DE2215885B2

DE2215885B2 - Elektrischer Schalter mit Betätigung durch einen Handgriff

Info

Publication number: DE2215885B2
Application number: DE2215885A
Authority: DE
Inventors: James O. Beaver Rexroad; Louis N. Beaver Falls Ricci
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1971-04-01
Filing date: 1972-03-28
Publication date: 1980-01-03
Also published as: DE2218420A1; AU474143B2; JPS4735761A; CA944798A; AR194094A1; CH544997A; AU472522B2; BE781360A; CH531785A; ES401327A1; JPS5232066B1; FR2133596B1; US3749867A; DE2215885A1; DE2215885C3; AT311469B; AT312736B; IT950754B; AU3992672A; GB1383954A

Description

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Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit elektrischen Schaltern wie sie insbesondere für Niederspannungs-Verteilungsanlagen benötigt werden. Hierfür kommen von Hand betätigbare Schalter in Betracht, deren Nennspannung etwa in der Größenordnung von 250 V Gleichspannung oder 600 V Wechselspannung liegt und deren Nennstrom etwa 800 oder 1200A beträgt Außer diesen sogenannten Hauptschaltern werden noch Schalter für kleinere Nennströme benötigt um die einzelnen Abzweige zu schalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter zu schaffen, der für den genannten Zweck durch seine Konstruktion und seine Betriebseigenschaften besonders geeignet ist. Insbesondere soll der Schalter eine flache Bauform besitzen, damn er nicht über die Abzweigschalter übersteht und den Bau von Schalttafeln mit geringer Tiefe ermöglicht. Ferner soll die Einschaltstellung der Schaltstücke des Schalters unbedingt zuverlässig angezeigt werden, insbesondere also auch dann, wenn die Schaltstücke des Schalters infolge ungünstiger Umstände verschweißt sind und von ihrem Antriebsmechanismus nicht getrennt werden können. Ferner ist es erwünscht, die Schalter nicht nur durch ihre Handgriffe, sondern auch durch Fernbetätigung ausschalten zu können, ohne die verhältnismäßig aufwendige Bauart beispielsweise der bekannten Niederspannungs-Leistungsschalter wählen zu müssen

Die Erfindung geht hierzu von einem elektrischen Schalter mit Betätigung durch einen Handgriff, insbesondere einem Niederspannungs-Hauptschalter für Verteilungsanlagen, aus, der mit festen und relativ dazu durch Kniehebel um eine Drehachse bewegbaren Schaltstücken und einem beweglichen, in einer Normalstellung verriegelbaren Widerlager füi einen der Kniehebel sowie mit an dem Kniegelenk der Kniehebel angreifenden Kniehebel-Spannfedern versehen ist. Schaltstückantriebe mit Kniehebeln und Kniehebel-Spannfedern sind bei sogenannten Kipphebel-Selbstschaltern bekannt, wie sie z. B. in der US-PS 28 92 054 beschrieben sind.

Gemäß der Erfindung sind die Kniehebel und die Kniehebel-Spannfedern auf der den beweglichen Schaltstücken abgewandten Seite der Drehachse der Schaltstücke angeordnet Diese Maßnahme wirkt sich in überraschender Weise auf die Bauform des Schalters aus. Während sich nämlich bei der bisher üblichen Anordnung der Kniehebel und der Spannfedern im wesentlichen oberhalb der beweglichen Schaltstücke eo bzw. ihrer Träger eine verhältnismäßig große Höhe des Schalters ergab, ermöglicht die Erfindung den Bau flacher Schalter, die bei der Anwendung als Schalttafel-Hauptschalter bündig mit Abzweigschaltern für geringere Nennströme abschließen.

Darüber hinaus können wertvolle konstruktive Verbesserungen insbesondere dann erzielt werden, wenn die Schaltstücke und die Lagerstellen der Kniehebel so angeordnet werden, daß die Bewegung des Kniegelenkes und der beweglichen Schaltstücke beim Ein- und Ausschalten überwiegend senkrecht zu einer Grundplatte des Schalters erfolgt und sich die Kniehebel-Spannfedern nach der den Schaltstücken abgewandten Seite des Kniegelenkes erstrecken. Für die Bewegung der Kniehebel steht in dieser Richtung ausreichend Platz zur Verfügung, während die Kniehebel-Spannfedern reichlich bemessen werden können, was insbesondere eine gute Kontaktöffnungskraft ergibt Ferner befinden sich die Spannfedern iii der größtmöglichen Entfernung von den Schaltstücken.

Ferner ist es vorteilhaft, die Träger, an denen die Schaltstücke gegen Federkraft verschieblich angeordnet sind, durch eine Isoliertraverse zu verbinden, an der Antriebs winkel mit Lagerstellen für einen das eine Ende eines der Kniehebel durchsetzenden Bolzens befestigt sind. Die Isoliertraverse sorgt für eine vollständige elektrische Isolierung der beweglichen Schaltstücke von ihren Antriebsteilen.

