AT394638B - Nulleiter-trennvorrichtung - Google Patents

Description

AT 394 638 B

Die Erfindung betrifft eine Nulleiter-Trennvorrichtung zur mechanischen Kopplung an eine Unterbrechereinrichtung für Phasenkontakte mit einer aus einem elastisch biegbaren, einseitig befestigten Kontakthebel und einem Festkontaktstück gebildeten Kontaktanordnung, die mit Anschlußklemmen leitend verbunden innerhalb eines mit der Unterbiechereinrichtung etwa konturengleichen Gehäuses untergebracht ist, wobei der Kontakthebel über ein von Hand schaltbares, im Gehäuse schwenkbar gelagertes Betätigungsoigan steuerbar ist

Eine solche Trennvorrichtung ist beispielsweise aus der EP O 096 793 A2 bekannt Hierbei ist der selbst-federnde Kontakthebel fest an einer Anschlußklemme montiert und direkt durch diese gehalten. Zum Schließen der Kontaktanordnung wird ein am Kontakthebel angreifender Bügel, der mit dem Handbetätigungsorgan verbunden ist, über Schließrichtung verspannt Das Öffnen der Kontakte erfolgt bei der entsprechenden Schaltstellung durch Eigenfederung des Kontakthebels.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist die kurze und ungünstige Befestigung des Kontakthebels an der Anschlußklemme, da sich an dieser Stelle die Einbauverhältnisse nachträglich sehr leicht ändern können. Abweichungen im Federungsverhalten des Kontakthebels und Änderungen des Kraft-Weg-Verhältnisses am Angriffspunkt des Bügels sind so die Folge. Auch ist die Gefahr einer ungenügenden Aufrißkraft an der Kontaktstelle gegeben, so daß bei einem Verkleben bzw. Verschweißen der Kontakte die Funktion der Trennvorrichtung nicht mehr gewährleistet ist.

Weiterhin ist aus der DE 3014 314 Al eine Nulleiter-Trennvorrichtung bekannt, bei der der Kontakthebel in Kontaktöffnungsrichtung vom Betätigungsorgan beaufschlagt wird. Auch hier ist der Kontakthebel an einer Anschlußklemme befestigt, während der Kontaktdruck über eine zusätzliche Druckfeder erzeugt wird. Das mit einem langen Hebelarm versehene Betätigungsorgan wirkt als Reibriegel in Öffnungsrichtung auf den Kontakthebel ein. Ein kleiner Kontaktöffnungsweg und ein langsames Öffnen des beweglichen Kontaktes sind bei dieser Anordnung von Nachteil.

Desweiteren ist aus der US-PS 3 719 788 ein Schalter mit einem einseitig eingespannten Kontakthebel bekannt, der etwa in seiner Mitte ein abgewinkeltes Nockenteil aufweist. Dieses wird von einem Walzenelement beaufschlagt, welches auf seiner Mantelfläche mit mehreren vorspringenden Steuemocken versehen und an einer Stirnseite mittels einer verlängerten Achse mit einem Betätigungsorgan des Schalters verbunden ist. Durch Drehung des Betätigungsorgans bewirkt das mitlaufende Walzenelement mit seinen Steuemocken ein Öffnen bzw. Schließen der Kontaktanordnung. Dabei rutschen das Walzenelement und die Steuemocken mit einer Relativbewegung gleitend im Wechsel über die Oberfläche des Nockenteiles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nulleiter-Trennvorrichtung der eingangs genannten Art mit einer funktionssicheren und im Aufbau einfachen Kontaktunterbrechungseinrichtung auszugestalten, die sich zudem mit wenigen, nur in das Gehäuse einzulegenden Teilen montieren läßt

