WO1999049490A1

WO1999049490A1 - Drehbetätigter schutzschalter mit voreilendem hilfsschalter

Info

Publication number: WO1999049490A1
Application number: PCT/EP1999/001508
Authority: WO
Inventors: Rudolf Baumeister; Peter Willerscheidt; Günter Baujan
Original assignee: Moeller Gmbh
Priority date: 1998-03-21
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 1999-09-30
Also published as: DE59913427D1; CN1167099C; EP0983601B1; EP0983601A1; DE19812503C1; JP2000514239A; JP3468780B2; US6124558A; CN1258374A; ATE326767T1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen drehbetätigten Schutzschalter mit voreilendem Hifsschalter, wobei beim Einschalten die Hifskontakte des Hifsschalters (4) zeitlich vor den Hauptkontakten betätigt werden. Es ist ein Betätigungsvorsatz (6) vorgesehen, der ein von einem Betätigungsorgan (8) drehbetätigtes Antriebsritzel (20) und eine längsverschieblich gelagerte, mit dem Antriebsritzel (20) kämmende erste Zahnstange (21), die den Hifsschalter (4) betätigt, enthält. Weiterhin ist eine mit der ersten Zahnstange (21) in Einschaltrichtung (27) nacheilend verbundene zweite Zahnstange (22) sowie ein der zweiten Zahnstange (22) zugeordnetes Abtriebsritzel (30), das mit einer Antriebswelle für das Schaltschloß des Schutzschalters (2) verbunden ist, enthalten. Die Zahnteilung von Abtriebsritzel und zweiter Zahnstange (22) ist umso viel größer als die Zahnteilung von Antriebsritzel (20) und erster Zahnstange (21) bemessen, daß der Gesamtdrehwinkel von Antriebsritzel (20) und Abtriebsritzel über die vollständige Einschaltbewegung des Betätigungsorgans (8) gleich ist.

Description

B e s c h r e i b u n g

Drehbetätigter Schutzschalter mit voreilendem Hilfsschaiter

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen drehbetätigten Schutzschalter, insbesondere Motor- schutzschalter oder Leistungsschalter, mit voreilendem Hilfsschalter, wobei beim Einschalten des Schaltgerätes die Hilfskontakte des Hilfsschalters zeitlich vor den Hauptkontakten betätigt werden. Ein derartiges voreilendes Zusammenspiel zwischen Hilfs- und Hauptkontakten dient der vorherigen Abfrage von zusätzlichen Einschaltbedingungen, beispielsweise der Abfrage einer vorheri- gen Notausschaltung einer elektrischen Anlage mittels eines Unterspannungsauslösers.

Stand der Technik

Aus der Druckschrift DE 43 17 656 C2 ist ein tastbetätigbares Schaltschütz mit einem voreilenden Hilfsschalter bekannt, bei dem der Hilfsschalter als Schaltvorsatz zwischen dem Einschalttaster und dem Schaltschütz angeordnet ist, wobei durch Schaltwippen oder Mitnahmehebel für die Hilfskontakte ein ver- größerter Öffnungsweg gegenüber dem Hub des Einschalttasters für die Hauptkontakte bewirkt wird. Diese Lösung läßt sich nicht auf drehbetätigte Schutzschalter übertragen, bei denen die Betätigung der Hauptkontakte von einem drehbaren Betätigungsorgan über ein Schaltschloß erfolgt. Bei derartigen Schutzschaltern besteht zudem die Gefahr einer schleichenden Kontakt- betätigung des Hilfsschalters, was beispielsweise beim Zusammenwirken mit einem Unterspannungsauslöser zu unkontrollierbaren Kontaktüberlappungen zwischen Haupt- und Hilfskontakten führen kann. Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die voreilende Betätigung des Hilfsschalters für alle Anwendungsfälle zu gewährleisten, ohne eine Verschlechterung des Betätigungsverhaltens für die Hauptkontakte in Kauf nehmen zu müssen.

Ausgehend von einem dreh betätigten Schutzschalter der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.

Durch die Einschaltdrehbewegung des Antriebsritzels über das Betätigungs- organ wird sofort die den Hilfsschalter unmittelbar betätigende erste Zahnstange längsbewegt, wogegen die zweite Zahnstange infolge ihres Nacheilens einerseits und ihrer größeren Zahnteilung anderseits das Abtriebsritzel einerseits erst mit Verzug und anderseits dann mit erhöhter Drehgeschwindigkeit bezüglich zum Antriebsritzel treibt. Damit wird in einem ersten Winkelabschnitt der Einschaltbewegung allein der Hilfsschalter voreilend gegenüber dem Schaltschloß des Schutzschalters betätigt und in dem restlichen Winkelabschnitt mit einem gewissen Übersetzungsverhältnis die gesamte Einschaltbewegung dieser beiden Winkelabschnitte auf das Schaltschloß übertragen. Es wird mit der erfindungsgemäßen Lösung unabhängig von der Geschwindigkeit und Stetigkeit der Einschaltbewegung ein eindeutig voreilendes Schalten des Hilfsschalters vor dem Schaltschloß erreicht, wobei für das nachfolgende Schaltschloß und Schalten der Hauptkontakte wieder der vollständige Betätigungswinkel zur Verfügung steht. Damit erübrigen sich Veränderungen an dem Schaltschloß bzw. an dem Hauptkontaktantrieb.

