DE1588259C3 - Strombegrenzungsschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strombegrenzungsschalter, dessen ein bewegbares Kontaktstück tragende Schaltstange über einen entweder von Hand oder durch einen Überstromauslöser auslösbaren Schaltmechanismus arbeitenden Schnellauslöser betätigbar ist

Ein derartiger Strombegrenzungsschalter ist aus der US-PS 31 64 700 bekannt Hierbei steht das bewegbare Kontaktstück über ein Hilfskniegelenk mit dem Schaltmechanismus in Verbindung. Dieses Hilfskniegelenk ist so ausgelegt, daß es schon bei einer relativ kleinen Energie für eine Trennbewegung des bewegbaren Kontaktstückes sorgt Ferner klappt das Hilfskniegelenk erst dann um, wenn sich das bewegbare Kontaktstück eine bestimmte Strecke von dem feststehenden Kontaktstück entfernt hat Infolgedessen ist bei dem bekannten Strombegrenzungsschalter nachteilig, daß es zu einer Trennung der Kontaktstücke kommen kann, ohne daß ein Umklappen des Kniegelenkes nachfolgt

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen Strombegrenzungsschalter zu schaffen, bei dem eine Trennbewegung der Kontaktstücke ohne nachfolgendevollständigeSchalteröffnung verhindert ist

Diese Aufgabe wird bei einem Strombegrenzungsschalter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Schaltstange und einem diese betätigenden Zwischenglied des Schaltmechanismus eine Zwischenklinke schwenkbar angeordnet ist die einen Stift aufweist, der in eine vom Schnellauslöser lösbare Sperre des Zwischengliedes eingreift

Vorzugsweise weist die Sperre im Zwischenglied einen Schlitz mit einem dazu im Winkel angeordneten Schlitzteil auf, und die Zwischenklinke mit ihrem Stift ist ίο gegen den Schlitzteil durch eine Feder derart vorgespannt, daß zum Lösen der Sperre der Stift aus dem Schlitzteil herausschwenkbar ist

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch 4.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die lösbare Sperre ein Zurückprellen des bewegbaren Kontaktstückes bei nicht ausreichenden Auslöseströmen verhindert wird. Bei kleineren Fehlerströmen werden nämlich die Kontaktstücke miteinander in Eingriff gehalten, so daß eine Kontakttrennung verhindert ist. Wenn andererseits ein Kurzschlußstrom bestimmter Höhe auftritt, so daß die Zwischenklinke ausrastet, dann erfolgt eine vollständige Trennung der Kontaktstücke unabhängig von dem weiteren Verlauf des Kurzschlußstromes. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß entweder keine Trennung oder eine vollständige Trennung der Kontaktstücke ' erfolgt

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläu-. tert Es zeigt

F i g. 1 einen Strombegrenzungsschalter in Seitenansicht

Fig.2 eine Seitenansicht des Strombegrenzungsschalters nach F i g. 1 mit Bestandteilen des Betätigungsmechanismus für die Kontaktstücke in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 bis 8 den Betätigungsmechanismus in verschiedenen Schaltstellungen, ^

F i g. 9 den Betätigungsmechanismus nach F i g. 1 in Seitenansicht

Insbesondere F i g. 1 zeigt einen Strombegrenzungsschalter, der ein aus einem Kasten 10 bestehendes Isoliergehäuse aufweist Dieser Kasten ist mit einer nicht dargestellten Abdeckhaube versehen. Seitenwände des Kastens 10 sind mit 11, 12, 13, 14 und 15 bezeichnet In einer Vertiefung im Kasten 10 ist eine Netzklemme 16 angeordnet die über eine Stromschiene 17 mit einem feststehenden Kontaktstück 19 verbunden ist Diesem feststehenden Kontaktstück 19 steht ein zweites feststehendes Kontaktstück 20 gegenüber, das wie das Kontaktstück 19 auf einer als Lichtbogenhorn ausgebildeten Kontakthalterung 21 sitzt Die Kontakthalterung 21 ist mit einer Stromschiene 22 verbunden. die an dem Kasten 10 angeschraubt ist Die hierfür benötigten Schrauben sind mit 23 bezeichnet

