en uitschakelknop 4, waarmee de schakelaar 50 met 30 de hand bediend kan worden. Via een mechanisme, bestaande uit de fasetriphefboom 5, veer 3 en bewegend contact 7 wordt bij het (in Fig. 1) linksom draaien van de in- en uitschakelknop 4 het beweegbare contact 7 in contact gebracht met het vaste fasecontact 35. De veer 3 zorgt ook dat een contactkracht op het beweegbare 1027340 8 fasecontact 7 wordt uitgeoefend wanneer deze contact maakt met vast fasecontact 35. Op overeenkomstige wijze bedient de in- en uitschakelknop 4 aan de nulzijde van de schakelaar 50 (zie Fig. 2) een nultriphefboom 18 en bewegend nulcontact 19. Hierdoor kan een verbinding tot stand worden gebracht tussen het bewegend nulcontact 19 en het 5 vaste nulcontact 37. Voor de nulzijde is een afzonderlijke veer 3' voorzien die aangrijpt op de nultriphefboom 18. Zowel de fasetriphefboom 5 als de nultriphefboom 18 zijn draaibaar rond een respectieve verschuifbare pen 6,6', die over een kleine afstand kan verschuiven, bijvoorbeeld door in de behuizing 31 aangebrachte sleuven (niet getoond).

Door het mechanisme van de onderhavige uitvinding, is het mogelijk een 10 persoonsonafhankelijke inschakeling van de schakelaar 50 te verkrijgen. Dat wil zeggen, dat onafhankelijk van hoe snel en met welke kracht de in- en uitschakelknop 4 wordt bediend, het bewegend contact 7 altijd met dezelfde vooraf bepaalde snelheid en kracht naar het vaste contact 35 zal worden bewogen. Hierdoor wordt voorkomen dat de contacten 7,35 inbranden bij inschakelen op hoge belastingsstromen, waardoor een 15 langere levensduur van de schakelaar 50 verkregen wordt.

In Fig. 3 is een detailaanzicht getoond van het mechanisme aan de fasezijde van schakelaar 50 bij uitgeschakelde toestand (het beweegbare contact 7 maakt geen verbinding met vast contact 35). Het beweegbaar contact 7 kan in de schakelaar bewegen tussen een ingeschakelde toestand (het beweegbaar contact 7 kan niet verder 20 naar rechts bewegen door het vaste contact 35) en een uitgeschakelde toestand (het beweegbaar contact 7 kan niet verder naar rechts bewegen door een aanslag 58, gevormd door trippal 14). Verder wordt de beweging van het beweegbaar contact 7 beperkt door een rotatieas 6, en een roteerbare verbinding 51 (eerste aangrijpingspunt) van het beweegbaar contact 7 met de in- en uitschakelknop 4, via een beugel 42 en een 25 drukstuk 41 (die een actuatorarm vormen). Beugel 42 en drukstuk 41 zijn roteerbaar aan elkaar bevestigd in verbindingspunt 52, en drukstuk 41 is draaibaar bevestigd aan de omtrek van de in- en uitschakelknop 4. De in- en uitschakelknop 4 is draaibaar bevestigd in de schakelaar 50 (aan behuizing 31 of draagelement 32), en een veer 47 zorgt voor een moment rechtsom, waardoor de in- en uitschakelknop naar de 30 uitgeschakelde positie wordt gedrongen.

Op het beweegbare contact 7 grijpt de contactveer 3 aan in aangrijpingspunt 56. De rotatieas 6 is niet alleen roteerbaar bevestigd in de schakelaar 50, maar kan ook een 1027340 9 beperkte translerende beweging maken. Dit kan bijvoorbeeld bereikt worden met een sleuf in de behuizing 31 of draagelement 32.

In Fig. 4 en 5 worden in een lijngrafiek de krachten en momenten weergegeven die een rol spelen bij de persoonsonafhankelijke inschakeling (moment-in functie) van S de onderhavige schakelaar 50. Met lijnen zijn op een sterk vereenvoudigde wijze het beweegbare contact 7, de contactveer 3 en het samenstel van knop 4 en schakelarm (drukstuk 41 en beugel 42 in Fig. 3) weergegeven. Verder is aangegeven het vaste contact 35 en het aanslagpunt 58. Tevens is aangegeven de rotatieas 6 en de sleuf 48 waarin de rotatieas 6 kan transleren. Fig. 4 en 5 geven het omslagpunt van het 10 mechanisme weer, waarbij de in- en uitschakelknop 4 van Fig. 4 naar Fig. 5 slechts over 0,5 graden wordt verdraaid (in de richting tegen de klok in).