Eine eindeutige Ausgangslage der Zahnstangen und damit des Betätigungsorgans in der Ausschaltstellung wird vorteilhaft durch beaufschlagende Federmittel erreicht, insbesondere durch eine die erste Zahnstange unmittel- - 3 - bar oder mittelbar beaufschlagende Druckfeder. Zweckmäßig ist die axial un- versetzte Anordnung beider Ritzel. Vorteilhafte Weiterbildungen hinsichtlich der nacheilenden Verbindung der Zahnstangen bestehen darin, daß einerseits ein einheitlicher Zahnstangenkörper mit in Bewegungsrichtung versetzt ange- ordneten Zahnstangen oder anderseits eine Schleppverbindung zwischen beiden Zahnstangen über einen Mitnehmerstift und einer länglichen Mitnehmeröffnung vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise sind die Bewegungsrichtungen und die Bewegungsebenen der Zahnstangen zueinander parallel versetzt. Eine vorteilhafte Ausgestaltung hinsichtlich der Betätigung des Hilfsschalters besteht in einer entsprechenden Ablaufschräge an der ersten Zahnstange.

Zweckmäßigerweise sind die Ritzel nur im Maße ihres Gesamtdrehwinkels mit Zähnen versehen. Anschläge an den Ritzein und ein entsprechender ortsfester Anschlag des Betätigungsvorsatzes gewährleisten bei der Montage des Betätigungsvorsatzes die winkelrichtige Positionierung der beiden Ritzel zu- einander und bezüglich der Position der Zahnstangen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung bestehen darin, daß der Hilfsschalter oder bzw. und ein Unterspannungsauslöser Bestandteil des Betätigungsvorsatzes sind. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß der Betätigungsvorsatz als nachträglich zu montierender Zusatzbaustein ausgeführt ist. Hierbei ist es von Vorteil, wenn der von dem Schutzschalter zu entfernende Drehknebel oder das Abtriebsmittel eines Fernantriebes auf das Antriebsritzel des Betätigungsvorsatzes gesetzt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen

Figur 1 : eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betätigungsvorsatzes in der Draufsicht; Figur 2: den Betätigungsvorsatz aus Fig. 1 in der Vorderansicht; Figur 3: eine geschnittene Teilansicht gemäß Schnittlinie lll-lll in Fig. 1 ; - 4 -

