DE102005029059A1

DE102005029059A1 - Schaltgerät, Leitungsschutzschalter und dergleichen

Info

Publication number: DE102005029059A1
Application number: DE200510029059
Authority: DE
Inventors: Ralf Dipl.-Ing. Weber; Jürgen Christmann
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2006-12-28
Also published as: EP1894218B1; EP1894218A1; WO2006136265A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät, insbesondere Leitungsschutzschalter oder dergleichen, mit einem Schaltwerk mit Verklinkungsstelle, mit einem Kontakthebel (26), der über eine Lasche (23) und ein Kupplungselement (22) mit einem Schaltknebel (18) verbunden ist, wobei bei Verschwenken des Schaltknebels (18) in Einschaltrichtung der Kontakthebel (26) über das Kupplungselement (22) und die Lasche (23) bei verklinkter Verklinkungsstelle in Einschaltstellung verbracht wird. Mittel (40, 53) zum zeitweisen Festhalten des beweglichen Kontakthebels (26) sind während des Einschaltvorganges vorgesehen, die bei Weiterbewegen des Kontakthebels (26) freigegeben werden, so dass ein plötzliches Auftreffen des am Kontakthebel (26) angebrachten, beweglichen Kontaktstückes (28) auf das feststehende Kontaktstück (29) bewirkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Schaltwerk mit einer Verklinkungsstelle, mit einem Kontakthebel, der über eine Lasche und ein Kupplungselement mit einem Schaltknebel verbunden ist, wobei bei Verschwenkung des Schaltknebels in Einschaltrichtung der Kontakthebel über das Kupplungselement und die Lasche bei verklinkter Verklinkungsstelle in Einschaltstellung verbracht wird, für ein elektrisches Schaltgerät.

Bei einer Einschaltung eines derartigen Schalters, der beispielsweise als Schalter S2 der Firma ABB Stotz Kontakt GmbH, Heidelberg, bekannt geworden ist, verläuft die Einschaltbewegung des Kontakthebels mit einer der Geschwindigkeit der Betätigung des Schaltknebels entsprechenden Einschaltgeschwindigkeit. Insbesondere bei Einschalten auf Last kann dies dazu führen, dass kurz vor der Berührung des beweglichen Kontakthebels mit dem feststehenden Kontakthebel ein Lichtbogen entsteht, der zur Beschädigung der Kontaktstelle führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem derartige Lichtbögen im wesentlichen verhindert oder doch auf ein geringes Maß reduziert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Danach sind Mittel zum zeitweisen Festhalten des beweglichen Kontaktstückes während des Einschaltvorganges vorgesehen, die bei Weiterbewegen des Kontakthebels freigegeben werden, so dass ein plötzliches Auftreffen des beweglichen Kontaktstückes auf das feste Kontaktstück bewirkt wird.

Damit wird der Einschaltvorgang zumindest in der Zeit, in der ein Lichtbogen entstehen kann, stark beschleunigt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist als Mittel ein Doppelarmhebel vorgesehen, dessen einer Arm mit dem das Kontaktstück aufweisenden Ende des Kontakthebels, dieses zeitweise verrastend, und dessen anderer Arm von dem Kontakthebel bei dessen Einschaltung betätigt wird, so dass der eine Arm den Kontakthebel freigibt.

Bei einer ersten Ausführungsform befindet sich der Drehpunkt des Doppelarmhebels auf der dem feststehenden Kontaktstück entgegen gesetzt liegenden Seite des Kontakthebels, wobei der andere Arm mit dem Hebelbereich zusammenwirkt, an dem die Lasche angreift.

Erfindungsgemäß kann der Doppelarmhebel zwei Arme aufweisen, die senkrecht zueinander verlaufen, wobei das freie Ende des einen Armes sich im Bereich der Lagerstelle des Kontakthebels befindet, wogegen der andere Arm einen in den Bewegungsweg des Kontakthebels hineinragenden Vorsprung aufweist, der den Kontakthebel während des Einschaltvorganges wenigstens zeitweise festhält.