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß dadurch gelöst daß der lediglich im Gehäuse eingespannte Kontakthebel von einer in seinem mittleren, eine Abwinklung aufweisenden Bereich angreifenden und auf seiner Oberfläche gleitenden, im Betätigungsorgan exzentrisch gelagerten Rolle entgegen der Kraft einer Feder in Kontaktschließrichtung beaufschlagt ist In der bevorzugten Ausführungsform weist die Rolle mehrere, insbesondere drei zylindrische Abschnitte mit zwei unterschiedlich gestuften Durchmessern auf, von denen der in der Mitte befindliche Abschnitt mit einem kleinen Zylinderdurchmesser versehen und in einer einseitig offenen Lagerpfanne des Betätigungsorgans selbsthaltend gelagert ist, während die beiden äußeren Abschnitte mit großem Zylinderdurchmesser beiderseits des Betätigungsorgans eine axiale Führung bewirken und als Druckrolle für den Kontakthebel ausgebildet sind.

Von Vorteil bei der Erfindung ist insbesondere das günstige Übersetzungsverhältnis der auf den Kontakthebel wirkenden Rolle mit einem Verhältnis ihrer beiden unterschiedlichen Zylinderdurchmesser von etwa 1: 2,5 in Verbindung mit dem geringen Schwenkweg des Betätigungsorgans. Innerhalb des Schwenkbereichs liegen sich nämlich die Kraftangriffspunkte der Rolle in Schließrichtung und einer Druckfeder in Öffnungsrichtung praktisch gegenüber, so daß keine zusätzlichen Biegemomente in den Kontakthebel eingeleitet werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Betätigungsorgan mit einer der Abwinklung des Kontakthebels angepaßten und dessen Öffnungsweg begrenzenden gewinkelten Ausnehmung versehen. Diese tangiert auf einer Seite mit dem großen Zylinderdurchmesser der Rolle, während ihre andere Seite in der Ausschaltstellung als Anschlagfläche am Kontakthebel ausgebildet ist. Dadurch ist der Kontakthebel ohne zusätzliche Mittel in der Offenstellung begrenzt, und beim manuellen Schließvorgang am Betätigungsorgan ergibt sich übergangslos ein weicher und unmittelbarer Bewegungsablauf der Rolle auf der Oberfläche des Kontakthebels.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist der Kontakthebel auf seiner der Kontaktstelle gegenüberliegenden Seite lediglich fest zwischen Gehäuseanformungen eingelegt Dabei sind sowohl sein der Kontaktstelle abgekehrtes freies Ende, wie auch das Ende des Festkontaktstückes, zugleich als Druckstück jeweils ein»' nur eingelegten im Gehäuse verschieblich geführten Buchsenklemme ausgebildet Auf diese Weise sind der Kontakthebel und auch das Festkontaktstück sehr einfach, problemlos und ausreichend exakt im Gehäuse festgelegt so daß nachträgliche Verschiebungen dieser Teile ausgeschlossen sind. Auch beim Anschließen der Zuleitungen am Einbauort der Trennvorrichtung wirken über die Buchsenklemmen keine nachteiligen Einflüsse auf die funktionswichtigen Teile der Kontakteinrichtung.

Aufgrund einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist lediglich der Kontaktdruck und die Abbrandreserve an der Kontaktstelle durch Eigenfederung des Kontakthebels erzielt während die Kontaktöffnungskraft durch die -2-

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Druckfeder vorbestimmt ist. Der abgewinkelte Kontakthebel mit seinen langen, an das Betätigungsorgan, herangeführten Hebelarmen hat dadurch ausgewogene Kräfteverhältnisse, die eine ausreichende Abbrandreserve bereitstellen und einen gleichmäßigen Kontaktdruck gewährleisten. Außerdem bewirkt die Abwinldung eine Schubwirkung des Kontakthebels auf dem Festkontaktstück, die die Selbstreinigung der Kontakte fördert.