Figur 4: eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie IV-IV in Fig. 2; Figur 5: eine Schnittdarstellung gemäß Schnittlinie V-V in Fig. 2; Figur 6: eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betätigungsvorsatzes in geöffneter perspektivischer Darstellung.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Nach der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 5 ist ein als Motorschutz- Schalter ausgeführter dreh betätigter Schutzschalter 2 mit voreilendem Hilfsschalter 4 versehen. Ein Betätigungsvorsatz 6 ist zwischen einem Betätigungsorgan 8 und einer Antriebswelle 10 für ein Schaltschloß 12 des Schutzschalters 2 angeordnet. Der Betätigungsvorsatz 6 ist als frontseitig auf den Schutzschalter 2 zu montierender Zusatzbaustein ausgeführt und von einem Formgehäuse aus einem Unterteil 14 und einem auf diesen aufzunehmenden Oberteil 16 umgeben. Der Betätigungsvorsatz 6 wird, nachdem das als Drehknebel ausgeführte Betätigungsorgan 8 von der Antriebswelle 10 entfernt worden ist, mit dem Unterteil 14 auf den Schutzschalter 4 aufgeschraubt. Der Betätigungsvorsatz enthält ein von dem Betätigungsorgan 8 über ein An- triebsachse 18 drehbetätigtes Antriebsritzel 20. Eine erste und eine zweite Zahnstange 21 bzw. 22 sind in Einschaltrichtung 27 gegeneinander versetzt als einheitlicher Zahnstangenkörper 32 ausgebildet und senkrecht zu ihrer Bewegungsebene hintereinander angeordnet. Die erste Zahnstange 21 kämmt mit dem Antriebsritzel 20, wobei sie mit Hilfe eines in einem länglichen Füh- rungsschlitz 24 gleitenden Führungsfortsatzes 25 schlittenförmig im Unterteil 14 gelagert ist. Die erste Zahnstange 21 betätigt den mitsamt seinen Anschlüssen 28 im Betätigungsvorsatz 6 angeordneten Hilfsschalter 4. Dazu weist sie eine Ablaufschräge 26 auf, die beim Verschieben 21 in Einschaltrichtung 27 mit dem Schaltstößel 29 des Hilfsschalters 4 zusammenwirkt. Die zweite Zahnstange 22 ist einem Abtriebsritzel 30 zugeordnet, das mit der Antriebswelle 10 für das Schaltschloß 12 verbunden ist. Die Zahnteilung von Abtriebsritzel 30 und zweiter Zahnstange 22 ist um so viel größer als die Zahnteilung von Antriebsritzel 20 und erster Zahnstange 21 bemessen, daß die Ge- - 5 - samtdrehwinkel α von Antriebsritzel 20 und Abtriebsritzels 30 über die vollständige Einschaltdrehbewegung des Betätigungsorgans 8 gleich sind. Ein als Druckfeder ausgeführtes Federmittel 34 stützt sich zwischen dem Unterteil 14 und der ersten Zahnstange 21 ab, wodurch eine eindeutige Ausgangslage der Zahnstangen 21 , 22 und damit des Betätigungsorgans 8 in der Ausschaltstellung erreicht wird. Das Antriebsritzel 20 ist frontal gesehen vor dem Abtriebsritzel 30 und in der gleichen Drehachse 36 angeordnet, wobei das Abtriebsritzel 30 mit einer zentrischen kreisförmigen Ausbildung in einer kreisförmigen Ausnehmung des Unterteils 14 und das Antriebsritzel 20 mit einer kreisförmi- gen Ausnehmung auf einer weiteren zentrischen kreisförmigen Ausbildung des Abtriebsritzels 30 lagert. Damit fluchten Betätigungsorgan 8 und Antriebswelle 10 in gleicher Weise wie im Falle des Schutzschalters 2 ohne dem Betätigungsvorsatz 6. In ersichtlicher Weise sind Antriebsritzel 20 und Abtriebsritzel 30 umfangseitig mit Zähnen nur im dem Maße versehen, soweit der jeweilige Eingriff mit der ersten bzw. zweiten Zahnstange 21 bzw. 22 reicht. Um eine winkelrichtige Montage von Antriebsritzel 20 und Abtriebsritzel 30 untereinander und bezüglich der Zahnstangen 21 und 22 zu gewährleisten, ist sowohl am Antriebsritzel 20 ein erster Anschlag 38 als auch am zweiten Abtriebsritzel 30 ein zweiten Anschlag 39 angeformt, die untereinander und mit einem am Unterteil 14 angeformten Gegenanschlag 40 zusammenwirken, indem die Drehung des Abtriebsritzels 30 im Gegenuhrzeigersinn durch Anlage des zweiten Anschlags 39 an den Gegenanschlag 40 und die Drehung des Antriebsritzels 20 im gleichen Sinne durch Anlage des ersten Anschlags 38 an den zweiten Anschlag 39 begrenzt ist.

Beim Einschalten des Schutzschalters 2 mittels des Betätigungsorgans 8 funktioniert der vorstehend beschriebene Betätigungsvorsatz 6 auf folgende Weise: Durch die Einschaltdrehbewegung des Antriebsritzels 20 wird zuerst die den Hilfsschalter 4 unmittelbar betätigende erste Zahnstange 21 in Ein- schaltrichtung 27 bewegt, wogegen die zweite Zahnstange 22 infolge ihres Versatzes gegenüber der ersten Zahnstange 21 erst mit Verzug und dann infolge ihrer gegenüber der ersten Zahnstange 21 höheren Zahnteilung mit erhöhter Drehgeschwindigkeit das Abtriebsritzel 30 treibt. Damit wird in einem - 6 - ersten Winkelabschnitt der Einschaltdrehbewegung des Betätigungsorgans 8 allein der Hilfsschalter 4 voreilend gegenüber dem Schaltschloß 12 betätigt und in dem restlichen Winkelabschnitt mit einem gewissen Übersetzungsverhältnis der Gesamtdrehwinkel auf das Schaltschloß 12 übertragen.