Dabei kann an dem Vorsprung auf der dem Kontakthebel benachbarten Seite eine ebene Fläche vorgesehen sein, gegen die eine Nase am Kontakthebel während des Ein schaltvorganges anliegt, wobei die Fläche so bemessen ist, dass nach Zurücklegen eines bestimmten Drehwinkels der Vorsprung den Kontakthebel freigibt.

Durch diese erste Maßnahme wird auf einfache Weise ein sogenanntes Einschalt-Spungschaltwerk erzeugt.

Bei einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung befindet sich der Drehpunkt des Doppelarmhebels zwischen dem beweglichen Kontaktstück und der Ebene, die durch die Senkrechte auf die Befestigungsebene des Schaltgerätes, die durch das feststehende Kontaktstück verläuft und senkrecht zu den Seitenwandflächen des Gehäuses ausgerichtet ist, wobei der eine Arm des Kontakthebels mit einem Vorsprung gegen die Kontaktstückseite gekantetes Kontakthebels im Bereich des Langloches gegen diesen anliegt, wogegen der andere Arm des Doppelarmhebels mit dem Ende des Kontakthebels zusammenwirkt, an dem sich das bewegliche Kontaktstück befindet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie weitere Verbesserungen sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen
1 bis 3 eine erste Ausführungsform der Erfindung, in unterschiedlichen Schaltstellungen, und
4 bis 6 eine zweite Ausführungsform, ähnlich der der 1 bis 3, ebenfalls in unterschiedlichen Schaltstellungen.
Es sei nun Bezug genommen auf die 2.
Die 2 zeigt einen Teil eines Schaltgerätes 10 in Sockelbauweise, mit einem Gehäuseunterteil 11, bei dem das Gehäuseoberteil abgenommen ist. Das aus beiden Gehäuseteilen zusammen gesetzte Gehäuse des Schaltgerätes 10 besitzt eine vordere Frontwand 12 sowie zwei hintere Frontwände 13 und 14, die nur teilweise dargestellt sind. Die vordere Frontwand 12 ist über vordere Schmalseitenwände 15 und 16 mit den hinteren Frontwänden 13, 14 verbunden; weitere hintere Seitenwände sowie die Befestigungswand ist in der 2 nicht dargestellt.
In der vorderen Frontwand befindet sich eine Ausnehmung 17, durch die der Schaltgriff 18 eines Schaltknebels 19 nach außen herausragt, der auf einer ortsfesten Achse 20 schwenkbar gelagert ist. Der Schaltgriff 19 besitzt an seiner gehäuseinneren Seite einen augenförmigen Vorsprung 21, der einen Schenkel eines U-förmigen Bügel 22 aufnimmt. Der U-förmige Bügel 22 ist so dargestellt, dass sich die Schenkel senkrecht in die Zeichenebene hinein erstrecken und daher nicht sichtbar sind. Lediglich der Steg des U-förmigen Bügels ist in den 1 und 2 sichtbar. Mit dem anderen Schenkel des U-förmigen Bügels ist eine Lasche 23 gekoppelt, an deren dem U-förmigen Bügel entgegen gesetzten freien Ende über einen Drehzapfen 24 ein Arm 25 eines Kontakthebels 26 angelenkt ist, der etwa in seinem mittleren Bereich an einer ortsfesten Achse 27 drehbar gelagert ist. An dem Arm des Kontakthebels, der dem Arm 25 mit der gelenkigen Verbindung 24 zur Lasche 23 entgegengesetzt liegt, ist ein bewegliches Kontaktstück 28 angeformt, das mit einem feststehenden Kontaktstück 29 zusammenwirkt. Zwischen der Innenseite der in 1 bzw. 2 dargestellten linken vorderen Seitenwand 15 und dem Arm 25 des Kontakthebels befindet sich eine Druckfeder 