Schließlich ist in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung das Gehäuse mittels unverlierbarer, beweglich angeordneter Klammem an das in einer parallelen Ebene befindliche konturengleiche Gehäuse eines als Unterbrechereinrichtung dienenden Leitungsschutzschalters ankuppelbar. Damit lassen sich aus der gleichen Baureihe stammende Leitungsschutzschalter mit beliebigen Nennstrom, sowie verschiedener Polzahl und Abschaltcharakteristik wahlweise und auch noch nachträglich mit der Nulleiter-Trennvorrichtung kombinieren.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend an einem Ausfiihrungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine in Ausschaltstellung befindliche Nullleiter-Trennvorrichtung mit teilweise geöffnetem Gehäuse in Ansicht während die

Fig. 2 schematisch einen Schnitt gemäß der Linie (Π-Π) nach Fig. 1 wiedergibt.

Fig. 3 zeigt die Trennvorrichtung in Draufsicht mit durch Strich-Punkt-Linien angedeutetem gekoppelten Leitungsschutzschalter.

Die Nulleiter-Trennvorrichtung ist in einem aus einer unteren Gehäuseschale (la) und einer teilweise aufgebrochen gezeigten oberen Gehäuseschale (lb) zusammengesetzten Gehäuse (1) untergebracht. Dieses ist etwa konturengleich mit einer in einer parallelen Ebene ankoppelbaren Unterbrechereinrichtung für Phasenkontakte, beispielsweise einem Leitungsschutzschalter (10) und hat etwa die halbe Polbreite solcher Schalter. In das Gehäuse (1) ist ein aus elektrisch leitendem, federelastischem Werkstoff bestehender Kontakthebel (2) mit seinem einen zugleich ein Druckstück (2a) bildenden Ende zwischen angeformte Gehäusestege (lc) nahezu spielfrei eingelegt und im kurzen Abstand dazu an einer Abbiegung (2b) zwischen zwei Gehäusetürmen (ld) zusätzlich abgestützt.

Der über die Gehäusetürme (ld) freistehende längere Teil des Kontakthebels (2) weist danach etwa in der Mitte eine kräftige Abwinklung (2c) auf, die gegen ein Betätigungsorgan (3) gerichtet ist, und bildet mit seinem anderen freien Ende ein bewegliches Kontaktstück (2d). Dieses arbeitet auf ein Festkontaktstück (4), welches ähnlich wie der Kontakthebel zwischen Gehäusestege (le) nahezu spielfrei eingelegt und ebenfalls als Druckstück (4a) ausgebildet isL Die festliegenden Druckstücke (2a) bzw. (4a) bilden zusammen mit jeweils einer zwischen den Gehäuseschalen längsverschieblich geführten Buchsenklemme (5), (5') mit Klemmschrauben (6), (6*) die Anschlußklemmen der Trennvorrichtung für den nicht gezeigten Nulleiter.

Der Kontakthebel (2) wird in Ausschaltrichtung von einer im Gehäuse abgestützten Druckfeder (7) belastet, die in der Nähe des Scheitelpunktes der Abwinklung (2c) gegenüberliegend vom Betätigungsorgan (3) angreift. Dabei wird der Kontakthebel in der in Fig. 1 gezeigten Ausschaltstellung gegen eine Rolle (8) und eine damit tangierende gewinkelte Ausnehmung (3a) des auf einem Gehäusezapfen (lf) schwenkbar gelagerten Betätigungsorgans (3) gedrückt. Die Ausnehmung (3a) ist der Abwinklung des Kontakthebels flächig angepaßt und übernimmt zugleich die Anschlagfunktion des Betätigungsorgans in der Ausschaltstellung.