In Weiterbildung der Erfindung kann das bewegliche Widerlager für einen der Kniehebel drehbar gelagert sein und kann sich in der Normalstellung mittels eines Vorsprunges an einem Anschlag eines schwenkbar gelagerten Auslösehebels abstützen, de.- mittels einer FernauslÖFevorrichtung betätigbar ist. Man gewinnt dadurch die für Schalttafel-Hauptschalter neue Funktion einer Fernauslösung, die entweder willkürlich durch eine Bedienungsperson oder selbsttätig in Abhängigkeit z. B. von Stromüberwachungseinrichtungen erfolgen kann. Der zuletzt genannte Auslösevorgang kann dann von Vorteil sein, wenn der Schalter mit Schmelzsicherungen ausgerüstet ist, die bekanntlich Fehlerströme beträchtlicher Höhe längere Zeit bestehen lassen oder gar nicht abschalten.

Das erwähnte drehbare Widerlager kann zugleich so ausgebildet sein, daß es einen Anschlag für die Kniehebel in ihrer Übertotpunktlage bildet und kann außerdem einen weiteren Vorsprung besitzen, auf den ein die Kniehebel-Spannfedern erfassender Bolzen im Sinne der Rückstellung des Widerlagers in seine Normalsstellung anschließend an eine Fernauslösung einwirkt. Trotz dieser mehrfachen Funktionen kann das drehbare Widerlager ein einfaches Bauteil sein, das aus einem scheibenförmigen Hauptkörper und einer an. diesem befestigten beidseitig überstehenden Lagerbuchse besteht, die einen Lagerbolzen aufnimmt

Der für die Fernauslösung vorgesehene Auslösehebel kann durch einen Elektromagnet betätigbar sein, in Reihe mit dessen Spule der Kontakt eines Hilfsschalters geschaltet ist, der in Abhängigkeit von der Bewegung der beweglichen Schaltstücke des Schalters antreibbar und bei geschlossenen Schaltstücken ebenfalls geschlossen ist. Das drehbare Widerlager kann deshalb nicht unbeabsichtigt bei geöffneten Schaltstücken ausgelöst werden.

Um auch die erwähnte selbsttätige Auslösung des Schalters zu ermöglichen, kann ein von einer Hilfsspannungsquelle gespeister Auslösestromkreis vorgesehen sein, der von einem die Leiter eines Netzes erfassenden Stromwandler beeinflußbar ist. Im übrigen kann der Schalter mit einer Anzeigevorrichtung ausgestattet sein, die anspricht, wenn der Schalter durch Fernbetätigung ausgeschaltet worden ist

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen die Betätigung der Kniehebel-Spannfedern. Hierzu kann ein Winkelhebel vorgesehen sein, dessen einer Schenkel von einer Hebeleinrichtung antreibbar

ist, die den Handgriff und einen verschiebbar gelagerten Schlitten umfaßt, und dessen anderer Schenkel mittels eines Bolzens die Kniehebel-Spannfedern antreibt. Der Winkelhebel bewirkt eine Umlenkung einer in der Ebene der Abdeckung des Schalters stattfindenden Bewegung in eine dazu annähernd senkrechte Bewegung, wobei zugleich eine Übersetzung möglich ist. Ferner kann die Hebeleinrichtung einschließlich des erwähnten Schlittens an einer Abdeckung des Schalters angeordnet sein, die von dem Schalter abgenommen oder um ein Scharnier geschwenkt werden kann. Dadurch läßt sich die Hebeleinrichtung von dem Winkelhebel trennen mit dem Ergebnis, daß der Schalter nur mit großem Kraftaufwand oder besonderen Werkzeugen geschaltet werden kap.ü.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß aus Sicherheitsgründen die unbedingt zuverlässige Anzeige erwünscht ist, ob die Schaltstücke des Schalters geöffnet oder geschlossen sind. Dies kann im Rahmen der Erfindung durch eine räumliche Zuordnung der Kniehebel und des Winkelhebels erreicht werden, bei der die Wirkungslinie der Kraft der Kniehebel-Spannfedern erst beim Eintritt der Kniehebel in die Stellung entsprechend vollständig geöffneten Schaltstücken in eine Übertotpunktsteilung bezüglich der Achse des Lagerbolzens des Winkelhebels gelangt. Sind aber die Schaltstücke in der Einschaltstellung miteinander verschweißt, so wird die Kniehebf 1-Spannfeder diese Übertotpunktstellung nicht erreichen können und deshalb den Handgriff des Schalters nach versuchter Ausschaltung in die Stellung »Ein« zurückdrehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die F i g. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Schalttafel einer Niederspannungs-Verteilung mit einem Hauptschalter und mehreren Abzweigschaltern.