Um den ganzen Mechanismus automatisch öffnen zu können, ist ein Bimetallstreifen 24 vorgesehen, der mi:

seinem einen Ende mittels einer der Schrauben 23 an dei Stromschiene 22 angeschraubt ist Das andere Ende de:

Bimetallstreifens 24 ist frei bewegbar und trägt eine Einstellschraube 25. Der Bimetallstreifen 24 ist über eine flexible Leiterlitze 26 mit einer weiteren Stromschient 27 verbunden, die zu einem Ende 28 einer Magnetspult 29 führt Das andere Ende 30 der Magnetspule 29 ist mi einem Ausgangsanschluß 31 verbunden.

Die beiden feststehenden Kontaktstücke 19 und 2' sind im geschlossenen Zustand des Schalters durch ein

keilförmig ausgebildete, bewegbare Kontaktbrücke 34 verbunden, deren Kontaktbrücke mit 32 und 33 bezeichnet sind.

Die bewegbare Kontaktbrücke 34 ist mit einem Ansatz 35 versehen, der mit der Kontaktbrücke zusammen aus einem Stück hergestellt ist. Der Ansatz 35 ist gleitend in das hohle Ende einer Schaltstange 37 eingesetzt Der Ansatz 35 ist mit einem Stift 38 versehen, der durch zwei Schlitze 38' in der Schaltstange 37 hindurchragt und auf diese Weise die Bewegungs- to möglichkeiten der Kontaktbrücke 34 gegenüber der Schaltstange 37 begrenzt Der Ansatz 35 wird durch eine Druckfeder 40 nach außen gedrückt, die innerhalb der Schaltstange 37 angeordnet und an einem Stift 41 verankert ist der starr mit der Schaltstange 37 verbunden ist

Die Kontaktstange 37 geht durch den ganzen Schaltmechanismus hindurch und ist am anderen Ende mit einem Anker 42 verbunden, der so angeordnet ist daß er von der Magnetspule 29 angezogen wird, wenn die Magnetspule 29 ausreichend stark erregt wird, so daß die Kontaktbrücke geöffnet werden können.
£ Der Strombegrenzungsschalter weist auch eine " Handauslösung auf mit einem von Hand zu betätigenden Bauteil 44, der an einem feststehenden Zapfen 45 schwenkbar angelenkt ist Der Zapfen 45 sitzt an einem U-förmigen Rahmen 46, der starr im Kasten 10 befestigt ist Der von Hand zu betätigende Bauteil 44 ist mit einem Handgriff 47 versehen, der nach außen durch eine öffnung in der oberen Seitenwand 12 des Kastens 10 herausragt Der Bauteil 44 wirkt über einen Schnappmechanismus auf einen oberen Hebel 48 ein, so daß dieser Hebel zwischen zwei Stellungen hin- und hergeschaltet werden kann, die dem offenen und dem geschlossenen Zustand des Schalters entsprechen. Hierzu ist der Bauteil 44 über zwei Zugfedern 49 mit dem oberen Hebel 48 verbunden, die an zwei Dreiecken 50, 51 befestigt sind. Die beiden Dreiecke 50,51 sind ihrerseits an Stiften 52 und 53 angelenkt die am Bauteil 44 bzw. am Hebel 48 sitzen.

Der ganze Betätigungsmechanismus ist symmetrisch aufgebaut d. h, die einzelnen Bestandteile sind jeweils doppelt vorhanden und links und rechts der Schaltstange 37 angeordnet

|> Der obere Hebel 48 ist an einem feststehenden Zapfen 54 schwenkbar angelenkt der auf einer Klinke 55 sitzt die ihrerseits an einem feststehenden Zapfen 56 schwenkbar befestigt ist Der Zapfen 56 ist seitlich am Rahmen 46 montiert

Wenn der von Hand zu betätigende Bauteil 44 und so der Handgriff 47 zwischen den Stellungen »Ein« und »Aus« hin- und herbewegt werden, wie es in der F i g. 1 angedeutet ist wird die Linie, auf der die Kraft der Zugfedern 49 wirkt, von der einen Seite des Zapfens 54 auf die andere Seite dieses Zapfens verschoben. Dadurch wird der obere Hebel 48 aus der Winkelstellung nach Fig.3 in diejenige Winkelstellung geschwenkt die in der F i g. 5 dargestellt ist