Die Rolle (8) ist aus drei zylindrischen Abschnitten mit zwei unterschiedlichen Durchmessern gebildet, wobei zweckmäßigerweise ein mittlerer Abschnitt (8a) mit kleinem Zylinderdurchmesser und zwei äußere Abschnitte (8b) mit großem Zylinderdurchmesser vorgesehen sind. Der mittlere Abschnitt (8a) ist in eine einseitig offene Lagerpfanne (3b) des Betätigungsorgans elastisch eingesprengt und dort drehbar gelagert, während die beiden äußeren Abschnitte (8b) die seitliche Führung übernehmen und mit ihrer Mantelfläche auf der Oberseite des Kontakthebels aufliegen (Fig. 2). Die am relativ kurzen Hebelarm des Betätigungsorgans (3) angreifende Rolle (8) hat aufgrund des kleinen Durchmessers in ihrem mittleren Abschnitt eine geringe Lagerreibung, während sie mit dem großen Durchmesser die beim Schalten von Hand am Knebel (3c) des Betätigungsorgans angreifende Kraft auf den Kontakthebel überträgt. Da die Zylinderdurchmesser ein Verhältnis von etwa 1:2,5 haben, verringert sich im entsprechenden Verhältnis der Kraftbedarf am Knebel.

Zum Einschalten der Trennvorrichtung wird das Betätigungsorgan manuell am Knebel (3c) im Uhrzeigersinn verschwenkt Dabei bewegt sich die Rolle mit ihren großen Zylinderabschnitten (8b) auf der schräg ansteigenden Oberfläche der Abwinklung (2c) über die Mittelsenkrechte hinaus bis nahe des Scheitelpunktes (2e) und drückt den Kontakthebel mit seinem Kontaktstück (2d) auf das Festkontaktstück (4), welches seinerseits gegen Auslenkung zusätzlich im Gehäuse abgestützt ist. In dieser beispielsweise durch einen Gehäuseanschlag begrenzten Übertotpunktlage des Betätigungsorgans wird der Kontaktdruck und die Abbrandreserve an der Kontaktstelle von der Federkraft des Kontakthebels aufgebracht. Dieser hat durch sein langes, über die Rolle hinausstehendes kontaktseitiges Ende eine ausreichende Eigenelastizität, wobei die sich spreizende Abwinklung zusätzlich eine Gleitbewegung in die Kontaktebene einleitet und damit zur Selbstreinigung der Kontaktoberfläche beiträgt

In Ausschaltrichtung wird die Elastizität des Kontakthebels in dem ebenfalls sehr langen Bereich zwischen den Gehäusetürmen (ld) und dem Auflagepunkt der Rolle (8) und zusätzlich die Kraft der Druckfeder (7) wirksam. Dadurch steht eine ausreichend große Öffnungskraft zur Verfügung, die neben einer schnellen Öffnung eine ausreichend große Abrißkraft an der Kontaktstelle (2d/4) aufbringt

Das Gehäuse der Trennvorrichtung läßt sich mit Klammem (9) nachträglich an ein entsprechend ausge- -3-

Claims (10)