Ein als Hauptschalter für die Schalttafel gemäß der F i g. 1 verwendbarer dreipoliger Schalter ist in F i g. 2 mit abgenommener Abdeckung in der Draufsicht gezeigt.

In den F i g. 3, 4, 5 und 6 ist der in F i g. 2 gezeigte Schalter im Längsschnitt dargestellt, und zwar zeigt die

F i g. 3 den Mechanismus in der Einschaltstellung,

F i g. 4 in der Ausschaltstellung nach einer Betätigung von Hand,

F i g. 5 bei verschweißten Schaltstücken und

F i g. 6 nach einer Fernauslösung.

Einzelteile des Schalters gemäß den vorangehenden Figuren zeigen die Fig. 7 bis 10 in perspektivischen Darstellungen. Hierbei sind in den F i g. 7 und 8 zwei Stützwinkel einer Rahmenanordnung dargestellt. Die Fig.9 zeigt das drehbare Widerlager für einen der Kniehebel und F i g. 10 den Winkelhebel zum Antrieb der Kniehebel-Spannfedern.

Die F i g. 11 zeigt den Aufbau eines der feststehenden Schaltstücke des Schalters.

Die Fig. 12 und 13 zeigen in zwei verschiedenen Ansichten die Fernauslösevorrichtung des Schalters.

In Fig. 14 ist der Auslösestromkreis für die Fernauslösevorrichtung dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine Schalttafel 1, die einen Hauptschalter 2 und Abzweigschalter 3 bis 9 enthält Diese Abzweigschalter sind kein Bestandteil der vorliegenden Erfindung; sie können beispielsweise entsprechend der US-PS 35 25 835 gestaltet sein. Die Stromschienenverbindungen zwischen den verschiedenen Schaltern sind in F i g. 1 nicht gezeigt Die Schaltung kann jedoch beispielsweise so gewählt sein, daß die Einspeisung über den Hauptschalter 2 erfolgt, an den die Abzweigschalter 3 bis 9 angeschlossen sind, die weitere Stromkreise steuern.

Im folgenden wird ein Schalter 10 beschrieben, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist und als Hauptschalter 2 in F i g. 1 verwendet werden kann. Die Strombahn des Schalters 10 umfaßt drei Leiterplatten 84,85 und 86, an denen je eine Anschlußklemme LX, L 2 und L 3

ίο befestigt ist (F i g. 2, 3 und 4). Von dort fließt der Strom durch feststehende Hauptschaltstücke 24a und 24b (siehe Fig. 11), bewegliche Hauptschaltstücke 25a und 25b sowie über Leitungsbänder 88 zu Tragplatten 90,91 und 92 für die beweglichen Schaltstücke. Wie die F i g. 2

'^s zeigt, besitzen die Tragplatten 90, 9! und 92 Verlängerungen, die Anschlußplatten 90a, 91a und 92a bilden, an denen mittels Bolzen 94 die Kontaktfahnen 96 von Schmelzsicherungen 82Λ, 82B und 82C befestigt sind. Der Strom tritt von hier durch die Schmelzsicherungen und die anderen Kontaktfahnen hindurch, die an Sockelplatten lOOA, lOOßund lOOCmit Bolzen befestigt sind. Rechts von den Sockelplatten 100Λ, lOOß und lOOC befinden sich den Anschlußklemmen L1, L 2 und L 3 entsprechende Anschlußklemmen Fl, F2 und F3 der Lastseite, die mit den von den Abzweigschaltern 3 bis 9 in F i g. 1 gesteuerten Abzweigen verbunden sein können. Die Schmelzsicherungen 82Λ 82ß und 82C sorgen für den Schutz gegen Fehler- oder Überströme und können z. B. für 1200 A bei 600 V Wechselspannung bemessen sein.

Der Schalter 10 ist mit Lichtbogenlöschkammern 102 versehen, die in den F i g. 3 und 4 im Schnitt gezeigt sind. Das feststehende Schaltstück 24 (vgl. Fig. 11) umfaßt feststehende Hauptschaltstücke 24a und 24b und ein vorstehendes feststehendes Lichtbogenschaltstück 24c, das auf einer Lichtbogenplatte 24c/angeordnet ist

In Fi g. 1 ist ein Handgriff 11 gezeigt der von einer Bedienungsperson in eine »Ein«- und eine »Aus«-Stellung gebracht werden kann, wobei mittels einer Hebeleinrichtung 21 ein Antriebsmechanismus 22 betätigt wird. Das Gehäuse 12 des Schalters 10 besitzt eine Abdeckung 13, die mittels eines Scharniers 14 schwenkbar an dem Gehäuse 12 angeordnet ist. Zum Verschließen dient ein Haken 15. Die Abdeckung 13 kann in bekannter Weise mittels eines Vorhängeschlosses in der geöffneten oder geschlossenen Stellung gesperrt werden.