In Fig. 4 staan een aantal krachten en een moment getekend door middel van lijnen met een pijl. De veer 3 oefent een kracht Fv uit op het aangrijpingspunt 56 op het beweegbare contact 7. Door de schakelarm wordt de kracht Fb uitgeoefend. Fr is de 15 door Fb resulterende kracht op de rotatieas 6. Dit resulteert in een momentaan draaipunt M. De krachten Fv en Fr veroorzaken een moment om dit momentane draaipunt M, aangegeven met de cirkelvormige lijn. Zolang dit moment rechtsom is gericht (Fr*Xr > Fv*Xv, waarbij Xr en Xv de respectieve momentarmen zijn), blijft het beweegbaar contact 7 in de open toestand. Zodra het moment linksom is gericht 20 (Fr*Xr < Fv*Xv), zal de rotatieas 6 naar rechts transleren in de sleuf 48 en roteert het beweegbare contact 7 om het draaipunt M tot aan het vaste contact 35, zoals weergegeven in Fig. 5.

Het tijdstip van omslaan wordt bepaald door de geometrie (o.a. momentarmen van veerkracht Fv en resulterende kracht Fr op de rotatieas) en de wrijvingscoëfficiënt 25 van de rotatieas 6 in de sleuf 48. Door het verdraaien van de in- en uitschakelknop 4 verandert de richting van de schakelarm en daarmee de richting en grootte van de kracht Fb. Tevens wordt de normaalkracht van de rotatieas 6 op de sleuf 48 beïnvloed. De grootte van de kracht Fr wordt onder andere beïnvloed door de wrijving van de rotatieas 6 in de sleuf 48. Dit is weer afhankelijk van de hoek die de sleuf 48 maakt ten 30 opzichte van de geometrie van het mechanisme. Door een translerende beweging van het beweegbare contact 7 mogelijk te maken door het verschaffen van de sleuf 48 in de behuizing, in plaats van een sleuf in het beweegbare contact zelf, kan deze hoek beter gedefinieerd worden.

1027340 10

Handmatig uitschakelen van de schakelaar S0 vindt plaats door de in- en uitschakelknop 4 van de in-stand naar de uit-stand te trekken (rechtsom in Fig. 3). De normaalkracht op het drukstuk 41 komt daardoor op een gegeven moment voor het draaipunt van de in- en uitschakelknop te liggen, waardoor deze weer terugschiet naar 5 de in Fig. 3 weergegeven situatie.

De werking van het mechanisme wordt verder gestuurd door een (fase-) triphefboom 5, die tevens draaibaar rond de rotatieas 6 is bevestigd. Aan de naar het vaste contact 35 gerichte zijde, is de triphefboom 5 voorzien van een aanslag en een j drukveer 53, waardoor de relatieve beweging van de triphefboom 5 ten opzichte van 10 het beweegbaar contact 7 beperkt wordt tot een kleine rotatiehoek. Aan de naar de in-en uitschakelknop 4 gerichte zijde van de triphefboom 5 is een vergrendelvlak 59 aanwezig. In de ingeschakelde toestand wordt hiermee de beugel 42 tegengehouden, waardoor het geheel van triphefboom 5, beweegbaar contact 7 en beugel 42 als het ware een star geheel vormen, en de schakelaar in een vergrendelde ingeschakelde 15 toestand gehouden wordt.

Met de fasetriphefboom 5 wordt het nu tevens mogelijk om de schakelaar 50 uit te schakelen in geval dat een van de beveiligingen aanspreekt. Wanneer in ingeschakelde toestand van de schakelaar 50, de fasetriphefboom 5 een weinig rechtsom gedraaid wordt, zal het vergrendelvlak 59 ten opzichte van de beugel 42 20 verschuiven, totdat de beugel 42 vrijkomt. Hierdoor valt de normaalkracht op het drukstuk 42 weg, waardoor het beweegbaar contact 7 door de kracht van de veer 3 van het vaste contact 35 wordt getrokken. Tevens valt dan de blokkering van de in- en uitschakelknop 4 weg, waardoor deze door de veer 47 in zijn uitstand wordt getrokken.

Opgemerkt wordt, dat door deze constructie de schakelaar 50 uitgeschakeld kan 25 worden door een van de beveiligingen, zelfs wanneer de in- en uitschakelknop 4 door een of andere reden in de ingeschakelde toestand geblokkeerd zou zijn hetgeen een doelmatige en betrouwbare werking van de beveiligingen waarborgt.