30, mit der bei einer Auslösung der bewegliche Kontakthebel 26 in Ausschaltstellung verbracht wird. Eine derartige Auslösung kann beispielsweise durch einen Elektromagnetauslöser 31 oder durch einen thermischen Auslöser 32 bewirkt werden, hier nicht näher dargestellt, da für die Erfindung nicht von Bedeutung. Die 1 zeigt eine Zwischenstellung während der Einschaltbewegung, wenn der Schaltknebel im Uhrzeigersinn U in Einschaltrichtung bewegt wird. Über den Bügel 22 wird die Lasche 23 in Pfeilrichtung P verschoben, so dass über das Gelenk 24 der bewegliche Kontakthebel 26 entgegen dem Uhrzeigersinn in Richtung Einschalten verschwenkt wird.
Auf der dem feststehenden Kontaktstück 29 entgegengesetzt liegenden Seite des Kontakthebels 26 ist ein Doppelarmhebel 40 über einen Lagerzapfen 41 ortsfest gelagert, welcher Doppelarmhebel 40 einen ersten Arm 42 und einen senkrecht dazu verlaufenden zweiten Arm 43 aufweist. Der erste Arm 42 besitzt einen aus der Zeichenebene heraus vorspringenden Zapfen 44, der in die Bewegungsbahn des Kontakthebels 26 hineinragt; in gleicher Weise ragt auch der zweite Arm 43 in die Bewegungsbahn des Kontakthebels 26 mit einer Nase 45 hinein, wobei diese Nase 45 lediglich einen Vorsprung an dem zweiten Arm 43 bildet. Die beiden Arme 43 und 42 sind etwa senkrecht zueinander angeordnet, wobei der Winkel, den beide miteinander einschließen, zum Kontakthebel hin offen ist.
Wenn nun der Schalter eingeschaltet werden soll, dann bewegen sich die Lasche 23 in Pfeilrichtung P und damit der Kontakthebel 26 entgegen dem Uhrzeigersinn, solange, bis der Kontakthebel 26 gegen den Vorsprung 44 zum Anliegen kommt. Die Nase 45 befindet sich etwa – bezogen auf die Befestigungsebene oder die Frontwand 12 – in Höhe des Lagerzapfens 27, der ein Langloch 46 durchgreift, welches im Kontakthebel 26 quer zu seiner Längserstreckung angeordnet ist und dadurch eine Bewegung des mittleren Bereiches des Kontakthebels 26 gestattet. In der in 1 dargestellten Lage ist der Kontakthebel 26 so ausgerichtet, dass das der Nase 45 benachbarte Ende des Langloches 46 gegen den Zapfen 27 zum Anliegen kommt, wodurch um diesen Punkt der Kontakthebel 26 verschwenkt wird. Außerhalb des Langloches 46 besitzt der Kontakthebel 26 eine Kontur 47. Wenn nun beim weiteren Einschalten der Kontakthebel 19 weiter verschwenkt wird, dann legt sich der Kontakthebel 26 an den Vorsprung 44 an, wodurch zwischen dem beweglichen Kontaktstück und dem feststehenden Kontaktstück ein Abstand t verbleibt, der so bemessen ist, dass bei entsprechenden Strömen (Nennströmen) ein Lichtbogen nicht entstehen kann. Bei weiterem Einschalten bewegt sich der Kontakthebel 26 mit seiner Kontur 47 gegen den Vorsprung 45, wobei der Kontakthebel zusammen mit dem Langloch 46 am Zapfen 27 entlang gleitet, geführt durch das Langloch. Dadurch drückt die Kontur 47 gegen den Vorsprung 45, so dass sich der Doppelarmhebel 40 verschwenkt. Der Kontakthebel besitzt in dem Bereich, in dem sich der Vorsprung 44 befindet, eine Kante 48, wogegen der Vorsprung 44 eine ebene, senkrecht zur Längserstreckung des Armes 42 verlaufende Anschlagfläche 49 aufweist. Man erkennt, dass in der Stellung gemäß 2 die Kante 48 gegen die Anschlagfläche 49 anliegt. Sobald die Nase bzw. Kante 48 bei weiterer Bewegung des Doppelarmhebels 40 aufgrund der Bewegung des Kontakthebels quer zu seiner Längserstreckung von der Fläche 49 freikommt, wird der Kontakthebel freigegeben und schnappt in seine endgültige Stellung, die in der 3 dargestellt ist.