Die Hebeleinrichtung 21 umfaßt eine Platte 16 (Fig.4), die mittels eines Schaftes 11a an der

so Abdeckung 13 drehbar gelagert ist und die ein exzentrisch angeordnetes Gelenk 17 für eine Kupplungsstange 18 besitzt, die einen zwischen vier Führungen 20 hin- und hergehend bewegbaren Schlitten 19 antreibt Dieser Schlitten besitzt seitliche Ausnehmungen 19a, die mit einer Antriebsstange 56 des Antriebsinechanismus 22 zusammenwirken, wie noch erläutert wird.

Der Antriebsmechanismus 22 betätigt die beweglichen Schaltstücke 25 des Schalters 10. Das bewegliche Schaltstück 25 umfaßt ein Lichtbogenschaltstück 25c; dem zwei Paare von Hauptschaltstücken 27 und 28 zugeordnet sind, die aus je zwei Fingerschaltstücken 27a und 28a bestehen. Alle diese Schaltstücke besitzen seitliche Bohrungen 30 (F i g. 4) für einen Gelenkbolzen 31, der in den sich abwärts erstreckenden Schenkeln 33a eines Trägers 33 gelagert ist Der Träger 33 ist um einen ortsfesten Bolzen 33b schwenkbar gelagert Der Träger 33 ist an einer Isoliertraverse 34 befestigt, die sich über

die drei Pole A, Bund Cdes Schalters 10 erstreckt und alle Träger 33 miteinander verbindet (F i g. 2). Das Lichtbogenschaltstück 25c jeder Poleinheit ist durch eine Kontaktkraftfeder 35 abgestützt Den Fingerschaltstücken 27 und 28 sind eigene Kontaktkraftfedern 36 zugeordnet, deren obere Enden in tassenförmige Federhalter 36a eingreifen, die an dem Träger 33 befestigt sind.

Der Antriebsmechanismus 22 umfaßt ein Paar von gelenkig verbundenen Kniehebeln 37 und 38, die jeweils aus zwei gleichen, parallel angeordneten Hebeln 37a und 38a zusammengesetzt sind. In den F i g. 3 bis 6 sind jedoch jeweils nur einzelne Kniehebel 37 und 38 sichtbar. F i g. 4 zeigt, daß der Kniehebel 37 mit einem Paar von irn Abstand voneinander angeordneten !5 Antriebswinkeln 40 gelenkig verbunden ist, die durch Befestigungsschrauben 41 an der Isoliertraverse 34 befestigt sind. Die Gelenkverbindung wird durch einen Gelenkbolzen 42 gebildet, der sich durch den rückwärtigen Teil der Antriebswinkel 40 und die linken Enden der Kniehebel 37 erstreckt. Die Kniehebel 37 und 38 sind miteinander durch einen Kniegelenkbolzen 44 verbunden, der beidseitig eine Verlängerung 44a besitzt, die als Widerlager für die einen Enden zweier Kniehebel-Spannfedern 46 dient Die anderen Enden der Kniehebel-Spannfedern greifen an einem Bolzen 48 an, der in Schlitzen 49 in den Enden der Schenkel 50b zweier gleicher Winkelhebel 50 (F i g. 2 und 10) gehalten ist die mittels Bohrungen 51a auf ortsfesten Lagern drehbar gelagert sind. Jedes Lager ist durch einen Niet 51 b gebildet, der sich durch eine öffnung 51 in der Seitenwand 53a eines Stützwinkels 53 erstreckt der in F i g. 7 näher dargestellt ist Durch je eine Bohrung in den Enden der Schenkel 50a erstreckt sich die erwähnte Antriebsstange 56. Der Winkelhebel 50 ist gesondert in Fig. 10 gezeigt

Dem Stützwinkel 53 ist ein gleicher Stützwinkel 54 zugeordnet der mit einem weiteren Niet 5\b versehen und in F i g. 8 gesondert dargestellt ist Durch öffnungen 63 der Stützwinkel 53 und 54 erstrecken sich die abgesetzten Enden 61a einer Anschlagrolle 61, die als Anschlag für die Schaltstücke 25 in der vollständig geöffneten Stellung entsprechend den Fig.4 und 6 dient Beide Stützwinkel bilden eine Rahmenanordnung 60 zur Lagerung der bewegbaren Teile des Antriebsmechanismus 22 (F i g. 2).