1. AT 394 638 B bildetes Gehäuse des Leitungsschutzschalters (10) fest anflanschen, wobei eine teilweise Zwangskopplung der Mechanismen über das Betätigungsorgan (3) erfolgt. Da aus Sicherheitsgründen eine Trennung des Nulleiters nur erfolgen darf, wenn der dazugehörige Phasenkontakt bereits abgeschaltet ist oder zumindest voreilend ebenfalls abgeschaltet wird, übergreift beispielsweise der Knebel (3c) vorstehend einen Knebel (10a) des benachbarten Leitungsschutzschalters von der Ausschaltseite her. Eine Kopplung der beiden Knebel über Steckachsen und entsprechende Kulissen ist ebenso möglich. Dadurch ist gewährleistet, daß bei ausgeschaltetem Leitungsschutz-schalter die Nulleiter-Trennvorrichtung sich sowohl in Einschaltstellung als auch in Ausschaltstellung befinden kann. Es wird jedoch mit Sicherheit verhindert, daß Sich die Nulleiter-Trennvorrichtung bei eingeschaltetem Leitungsschutzschalter ohne diesen abschalten läßt, da beim manuellen Ausschalter der vorstehende Knebel (3c) den Knebel (10a) und damit den Mechanismus des Leitungsschutzschalters zwangsweise in die Ausschaltstellung mitnimmt. Im umgedrehten Fall wird beim manuellen Einschalten des Leitungsschutzschalters am Knebel (10a) auch der Nulleiter zwangsweise mit eingeschaltet, so daß bei geschlossenen Phasenkontakten in jedem Fall die Kontakte der Nulleiter-Trennvorrichtung geschlossen sind. PATENTANSPRÜCHE 1. Nulleiter-Trennvorrichtung zur mechanischen Kopplung an eine Unterbrechereinrichtung für Phasenkontakte mit einer aus einem elastisch biegbaren, einseitig befestigten Kontakthebel und einem Festkontaktstück gebildeten Kontaktanordnung, die mit Anschlußklemmen leitend verbunden innerhalb eines mit der Unterbrechereinrichtung etwa konturengleichen Gehäuses untergebracht ist, wobei der Kontakthebel über ein von Hand schaltbares im Gehäuse schwenkbar gelagertes Betätigungsorgan steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der lediglich im Gehäuse (1) eingespannte Kontakthebel (2) von einer in seinem mittleren, eine Abwinklung (2c) aufweisenden Bereich angreifenden und auf seiner Oberfläche gleitenden, im Betätigungsorgan (3) exzentrisch gelagerten Rolle (8) entgegen der Kraft einer Feder (7) in Kontaktschließrichtung beaufschlagt ist
2. 2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (8) mehrere zylindrische Abschnitte (8a/8b) mit zwei unterschiedlich gestuften Durchmessern aufweist, von denen Abschnitte (8a) mit kleinem Zylinderdurchmesser im Betätigungsorgan (3) gelagert sind, während Abschnitte (8b) mit großem Zylinderdurchmesser als Druckrolle für den Kontakthebel (2) ausgebildet sind.
3. 3. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer aus drei Abschnitten gebildeten Rolle (8) der kleine Zylinderdurchmesser (Abschnitt (8a)) in der Mitte befindlich ist und in eine einseitig offene Lagerpfanne (3b) des Betätigungsorgans (3) selbsthaltend eingesprengt ist, während die beiden äußeren im Durchmesser größeren Abschnitte (8b) beiderseits des Betätigungsorgans (3) eine axiale Führung bewirken.
4. 4. Trennvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden unterschiedlichen Zylinderdurchmesser der Rolle (8) etwa ein Verhältnis von 1:2,5 aufweisen.
5. 5. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (3) mit einer der Abwinklung (2c) des Kontakthebels (2) angepaßten und dessen Öffnungsweg begrenzenden gewinkelten Ausnehmung (3a) versehen ist (Fig. 1).
6. 6. Trennvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (3a) des Betätigungsorgans (3) auf einer Seite mit dem großen Zylinderdurchmesser (Abschnitt (8b)) der Rolle (8) tangiert, während ihre andere Seite in der Ausschaltstellung als Anschlagfläche am Kontakthebel (2) ausgebildet ist.
7. 7. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakthebel (2) auf seiner der Kontaktstelle (2d) gegenüberliegenden Seite (2a) lediglich fest im Gehäuse (-Stege (lc)) eingelegt ist.
8. 8. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakthebel (2) und das Festkontaktstück (4) an ihren der Kontaktstelle (2d/4) jeweils abgekehrten freien Enden zugleich als Druckstück (2a bzw. 4a) jeweils einer nur eingelegten, im Gehäuse verschieblich geführten Buchsenklemme (5,5') ausgebildet sind. -4- AT 394 638 B
9. 9. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktdruck und die Abbrandreserve an der Kontaktstelle (2d) durch Eigenfederung des Kontakthebels (2) erzielt ist
10. 10. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) 5 mittels unverlierbarer beweglich angeordneter Klammem (9) an das in einer parallelen Ebene befindliche kontu rengleiche Gehäuse eines als Unterbrechereinrichtung dienenden Leitungsschutzschalters (10) ankuppelbar ist. 10 Hiezu 1 Blatt Zeichnung -5-