Eine weitere Ausführungsform ist den 4 bis 6 zu entnehmen. Dort ist ein Doppelarmhebel 50 vorgesehen, der im Bereich zwischen dem Elektromagnetsystem 51 und dem Kontakthebel 26 bei 52 gelenkig aufgelagert ist. Der Doppelarmhebel verläuft in seiner Längserstreckung unter einem spitzen Winkel zum beweglichen Kontakthebel 26, so dass sich eine V-Form bildet, die, wie aus den 4 bis 6 ersichtlich, zur vorderen Frontseite hin offen ist. Der Lagerzapfen 27 des Kontakthebels 26 befindet sich näher zur vorderen Frontseite des Leitungsschutzschaltergehäuses und der Lagerpunkt 52 des Doppelarmhebels 50 liegt einerseits näher zum Elektromagnetsystem und näher zur Befestigungsseite, wobei in der Ausführung gemäß den 4 bis 6 die durch das feststehende Kontaktstück 29 und den Lagerpunkt 52 hindurch verlaufende, parallel zur Breitseitenfläche (ohne Bezugsziffern) des Leitungsschutzschaltergehäuses verlaufende Linie etwa senkrecht zur vorderen Frontfläche und senkrecht zur Befestigungsfläche verläuft. Der Doppelarmhebel 50 besitzt einen zur Befestigungsfläche vorspringenden ersten Arm 53, der an seinem freien Ende eine Öse 54 aufweist, die eine langlochartige Innenkontur 55 besitzt, deren Längsachse etwa quer zu der Längserstreckung des Doppelarmhebels 50 verläuft. An der dem Drehpunkt 52 entgegengesetzt liegenden Konturseite 56 der Öse 54 befindet sich eine Rastnase 57, die mit dem freien Ende 58 des Kontakthebels zusammenwirkt. Das freie Ende des Kontakthebels ist insoweit mit einer Abwinklung versehen, die in die Öffnung 55 hineingreift. Man kann sagen, dass der Kontakthebel 26 mit seinem freien Ende, an dem das bewegliche Kontaktstück 28 angeformt ist, gekuppelt ist.
Sobald der Schalter eingeschaltet werden soll, bewegt sich die Abwinklung am freien Ende 58 innerhalb der Öffnung 55 und legt sich beim weiteren Einschalten gegen die Rastnase 57 an, siehe 5. Bei weiterem Einschalten gleitet der Kontakthebel 26 mit dem Langloch 46 am Zapfen 27 entlang, so dass ein am Arm 53a befindlicher Vorsprung 60, der an dem Kontakthebel auf dessen kontaktstückseitiger Seitenkante anliegt, dem Kontakthebel nachläuft, so dass sich der Doppelarmhebel 53 entgegen dem Uhrzeigersinn um seine Achse 52 verdrehen kann, wodurch, wie aus 6 ersichtlich ist, die Rastnase 57 den Vorsprung 56 am Kontakthebel freigibt, so dass der Kontakthebel plötzlich in Einschaltstellung gelangt.
In den 4 bis 6 ist dargestellt, dass sich die Drehachse 52 oberhalb – bezogen auf die Befestigungsebene – des feststehenden Kontaktstückes befindet.
Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Drehachse an anderer Stelle unterzubringen; von Bedeutung ist lediglich, dass dann, wenn der Hebel in seinem Langloch bezogen auf die Drehachse 27 verschoben wird, die Nase 57 einen Weg zurücklegt, der tangential zur Bewegung des Vorsprunges 56 verläuft, so dass die Nase 57 den Vorsprung 56 freigeben kann.