Eine Drehung des Handgriffes 11 bewirkt mittels der Teile 16 bis 18 eine nach rechts gerichtete Bewegung des Schlittens 19, der mittels der Ausnehmungen 19a die Antriebsstange 56 nach rechts transportiert Ausgehend von der Stellung der Teile gemäß der Fig.3 (»Ein«), werden dadurch die Winkelhebel 50 im Uhrzeigersinn geschwenkt und die rechten Enden der Kniehebel-Spannfedern 46 nach unten bewegt, wie dies der F i g. 4 zu entnehmen ist Die Wirkungslinie der von den Kniehebel-Spannfedern 46 ausgeübten' Kraft bewegt sich dadurch in eine Stellung unterhalb des Gelenkbolzens 58 des Kniehebels 38 und bewirkt den Obergang der Kniehebel 37 und 38 in die Stellung gemäß der F i g. 4 (»Aus«) und damit die öffnung der Schaltstücke 24 und 25 infolge des Wegfalls der Stützwirkung.

Bei der Ein- und Ausschaltung wird die Bewegung des Bolzens 48, an dem die Kniehebel-Spannfedern 46 aufgehängt sind, durch Anschläge 536,53c und 54b, 54c der Stützwinkel 53 und 54 begrenzt Diese Anschläge es sind durch Ausnehmungen 53c/ und SAd gebildet (vgl. Fig. 7 und 8).

Dementsprechend kann zur Schließung des Schalters

10 durch eine Drehung des Handgriffes 11 der Schlitten 19 nach links bewegt werden, wodurch der Winkelhebel 50 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt und die Wirkungslinie der Kraft der Kniehebel-Spannfedern 46 in eine Stellung oberhalb des Gelenkbolzens 58 transportiert werden. Dieses bewirkt die Streckung der Kniehebel 37 und 38 und die Schließung der Schaltstücke 24 und 25 entsprechend der F i g. 3.

F i g. 5 veranschaulicht den Vorgang, daß die Schaltstücke 24 und 25 geschlossen sind und die Bedienungsperson sie öffnen möchte, wobei angenommen ist, daß die Schaltstücke verschweißt sind. Die Wirkungslinie der Kraft der Kniehebel-Spannfedern ist in eine Stellung unterhalb des Gelenkbolzens 58 gelangt, und der Zusarnrr.cnfa!! des Kniehebelsystems hat begonnen. Bringt der Antriebsmechanismus 22 zum Aufbrechen der Verschweißung nicht genügend Kraft auf, so kehrt die Wirkungslinie der Kraft der Kniehebel-Spannfedern 46 in eine Stellung oberhalb des Gelenkbolzens 58 zurück, und mittels des Schlittens 19 und des Handgriffes 11 wird die tatsächliche, d. h. geschlossene Stellung der Schaltstücke 24 und 25 angezeigt Dies beruht darauf, daß bei der durch die Verschweißung gegebenen Stellung der Kniehebel 37 und 38 die Wirkungslinie der Kraft der Kniehebel-Spannfedern 46 oberhalb der Verbindungslinie der Drehachse (Niet SXb) des Winkelhebels 50 und des Bolzens 48 verläuft und deshalb auf den Winkelhebel 50 eine Rückstellkraft ausgeübt wird, die den Handgriff 11 in die Stellung »Ein« zurückführt Um diese für die Anwendung des Schalters 10 als Schalttafel-Hauptschalter wichtige Funktion zu erreichen, sind die Kniehebel 37 und 38 und der Winkelhebel 50 bezüglich ihrer Lagerungen derart angeordnet daß die Kniehebel-Spannfedern 46 erst dann in die Übertotpunktsteilung gelangen, die den Winkelhebel 50 und damit den Handgriff 11 in der »Ein«-Stellung hält wenn sich die Schaltstücke 24, 25 berühren und die Kontaktkraftfedern 35 und 36 durchgedrückt sind.

Der Kniehebel 38 ist auf einem Gelenkbolzen 58 gelagert, der sich an einem drehbar gelagerten und verriegelbaren Kniehebel-Widerlager 65 befindet das gesondert in F i g. 9 gezeigt ist Durch eine Lagerbuchse 67, die an dem Hauptkörper 6Sd des drehbaren Widerlagers 65 beidseitig überstehend befestigt ist erstreckt sich ein Bolzen 66, der durch öffnungen 68 in den Schenkeln 53a und 54a der in den F i g. 7 und 8 gezeigten Stützwinkel 53 und 54 hindurchtritt In seiner Normalstellung ist das drehbare Widerlager 65 gegen Drehung dadurch gesperrt, daß ein Vorsprung 65a an einer Rolle 72 anliegt deren Anordnung noch erläutert wird. In der geschlossenen Stellung der Schaltstflcke 24 und 25, bei der sich die Kniehebel 37 und 38 in der gestreckten Lage befinden, dient ein Vorsprung des Hauptkörpers des drehbaren Widerlagers 65 als Übertotpunktanschlag 6Sb. Diese Stellung ist in F i g. 3 gezeigt Ein weiterer Vorsprung 65c des drehbaren Widerlagers 65 ist für die Rückstellung vorgesehen.