Eén van de beveiligingen (of uitschakelactuatoren) die de triphefboom 5 kan bedienen is de kortsluitstroombeveiliging 2. De kem van de maximaalmodule 2 30 beweegt naar het midden van de spoel wanneer de stroom in het circuit een bepaalde waarde overschrijdt. De kem drukt daarbij tegen de naar het vaste contact 35 gerichte zijde van de fasetriphefboom 5. Hierdoor verdraait de fasetriphefboom 5 (rechtsom in 1027340 11

Fig. 3) en wordt de schakelaar 50 uitgeschakeld. De kortsluitstroombeveiliging 2 zorgt daarbij voor een snelle opening van de contacten 7,35.

De twee andere beveiligingen (of uitschakelactuatoren) van de schakelaar 50 (overstroombeveiliging en aardlekbeveiliging) werken op de triphefboom 5 via een 5 enkele trippal 14. De trippal 14 is draaibaar bevestigd in de behuizing 31 (zie Fig. 1) en is voorzien van een schuine zijde die contact kan maken met een uitstekend been 25 van de fasetriphefboom 5. Wanneer de trippal 14 naar rechts beweegt (in Fig. 1 en 3) zal daardoor de fasetriphefboom 5 rechtsom roteren en de schakelaar 50 uitschakelen. Doordat twee beveiligingen gebruik maken van dezelfde trippal 14 om de 10 fasetriphefboom 5 te doen bewegen, kan bespaard worden op onderdelen en benodigde ruimte voor de beveiligingsschakelaar 50.

De trippal 14 kan bewogen worden door een tripsysteem 10, dat wordt bekrachtigd door de aardlekbeveiliging in het geval van detectie van een (te hoge) aardlekstroom. De trippal 14 kan daarnaast bewogen worden door een pal 39 wanneer 15 de bimetaalstrip 11 verbuigt als gevolg van een te hoge stroom gedurende een te lange tijd. Bij het uitschakelen van de schakelaar 50 wordt de trippal 14 (en daardoor het tripsysteem 10 en de pal 39) weer teruggebracht naar zijn initiële positie, waardoor de actuators (tripsysteem 10 van de aardlekbeveiliging en pal 39 van de overstroombeveiliging) automatisch teruggesteld worden.

20 De trippal 14 is vervaardigd van een stijf materiaal, en de veerkracht van de trippal 14 zorgt ervoor dat deze weer terugbeweegt naar een aanslagpositie. Hiermee wordt tevens het tripsysteem 10 en de pal 39 teruggesteld, mede doordat de triphefboom 5 via het uitsteeksel 25 en de schuine zijde van de trippal 14 deze terugduwt. Een directe terugstelbewerking door het beweegbare contact 7 zou een te 25 hoge belasting op de trippal 14 vormen. Doordat de trippal 14 in rust tegen een aanslagpositie ligt, worden de krachten die door de veer 3 via het beweegbaar contact 7 worden uitgeoefend via de behuizing teruggekoppeld.

In een alternatieve uitvoeringsvorm is de trippal 14 niet aan de onderzijde draaibaar bevestigd op het draagelement 32, maar is deze draaibaar bevestigd op een 30 positie op het draagelement 32 boven het tripsysteem 10 (bijvoorbeeld net naast de detectiespoel 9. De schuine zijde van de trippal 14 die contact kan maken met het beweegbare contact 7 voor terugstellen is hetzelfde. Echter, de trippal 14 is nu voorzien van een verder uitsteeksel, dat in de ingeschakelde toestand van de schakelaar net niet 1027340 12 het uitsteeksel 25 van de triphefboom 5 raakt. Zodra het tripsysteem 10 of de overstroombeveiliging via pal 39 de trippal 14 doen bewegen, zal het uitsteeksel 25 van de triphefboom verdraaid worden, en de schakelaar 50 zal uitschakelen.

De schakelaar 50 is in een specifieke uitvoeringsvorm, zoals hierboven 5 beschreven met verwijzing naar Fig. 1 en Fig. 2, uitgerust met een fasezijde en een nulzijde. Aan de nulzijde is een soortgelijk bekrachtigingsmechanisme aanwezig als aan de fasezijde. Dit mechanisme aan de nulzijde is in een uitvergrote weergave getoond in Fig. 6.