Der obere Hebel 48 greift nun nicht direkt an der Schaltstange 37 an. Der obere Hebel 48 wirkt vielmehr auf ein Zwischenglied 58 ein, das seinerseits mit der Schaltstange 37 verbunden ist Das Zwischenglied 58 ist seinerseits an einem Zapfen 59 schwenkbar angelenkt der am Rahmen 46 starr montiert ist Das Zwischenglied 58 ist mit einem vergrößerten Knopf 60 versehen, an dem der obere Hebel 48 gleitend angreift Welche Stellungen die bisher beschriebenen Einzelteile des ganzen Betätigungsmechanismus bei geschlossenen und geöffneten Kontaktstücken einnehmen, ist in den F i g. 3 und 5 dargestellt

Wenn man also den Handgriff 47 aus der Stellung »Ein« in die Stellung »Aus« umlegt wird der obere Hebel 58 ebenfalls aus der Stellung »Ein« nach F i g. 3 in die Stellung »Aus« nach F i g. 5 gebracht Dadurch wird aber auch das Zwischenglied 58 aus der Stellung »Ein« in die Stellung »Aus« gebracht das seinerseits mit der bewegbaren Schaltstange 37 verbunden ist Aufgrund dieser Verbindung wird die bewegbare Kontaktbrücke 34 ebenfalls aus der Stellung »Ein« in die Stellung »Aus« zurückgezogen.

Wie bereits beschrieben, ist die Klinke 55 an dem Zapfen 56 schwenkbar angelenkt der starr auf dem Rahmen 46 sitzt Die Klinke 55 kann sich jedoch nicht im Uhrzeigersinn um den Zapfen 56 herum drehen, da das Klinkenende 55A an einer Verriegelung 62 eingerastet ist die schwenkbar an einem Zapfen 63 angelenkt ist der starr an dem Rahmen 46 befestigt ist Die Verriegelung 62 ist durch eine Druckfeder 64 im Uhrzeigersinn vorgespannt die die Verriegelung 62 gegen die Einstellschraube 25 drückt (F i g. 1).

Wenn nun ein mittlerer oder niedrigerer Überstrom auftritt der über längere Zeit andauert wird der Bimetallstreifen 24 warm und verbiegt sich derart daß die Einstellschraube 25 nach links bewegt wird (F i g. 1). Dabei wird die Verriegelung 62 gegen die Kraft der Feder 64 im Gegenuhrzeigersinn gedreht so daß das Klinkenende 55Λ ausrasten kann. Dabei wird die Klinke 55 durch die nach oben gerichtete Kraft der Zugfedern 49 um den Zapfen 56 im Uhrzeigersinn gedreht da die Zugfedern 49 über den Hebel 48 und den Zapfen 54 auf die Klinke 55 einwirken. Dabei überquert der Zapfen 54 die Linie, auf der die Kraft der Zugfedern 49 wirkt Die Zugfedern 49 wirken daher aus einer anderen Richtung auf den Hebel 48 ein und drehen ihn im Uhrzeigersinn um den Zapfen 54 herum, bis der Hebel 48 in die »offene« Stellung gelangt

Um den ganzen Mechanismus nach dem üblichen automatischen Auslösen wieder zurückzustellen, wird der von Hand zu betätigende Bauteil 44 über die Stellung »Aus« hinaus noch etwas nach links gedrückt (F i g. 1). Dabei greift eine Rückstellrolle 44A an einer Kante 55B der Klinke 55 an und dreht die Klinke im Gegenuhrzeigersinn, bis das Klinkenende 55Λ wieder an der Verriegelung 62 einrastet