Die Rolle 72 befindet sich am Ende eines für die elektrische Fernauslösung des Schalters 10 vorgesehenen Auslösehebels 70, der rinnenartig gestaltet ist und der auf einem Lagerstift 69 drehbar gelagert ist, der in öffnungen 64 der Stützwinkel 53 und 54 der Rahmenanordnung 60 eingreift Wird ein Elektromagnet 73 erregt, so wird der Auslösehebel 70 freigegeben und die Kniehebel-Spannfedern 46 können das Widerlager 65 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Stellung gemäß der F i g. 6 drehen. Dabei weicht der Gelenkbol-

zen 58 nach rechts aus und die Schaltstücke 24 und 25 werden geöffnet. Um das Widerlager 65 in seine Normalstellung zurückzustellen, wird der Handgriff U aus der Stellung gemäß der F i g. 6 vollständig in die »Aus«-Stellung gemäß der F i g. 4 gebracht. Dies führt zwangsläufig zur Anlage des Bolzens 48, der die rechten Enden der Kniehebel-Spannfedern 46 trägt, an dem Vorsprung 65c des drehbaren Widerlagers 65 und zur Überführung des Gelenkbolzens 58 um die ortsfeste Lagerung 66 herum in die Stellung gemäß den F i g. 3,4 und 5. Dabei sorgt eine Rückstellfeder 70a für die Anlage der Rolle 72 an dem Widerlager 65.

Am Anschluß an die Rückstellung des Widerlagers 65 und damit des Gelenkbolzens 58 kann die Bedienungsperson den Handgriff 11 in die »Ein«-Stellung bringen, worauf die beschriebenen Vorgänge ablaufen.

In Fig. 14 ist der Betätigungsstromkreis 81 für den Elektromagnet 73 einer Fernauslösevorrichtung 71 gezeigt, die zur Fernauslösung des Schalters 10 benutzt wird. Die Fernauslösevorrichtung 71 erlaubt es, den Schalter 10 entweder auf Anforderung einer Bedienungsperson oder selbsttätig auszulösen, wenn ein bestimmter Betriebszustand eintritt Ein wesentlicher Anwendungsfall der Fernauslöseeinrichtung ist voraussichtlich der Schutz gegen niedrige Erdschlußströme, gegen die Schmelzsicherungen keinen Schutz bieten. Aus den Schmelzzeitkennlinien von Schmelzsicherungen geht nämlich hervor, daß eine Schmelzsicherung für 1200 A einen Erdstrom von 3000 A eine Minute lang und einen Strom von 1000 A zeitlich unbegrenzt bestehen läßt

Fig. 14 zeigt ferner eine Schaltung für die Fehlerstromerfassung, in der die Phasenleiter eines Drehstromnetzes durch einen Stromwandler 99 geführt sind und die Energie zur Betätigung der Fernaulösevorrichtung durch eine äußere Hilfsquelle 103 bereitgestellt wird. Hierzu kann eine Hilfsspannung von 110 V Wechselspannung vorgesehen sein. In Reihe mit der Spule 75 des Elektromagneten 73 sind die Kontakte eines Hilfsschalters 77 geschaltet, der in den Fi g. 2, 12 und 13 näher dargestellt ist Der Hilfsschalter 77 besitzt einen Antriebshebei 80, an dem die Isoliertraverse 34 anliegt, wenn die Schaltstücke 24 und 25 des Schalters 10 geöffnet sind. Infolgedessen sind die Kontakte 78 des Hilfsschalters 77 ebenfalls geöffnet und die Anlegung einer Spannung an den Stromkreis 81 bleibt wirkungslos. Andererseits wird die Berührung der Isoliertraverse 34 mit dem Antriebshebel 80 des Hilfsschalters 77 aufgehoben, wenn die Schaltstücke 24 und 25 geschlossen sind. Dadurch werden die Kontakte 78 geschlossen, und der Stromkreis 81 für die Fernauslösung wird vervollständigt Der Stromwandler 99 ist durch Leiter 79 mit einem AuSiVertungsschaltkreis 81a verbunden, der bei zu großem Fehlerstrom einen Thyristor 81 b zündet und dadurch die Spule 75 unmittelbar an die Hiifsspannungsquelle 103 anschließt

Der Handgriff 11 verbleibt in der »Ein«-Stelluag, wenn der Schalter durch Fernsteuerung ausgelöst wird. Auf der Schalterabdeckung 13 ist ein Auslöseanzeiger 95 angebracht Wird der Schalter ausgelöst, bewirkt die Drehung des Widerlagers 65, daß ein Stößel 95a des Auslöseanzeigers 95 in eine Anzeigestellung an der Außenseite der Schalterabdeckung bewegt wird. Ein zusätzlicher Alarmschalter 62 arbeitet ebenfalls nur, wenn der Schalter durch den Auslösehebel 70 ausgelöst worden ist