Het mechanisme aan de nulzijde deelt een aantal componenten, zoals de in- en 10 uitschakelknop 4 en draagelement 32, die gemeenschappelijk zijn met het mechanisme aan de fasezijde. Verder zijn er een aantal elementen met een vergelijkbare functie, zoals het beweegbare nulcontact 19 (vergelijkbaar met bewegend fasecontact 7, en opgehangen in een zelfde rotatieas 6), de nultriphefboom 18 (vergelijkbaar met fasetriphefboom 5, maar zonder voorzieningen voor het aanspreken (trippen) van de 15 maximaal-, duurstroom- en aardlekbeveiliging), en het vaste nulcontact 37 (vergelijkbaar met vast fasecontact 35). Ook zijn er verdere soortgelijke componenten zoals drukveer 58, en contactveer 3' (zie beschrijving Fig. 1 en 2 hierboven), alsmede soortgelijke componenten die de actuatorarm vormen tussen in- en uitschakelknop 4 en het bewegend contact 19, nl. beugel 46 (vergelijkbaar met drukstuk 41) en tussenstuk 20 43, die om respectieve draaipunten 57 en 55 met elkaar verbonden zijn (vergelijkbaar met beugel 42.

Het mechanisme is zodanig ontworpen, dat het nulcontact 19,37 bij inschakelen voorloopt op (eerder contact maakt dan) het fasecontact 7,35, en dat bij uitschakelen het fasecontact 7,35 als eerste opent. Dit kan bijvoorbeeld bereikt worden door een iets 25 andere plaatsing van de rotatieassen 6,6', en andere aangrijpingspunten van de verschillende onderdelen van het mechanisme. Hierdoor zal altijd de fasezijde van de schakelaar 50 een laststroom in- en uitschakelen, waardoor afschakelvoorzieningen, zoals de bluskamer 15, alleen aan de fasezijde noodzakelijk zijn is. Dit wordt mogelijk door de mechanische koppeling van de nultriphefboom 18 en fasetriphefboom 5 via een 30 mechanische verbinding in de vorm van een koppelschuif 30. Deze koppelschuif 30 kan bewegen in een sleuf in het draagelement 32 en wordt aangedreven door een uitsteeksel 59a aan de fasetriphefboom 5 (en/of uitsteeksel 18a aan de nultriphefboom 18) in samenwerking met een brugjes 30b waartegen het uitsteeksel 59a kan duwen.

1027340 13

Met behulp van een veer 30c en een verder brugje 30a wordt de koppelschuif 30 naar een ruststand gedwongen, die overeenkomt met de uitgeschakelde positie van de schakelaar 50. Zodra aan de fasezijde de fasetriphefboom 5 wordt geroteerd door een van de beveiligingen in de schakelaar 50, zal door de koppelschuif 30 ook de 5 nultriphefboom 19 geroteerd worden (tegen de klok in in Fig. 6), waardoor de beugel 43 vrijgegeven wordt en het nulcontact verbroken wordt. Tevens zorgt deze koppeling ervoor dat de schakelaar 50 niet kan worden ingeschakeld als de nulzijde of de fasezijde niet in de terugstelstand staan.

De koppelschuif 30 maakt ook een externe koppeling van de schakelaar 50 met 10 een andere schakelaar 50 mogelijk (bijvoorbeeld in een kookschakeling) via een opening in de behuizing 31.

De in Fig. 1 en 2 getoonde uitvoeringsvorm van de schakelaar omvat in modulaire vorm de hierboven beschreven functies van schakelmechanisme, kortsluitstroombeveiliging, overstroombeveiliging en aardlekstroombeveiliging. Door 15 de modulaire opbouw is samenbouw van de schakelaar eenvoudig, en wordt een betrouwbare werking van de schakelaar verkregen. Er zijn echter uitvoeringsvormen denkbaar, waarbij slechts een of twee van de genoemde beveiligingsfuncties in de schakelaar zijn opgenomen in de enkele behuizing 31.

1027340

Claims

1. Mechanisme voor het in- en uitschakelen van een schakelaar (50) voorzien van een primaire schakelfunctie en ten minste een beveiligingsfunctie, omvattende 5. een beweegbaar contact (7) dat beweegbaar is ten opzichte van een vast contact (35) van een eerste positie naar een tweede positie waarbij de schakelaar (50) is ingeschakeld, respectievelijk uitgeschakeld, waarbij het beweegbaar contact (7) met bevestigingsmiddelen (6) draaibaar en transleerbaar bevestigd is in de schakelaar (50), - een in- en uitschakelknop (4) om de schakelaar (50) te bedienen, waarbij de in- en 10 uitschakelknop (4) via een actuatorarm (41,42) is verbonden met het beweegbare contact (7), waarbij de actuatorarm (41,42) aangrijpt op een eerste aangrijpingspunt (51) op het beweegbare contact (7), - een veer (3) die aangrijpt op een tweede aangrijpingspunt (56) op het beweegbare contact (7) teneinde daarop een kracht uit te oefenen, 15 met het kenmerk, dat de bevestigingsmiddelen (6), het eerste aangrijpingspunt (51) en het tweede aangrijpingspunt (56) zodanig ten opzichte van elkaar gepositioneerd zijn, dat bij inschakelen van de schakelaar (50) een verdraaiing van de in- en uitschakelknop (4) voorbij een vooraf bepaalde positie van de in- en uitschakelknop (4) resulteert in een 20 omkering van de op het beweegbare contact (7) werkzame moment.