Claims

Schaltgerät, insbesondere Leitungsschutzschalter oder dergleichen, mit einem Schaltwerk mit Verklinkungsstelle, mit einem Kontakthebel (26), der über eine Lasche (23) und ein Kupplungselement (22) mit einem Schaltknebel (18) verbunden ist, wobei bei Verschwenken des Schaltknebels (18) in Einschaltrichtung der Kontakthebel (26) über das Kupplungselement (22) und die Lasche (23) bei verklinkter Verklinkungsstelle in Einschaltstellung verbracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (40, 53) zum zeitweisen Festhalten des beweglichen Kontakthebels (26) während des Einschaltvorganges vorgesehen sind, die bei Weiterbewegen des Kontakthebels (26) freigegeben werden, so dass ein plötzliches Auftreffen des am Kontakthebel (26) angebrachten, beweglichen Kontaktstückes (28) auf das feststehende Kontaktstück (29) bewirkt wird.
Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel ein Doppelarmhebel (40) vorgesehen ist, dessen einer Arm (42) mit dem das bewegliche Kontaktstück (28) aufweisenden Ende des Kontakthebels (26), dieses zeitweise verrastend, und dessen anderer Arm (43) von dem Kontakthebel (26) bei dessen Einschaltung betätigt wird, so dass der eine Arm (42) den Kontakthebel (26) freigibt.
Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt (52) des Doppelarmhebels (40) auf der dem feststehenden Kontaktstück (29) entgegengesetzt liegenden Seite des Kontakthebels (26) angeordnet ist, wobei der andere Arm (43) mit dem Kontakthebelbereich zusammenwirkt, an dem die Lasche (23) angreift.
Schaltgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beien Arme (42, 43) des Doppelarmhebels (40) senkrecht zueinander verlaufen, wobei das freie Ende eines Armes (43) des Doppelarmhebels (40) sich in dem Bereich der Lagerstelle (27, 46) des Kontakthebels (26) befindet, wogegen der andere Arm (42) einen in den Bewegungsweg des Kontakthebels (26) hineinragenden Vorsprung (44) aufweist, der den Kontakthebel (26) während des Einschaltvorganges wenigstens zeitweise festhält.
Schaltgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Vorsprung (44) auf der dem Kontakthebel (26) benachbarten Seite eine ebene Fläche (49) vorgesehen ist, gegen die eine Nase (48) am Kontakthebel (26) während des Einschaltvorganges anliegt, wobei die Fläche (49) so bemessen ist, dass nach Zurücklegen eines bestimmten Drehwinkels der Vorsprung (44) den Kontakthebel (26) freigibt.
Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt (25) des Doppelarmhebels (53) zwischen dem bewegliche Kontakthebel (26) und der Linie angeordnet ist, die etwa senkrecht zur auf die Befestigungsebene des Schaltgerätes, die durch das feststehende Kontaktstück (29) verläuft, wobei der eine Hebelarm des Doppelarmhebels mit einem Vorsprung (60) gegen die kontaktstückseitige Kante des Kontakthebels (26) im Bereich des Langloches (47) gegen diesen anliegt, wogegen das andere Ende des Doppelarmhebels mit dem Ende des Kontakthebels (26) zusammenwirkt, an dem sich das bewegliche Kontaktstück befindet, bzw. daran gekuppelt ist.
Schaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Doppelarmhebel (53) an dessen Ende eine langlochartige Öffnung (55) vorgesehen ist, deren Längsachse quer zur Längserstreckung des Doppelarmhebels (53) verläuft und an deren der Drehachse abseitigen Kante (56) eine Rastnase (57) angeformt ist, die mit einem am Kontakthebel (26) angeordneten, in die Öffnung (55) hineingreifenden Abwinklung zusammenwirkt, dergestalt, dass der Kontakthebel (26) von der Rastnase (57) festgehalten ist, in einem Abstand, bei dem ein Lichtbogen zwischen dem feststehenden (29) und dem beweglichen Kontaktstück (28) noch nicht gezogen wird.
Schaltgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelarmhebel (43) und der Kontakthebel (26) einen spitzen Winkel miteinander bilden, der zur vorderen Frontseite des Schaltgerätes offen ist.
Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung zwischen dem Kontakthebel (26) und dem Doppelarmhebel (53) und damit zur Spitze der V-Form zur Befestigungsfläche oder Befestigungsebene hingerichtet ist.
Schaltgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle (27, 46) für den Kontakthebel (26) näher zur Frontseite liegt als die Lagerstelle (52) des Doppelarmhebels (53).