Wie die F i g. 3, 4, 5 und 6 erkennen lassen, sind die Kniehebel 37 und 38 rechts, d. h. auf der dem Schaltstück 25 der mittleren Poleinheit abgewandten Seite des Bolzens 33ft angeordnet In ihrer Strecklage verlaufen die Kniehebel daher überwiegend parallel zu der Grundplatte 115, während sie bei der bisher üblichen Anordnung eine hierzu überwiegend senkrechte Stellung einnehmen würden. Dementsprechend bewegt sich der Kniegelenkbolzen 44 ebenso wie die Schaltstücke 25

ίο überwiegend senkrecht zu der Grundplatte 115 des Schalters 10. Die Bauhöhe des Antriebsmechanismus 22 und damit des gesamten Schalters 10 wird dadurch soweit verkleinert, daß in dem Beispiel gemäß der F i g. 1 ein bündiger Abschluß des Hauptschalters 2 mit den Abzweigschaltern 3 bis 9 erreicht werden kann.

Durch die Anordnung des Kniehebelsystems seitwärts von dem Kontaktsystem wird ferner erreicht, daß sich die Kniehebel-Spannfedern 46 ebenfalls im wesentlichen parallel zu der Grundplatte 115 erstrek ken. Da in dieser Richtung ausreichend Platz zur Verfügung steht, können vorzugsweise längere Kniehebel-Spannfedern 46 als üblich verwendet werden, was eine weniger kritische Auslegung ermöglicht Man erreicht dadurch auch eine gute Öffnungskraft bei einem

Abschaltvorgang.

Ferner befinden sich die Kniehebel-Spannfedern 46 durch die neue Anordnung in verhältnismäßig großer Entfernung von dem Handgriff 1. Beim öffnen der Abdeckung 13 wird der Schlitten 19 von der Antriebsstange 56 abgehobea Da nun die durch den Handgriff 11 und den Kupplungshebel 18 gegebene Übersetzung fehlt, kann der Antriebsmechanismus 22 nur mit besonderem Kraftaufwand oder besonderen Werkzeugen betätigt werden. Zur Sicherheit trägt ferner bei, daß der Antriebsmechanismus 22 durch die

Isoliertraverse 34 elektrisch isoliert ist Eine wesentliche Eigenschaft des Schalters 10 ist auch die zuverlässige

»Ein«-Anzeige bei verschweißten Schaltstücken.

Der Antriebsmechanismus 22 besteht aus wenigen

Teilen, die vielfältige Funktionen besitzen. Beispielsweise dient die Anschlagrolle 61 nicht nur als Anschlag für die Schaltstücke 25 in der geöffneten Stellung, sondern auch als Stütze für die Stützwinkel 53 und 54. Die Antriebsstange 56 dient nicht nur der Abstützung der Winkelhebel 50, sondern auch zu deren Kupplung mit dem Schlitten 19. Zusätzlich trägt der Bolzen 48 nicht nur die Kniehebel-Spannfedern 46, sondern hat auch eine Rückstellfunktion bezüglich des Widerlagers 65. Ferner hat das drehbare Widerlager 65 eine Vielzahl

von Funktionen. Zunächst dient der Vorsprung 65a der Verriegelung in der Normalstellung; weiter dient ein Teil 656 als Übertotpunktanschlag für die Kniehebel; ein weiterer Teil 65c dient als Rückstellmittel, an dem der Bolzen 48 der Kniehebel-Spannfedern angreift Außerdem dient der Kniegelenkbolzen 44 als symmetrisch wirkendes Widerlager 44a für die Kniehebel-Spannfedern 46, um die Spannungen und Kräfte zu vergleichmäßigen, die an dem Antriebsmechanismus 22 angreifen.

ω Der Zusammenbau des Antriebsmechanismus 22 ist einfach. Die Stützwinkel 53 und 54 können durch Schrauben 116 an der Grundplatte 115 des Schalters befestigt werden (F ig. 4), nachdem die verschiedenen Gelenkstifte und Bolzen in die öffnungen der Seitenteile 53a und 54a der Stützwinkel 53, 54 eingeführt worden sind.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter mit Betätigung durch einen Handgriff, insbesondere Niederspannungs-Hauptschalter für Verteilungsanlagen, mit festen und relativ dazu durch Kniehebel um eine Drehachse bewegbaren Schaltstücken und einem beweglichen, in einer Normalstellung verriegelbaren Widerlager für einen der Kniehebel sowie mit an dem Kniegelenk der Kniehebel angreifenden Kniehebel-Spannfedern, deren Wirkungsrichtung zur Ein- und Ausschaltung mittels des Handgriffes und mittels von diesem angetriebener Übertragungsglieder veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kniehebel (37,38) und die Kniehebel-Spannfedern (46) auf der den beweglichen Schaltstücken (25) abgewandten Seite der Drehachse (33b) der Schahstücke (25) angeordnet sind.