2. Mechanisme volgens conclusie 1, waarbij de bevestigingsmiddelen (6), het eerste aangrijpingspunt (51) en het tweede aangrijpingspunt (56) een driehoek vormen op het beweegbare contact (7), waardoor de krachten die op het beweegbare contact (7) 25 werken een moment veroorzaken rond een momentaan draaipunt (M) van het beweegbare contact (7), en een door de actuatorarm (41,42) uitgeoefende kracht op het eerste aangrijpingspunt (51) resulteert in een reactiekracht vanaf de bevestigingsmiddelen (6), waarbij de reactiekracht bij de vooraf bepaalde positie resulteert in een translatiebeweging van het 30 beweegbare contact (7), waardoor de richting van het moment omkeert. 1027340

3. Mechanisme volgens conclusie 1 of 2, waarbij de bevestigingsmiddelen (6) worden gevormd door een rotatieas die draaibaar is bevestigd aan het bewegend contact (7), en de rotatieas (6) kan transleren in een sleuf (48) in de schakelaar (50).

4. Mechanisme volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het mechanisme verder een triphefboom (5) omvat die met de bevestigingsmiddelen (6) draaibaar verbonden is met het beweegbare contact (7), en voorzien is van een vergrendelvlak (59) aan een eerste zijde, waarmee de actuatorarm (41,42) in de ingeschakelde toestand van de schakelaar (50) vergrendeld wordt. 10

5. Mechanisme volgens conclusie 4, waarbij de triphefboom (5) door een uitschakelactuator (2; 10; 39) geroteerd kan worden op een zodanige wijze dat het vergrendelvlak (59) de actuatorarm (41,42) niet langer vergrendelt.

6. Mechanisme volgens conclusie 5, waarbij de triphefboom (5) een uitsteeksel (25) omvat dat via een trippal (14) door een uitschakelactuator (10; 39) beweegbaar is, waarbij de trippal (14) verend is bevestigd in de schakelaar (50) en de uitschakelactuator (10; 39) terugstelt.

7. Mechanisme volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de triphefboom (5) via een uitsteeksel (59a) met een in de schakelaar (50) schuifbaar bevestigd koppeldeel (30) mechanisch is verbonden.

8. Schakelaar voor het in- en uitschakelen van een elektrisch circuit met een 25 fasezijde en een nulzijde, die respectieve vaste en beweegbare contacten (7,35; 19,37) omvatten, waarbij de fasezijde en de nulzijde beide zijn voorzien van een mechanisme volgens conclusie 7, en het mechanisme van de fasezijde mechanisch is gekoppeld met het mechanisme van de nulzijde door middel van het koppeldeel (30), dat mechanisch verbonden is met uitsteeksels (59a; 18a) van de respectieve triphefbomen (5; 18). 30

9. Schakelaar volgens conclusie 8, waarbij het mechanisme aan de fasezijde en het mechanisme aan de nulzijde zodanig geconstrueerd zijn, dat bij uitschakelen van de schakelaar (50) de contacten (7, 35) aan de fasezijde openen vóór de contacten (19,37) 102734Θ aan de nulzijde, en bij inschakelen van de schakelaar (50) de contacten (19,37) aan de nulzijde sluiten vóór de contacten (7,35) aan de fasezijde.

10. Schakelaar voor het in- en uitschakelen van een elektrisch circuit, waarbij de 5 schakelaar (50) voorzien is van een mechanisme volgens een van de conclusies 1 tot en met 7, een behuizing (31) en ten minste een beveiligingsinrichting (2,10,11), waarbij de ten minste ene beveiligingsinrichting (2,10,11) is ingericht voor het beveiligen van de schakelaar (50) tegen kortsluitstroom, overstroom en/of aardfoutstromen, en waarbij het mechanisme en elk van de aanwezige beveiligingsinrichtingen (2,10,11) modulair 10 zijn geplaatst in de behuizing (31). 1027340