Diese automatische Auslösung durch den Bimetallstreifen 24 findet unabhängig davon statt ob der Handgriff 47 von Hand in der Stellung »Ein« festgehalten wird oder nicht Wenn man will, kann man die Wirkung des Bimetallstreifens auch noch durch einen magnetischen Auslöser unterstützen oder den Bimetallstreifen gänzlich durch einen magnetischen Auslöser ersetzen, der genauso wieder Bimetallstreifen 24 die Verriegelung 62 auslöst, wenn Überströme oder niedrige Kurzschlußströme auftreten. Der Auslösemechanismus braucht jedoch einen solchen magnetischen Auslöser nicht zu enthalten, da die Magnetspule 29 mit der Schaltstange 37 verbunden ist Die Magnetspule 29 löst die Trennung der Kontaktstücke nicht nur bei hohen Kurzschlußströmen aus, sondern auch bei niedrigeren Kurzschlußströmen und höheren Überströmen.

In den Fig.7 und 8 ist dargestellt wie der Schnellauslöser unabhängig vom Schaltmechanismus arbeitet Das Zwischenglied 58 ist mit der Schaltstange 37 über eine Zwischenklinke 66 verbunden, die einen Schlitz 66Λ aufweist in den ein Stift 67 hineinragt der

starr an der Schaltstange 37 sitzt

Die Zwischenklinke 66 ist T-förmig ausgebildet Ihr Klinkenteil 665 ragt rechtwinklig von der Zwischenklinke 66 weg. Die Zwischenklinke 66 ist mit zwei Stiften 69 und 70 versehen, die einen gewissen Abstand voneinander haben. Von diesen beiden Stiften ist der Stift 70 unten am rechten Ende des Klinkenteils 665 angeordnet Diese beiden Stifte 69 und 70 gleiten in einem Schlitz 71 im Zwischenglied 58. Sie sind durch eine Zugfeder 72 gegen das linke Ende des Schlitzes 71 vorgespannt Unter normalen Betriebsbedingungen nimmt die Zwischenklinke 66 die Lage ein, die in den Fig.2 bis 7 dargestellt ist, in der der Stift 70 in einem nach unten verlaufenden Schlitz 71Λ des Schlitzes 71 liegt (Fig.7). In dieser Stellung trachtet die Feder 72, die am Stift 73 angreift die Zwischenklinke 66 um den Stift 70 herum im Uhrzeigersinn zu drehen. Eine solche Drehung ist jedoch nicht möglich, da der Stift 69 oben am Schlitz 71 anliegt Die Zwischenklinke 66 behält daher ihre Stellung bei.

Da sich der Stift 69 unter diesen Verhältnissen nicht bewegen kann, kann man ihn als festehend betrachten. Dabei ist jedoch die Zwischenklinke 66 um den Stift 69 im Uhrzeigersinn vorgespannt Die Zwischenklinke 66 kann sich jedoch nicht rechts herumdrehen, da der Stift 70 im vorderen Schlitzteil 71Λ des Schlitzes 71 liegt Wenn nun eine Kraft auftritt die die Schaltstange 37 nach links schiebt, so übt diese Kraft gleichzeitig über den Stift 67 auf die Zwischenklinke 66 ein Drehmoment aus, durch das die Zwischenklinke 66 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Stift 69 herumgedreht wird. Wenn diese Kraft groß genug wird, wird die Zwischenklinke 66 gegen die Wirkung der Feder 72 um den Stift 69 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht so daß der Stift 70 vom Teil 7t A des Schlitzes 71 abhebt

Während der üblichen Ein- und Ausschaltvorgänge bleibt die Zwischenklinke 66 jedoch verriegelt; der Stift 70 bleibt im vorderen Schlitzteil 71Λ des Schlitzes 71 liegen, so daß sich die Zwischenklinke 66 und das Zwischenglied 58 wie ein einziger Bauteil verhalten.