Die in Fig. 6 gezeigte zweite Ausführungsform des Betätigungsvorsatzes 6 ist im geöffneten Zustand auf den nur teilweise dargestellten Schutzschalter 2 montiert, wobei das Betätigungsorgan 8 abgezogen von der Antriebsachse 18 des Antriebsritzels 20 dargestellt ist. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen im wesentlichen dadurch, daß die erste und die zweite Zahnstange 21 bzw. 22 gegeneinander parallel ver- schieblich angeordnet sind und ein mit der zweiten Zahnstange 22 verbundener Mitnehmerstift 42 in eine an der ersten Zahnstange 21 vorgesehenen länglichen Mitnehmeröffnung 41 greift. Durch diese schleppende Verbindung wird wiederum ein Nacheilen der zweiten Zahnstange 22 gegenüber der ersten Zahnstange 21 in Einschaltrichtung 27 in der ersten Phase der Einschaltbewegung realisiert, um die Kontakte des voreilenden Hilfsschalters 4 zeitlich vor den Hauptkontakten des Schutzschalters 2 zu betätigen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht allein auf die vorstehend beschriebenen

Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungsformen. So läßt sich die Erfindung beispielsweise auch mit einem Betätigungsorgan realisieren, das nicht wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ein handbetätigbarer Dreh- knebel, sondern ein entsprechendes Abtriebsmittel ist, das Teil eines vor den Schutzschalter zu montierenden Fernantriebes ist.

Claims

- 7 -A n s p r ü c h e

1. Drehbetätigter Schutzschalter mit voreilendem Hilfsschalter, wobei ein Betätigungsvorsatz (6) zwischen einem Betätigungsorgan (8) und einem

Schaltschloß (12) des Schutzschalters (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsvorsatz (6) enthält:

- ein vom Betätigungsorgan (8) drehbetätigtes Antriebsritzel (20);

- eine längsverschieblich gelagerte, mit dem Antriebsritzel (20) kämmende erste Zahnstange (21 ), die den Hilfsschalter (4) betätigt;

- eine längsverschieblich gelagerte, mit der ersten Zahnstange (21 ) in Einschaltrichtung (27) nacheilend verbundene zweite Zahnstange (22);

- ein der zweiten Zahnstange (22) zugeordnetes Abtriebsritzel (30), das mit einer Antriebswelle (10) für das Schaltschloß (12) verbunden ist; - wobei die Zahnteilung von Abtriebsritzel (30) und zweiter Zahnstange (22) um so viel größer als die Zahnteilung von Antriebsritzel (20) und erster Zahnstange (21 ) bemessen ist, daß der Gesamtdrehwinkel ( ) von Antriebsritzel (20) und Abtriebsritzels (30) über die vollständige Einschaltbewegung des Betätigungsorgans (8) gleich ist.

2. Drehbetätigter Schutzschalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsvorsatz (6) durch Federmittel (34) entgegen der Einschaltrichtung (27) beaufschlagt ist.

3. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsritzel (20) und das Abtriebsritzel (30) hintereinander mit gleicher Drehachse (36) gelagert sind.

4. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- durch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Zahnstange (21 ; 22) in Einschaltrichtung (27) gegeneinander versetzt als einheitlicher Zahnstangenkörper (32) ausgebildet sind. - 8 -

5. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Zahnstange (21 ; 22) parallel verschieblich angeordnet sind und ein an der einen Zahnstange (22) vorgesehener Mitnehmerstift (42) in eine an der anderen Zahnstange (21 ) vor- gesehenen länglichen Mitnehmeröffnung (41 ), die sich in der Einschaltrichtung

(27) erstreckt, greift.

6. Dreh betätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Zahnstange (21 ; 22) senkrecht zu ihrer Bewegungsebene hintereinander angeordnet sind.

7. Dreh betätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zahnstange (21 ) eine mit dem Schaltstößel (29) des Hilfsschalters (4) zusammenwirkende Ablaufschräge (26) aufweist.

8. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsritzel (20) und Abtriebsritzel (30) nur im erforderlichen Maße der vollständigen Einschaltbewegung umfangseitig gezähnt sind.

9. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsritzel (20) und Abtriebsritzel (30) mit Anschlägen (38; 39) versehen sind, die mit einem ortsfesten Gegenanschlag (40) des Betätigungsvorsatzes (6) positionierend zusammenwirken.

10. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsschalter (4) und dessen Anschlüsse

(28) im Betätigungsvorsatz (6) angeordnet sind.

11. Dreh betätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterspannungsauslöser und dessen Anschlüsse im Betätigungsvorsatz (6) angeordnet sind. - 9 -

12. Drehbetätigter Schutzschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsvorsatz (6) als frontseitig auf den Schutzschalter (2) zu montierender Zusatzbaustein ausgeführt ist.

13. Drehbetätigter Schutzschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Betätigungsorgan (8) ein abnehmbarer Drehknebel des Schutzschalters (2) vorgesehen ist.

14. Dreh betätigter Schutzschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Betätigungsorgan ein Abtriebsmittel eines Fernantriebes vorgesehen ist.