Wenn nun ein sehr hoher Kurzschlußstrom auftritt, wird die Kraft der Magnetspule 29, die den Anker 42 nach links zieht, sehr groß. Dabei wird die Schaltstange 37 nach links gezogen, so daß die Schaltstange über den Stift 67 die Zwischenklinke 66 um den Stift 69 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht Dadurch hebt sich der Stift 70 vom vorderen Schlitzteil 71Λ des Schlitzes 71 ab und bewegt sich nach oben. Wenn sich der Stift 70 genügend • weit nach oben bewegt hat kommt er von der Schulter des Schlitzes 71 frei, so daß sich die ganze Zwischenklinke 66 nach links bewegen kann. Die dabei erreichbare Stellung ist in Fig.8 dargestellt Durch

ίο diese Bewegung wird die Schaltstange 37 zusammen mit der bewegbaren Kontaktbrücke 34 mit den beiden Kontaktstücken 32,33 in die offene Stellung gebracht

Wie in F i g. 2 dargestellt ist ist die Kontaktbrücke 34 mit der Schaltstange 37 durch einen Stift 38 am Ansatz 35 verbunden, der durch einen Schlitz 38' in der Schaltstange 37 hindurchgeht so daß diese Verbindung einen toten Gang aufweist Die Schaltstange 37 ruft in der Normalstellung durch die Druckfeder 40 einen Kontaktdruck hervor, die am Stift 41 innerhalb der Schaltstange 37 verankert ist Wenn die Schaltstange 37 anfängt sich zu bewegen, bewegt sich die Kontaktbrükke 34 erst dann mit wenn der tote Gang im Schlitz 38' verbraucht ist

Die Größe des toten Ganges im Schlitz 38' im Vergleich zur Tiefe des Schlitzteiles 7t A des Schlitzes 71 ist so gewählt daß die Schaltstange 37 bei ihrer Bewegung in die geöffnete Stellung zuerst den Stift 70 aus dem Schlitzteil 7iA heraushebt bevor sich die bewegbaren Kontaktstücke öffnen. Wenn daher ein Kurzschlußstrom auftritt der gerade groß genug ist um die Kontaktstücke zu trennen, wird der Stift 70 aus dem Schlitzteil 7t A herausgehoben, so daß die Kontaktstükke nun von der Feder 72 in die geöffnete Stellung gebracht werden können. Wenn also die Kontaktstücke durch die Magnetspule 29 einmal getrennt worden sind, bewegen sie sich immer in die geöffnete Stellung, so daß es nicht möglich ist daß sich die Kontaktstücke nach

dem öffnen sofort wieder schließen.

Wenn die Kraft die in Trennrichtung auf die Kontaktstücke einwirkt so groß ist daß die Kontaktstücke etwas voneinander abheben, ist sichergestellt, daß die Kontaktstücke auch ganz in die offene Schaltstellung gelangen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Strombegrenzungsschalter, dessen ein bewegbares Kontaktstück tragende Schaltstange über einen entweder von Hand oder durch einen Überstromauslöser auslösbaren Schaltmechanismus oder bei Kurzschluß von einem unabhängig vom Schaltmechanismus arbeitenden Schnellauslöser betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schaltstange (37) und einem diese betätigenden Zwischenglied (58) des Schaltmechanismus eine Zwischenklinke (66) schwenkbar angeordnet ist, die einen Stift (70) aufweist, der in eine vom Schnellauslöser (Magnetspule 29) lösbare Sperre des Zwischengliedes (58) eingreift

2. Strombegrenzungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre im Zwischenglied (58) einen Schlitz (71) mit einem dazu im Winkel angeordneten Schlitzteil (71 A) aufweist und die Zwischenklinke (66) mit ihrem Stift (70) durch eine Feder (72) gegen den Schlitzteil (J\A) vorgespannt ist derart, daß zum Lösen der Sperre der Stift (70) aus dem Schlitzteil (J\A) herausschwenkbar ist

3. Strombegrenzungsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Schaltstange (37) angebrachter Stift (67) in einen Schlitz (66Λ) in der Zwischenklinke (66) eingreift und bei Verschiebung der Schaltstange (37) in eine Schalteröffnungsposition den Stift (70) auf der Zwischenklinke (66) aus dem Schlitzteil (71 AJherausschwenkt

4. Strombegrenzungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Lösen der Sperre die an der Schaltstange (37) schwenkbar angelenkte Zwischenklinke (66) gegen das Zwischenglied (58) verschiebbar ist, wobei der Stift (70) in dem Schlitz (71) gleitet