2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Anordnung der Schaltstücke (24, 25) und der Lagerstellen der Kniehebel (37, 38) die Bewegung des Kniegelenkes (44) und der beweglichen Schaltstücke (25) beim Ein- und Ausschalten überwiegend senkrecht zu einer Grundplatte (115) des Schalters (10) erfolgt und daß sich die Kniehebel-Spannfedern (46) nach der den Schaltstücken (25) abgewandten Seite des Kniegelenks (44) erstrecken.

3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Schaltstücke (25) an ihren Trägern (33) gegen Federkraft (35,36) verschieblich angeordnet sind und daß die Träger (33) der Schaltstücke nebeneinander angeordneter Poleinheiten des Schalters (10) durch eine Isoliertraverse (34) verbunden sind, an der Antriebswinkel (40) mit Lagerstellen für einen das Ende eines der Kniehebel (37) durchsetzenden Gelenkbolzen (42) befestigt sind.

4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das beweglich angeordnete Widerlager (65) für einen der Kniehebel (38) drehbar gelagert ist und sich in der Normalstellung mittels eines Vorsprunges (65a; an einem Anschlag (72) eines schwenkbar gelagerten Auslösehebels (70) abstützt, der mittels einer Fernauslösevorrichtung (71) betätigbar ist.

5. Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbar gelagerte Widerlager (65) einen Anschlag (656; für die Kniehebel (37, 38) in deren Übertotpunktsteilung bei geschlossenen Schaltstücken (24,25) besitzt.

6. Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbar gelagerte Widerlager (65) einen weiteren Vorsprung (65c) besitzt, auf den ein die Enden der Kniehebel-Spannfedern (46) erfassender Bolzen (48) bei der nach erfolgter Fernauslösung vorzunehmenden Ausschaltbewegung des Handgriffes (11) im Sinne der Rückstellung des Widerlagers (05) in seine Normalstellung einwirkt

7. Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbar gelagerte Widerlager (65) einen scheibenförmigen Hauptkörper (65d) mit den Vorsprüngen (65a, 65c;für die Verriegelung in der Normalstellung bzw. die Rückstellung und den Anschlag (65b) für die Kniehebe! (37,38) sowie eine beidseitige überstehende rohrförmige Lagerbuchse (67) aufweist, durch die sich ein Lagerbolzen (66) erstreckt

8. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösehebel (70) durch einen Elektromagnet (73) betätigbar ist in Reihe mit dessen Spule (75) der Kontakt (78) eines Hilfsschalters (77) geschaltet ist, der in Abhängigkeit von der Bewegung der beweglichen Schaltstücke (25) antreibbar und bei geschlossenen Schaltstücken (24, 25) geschlossen ist

9. Elektrischer Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Elektromagneten (73) ein von einer Hilfsspannungsquelle (103) gespeister Auslösestromkreis (81) dient der von einem die Leiter eines Netzes erfassenden Stromwandler (99) beeinflußbar ist

10. Elektrischer Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der Hilfsschalter (77) einen Antriebshebel (80) besitzt, der mit der Isoliertraverse (34) zusammenwirkt

11. Elektrischer Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß an der Abdeckung (13) des Schalters (10) eine Anzeigevorrichtung (95) vorgesehen ist die bei Betätigung des Auslösehebels (70) anspricht

12. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Kniegelenk (44) gegenüberliegende Ende der Kniehebel-Spannfedern (46) durch den Bolzen (48) mit dem Ende des einen Schenkels (50b) eines Winkelhebels (50) verbunden ist, dessen anderer Schenkel (50a) durch eine Hebeleinrichtung (21) antreibbar ist, die den Handgriff (11), eine Kupplungsstange (18) und einen geradlinig verschiebbar geführten Schlitten (19) umfaßt.

13. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Winkelhebels (50) je eine Kniehebel-Spannfeder (46) angeordnet ist.

14. Elektrischer Schalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hebeleinrichtung (21) an einer relativ zu den übrigen Teilen des Schalters (10) bewegbar angeordneten Abdeckung (13) befindet und daß der Schlitten (19) Ausnehmungen (19a; besitzt die mit einer am Ende des einen Schenkels (50a; des Winkelhebels (50) vorgesehenen Antriebsstange (56) zusammenwirken.

15. Elektrischer Schalter nach den Ansprüchen 1,4 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundplatte (115) des Schalters (10) mit gegenseitigem Abstand zwei Stützwinkel (53,54) befestigt sind, die Öffnungen (51,63,64,68) für die Lagerung (51Z>; des Winkelhebels (50), zur Befestigung eines Anschlagbolzens (61) für die Antriebswinkel (40), für einen Lagerstift (69) des Auslösehebels (70) und für einen Lagerbolzen (66) des drehbaren Widerlagers (65) besitzen.

16. Elektrischer Schalter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwinkel (53, 54) Anschlagflächen (536, 53c; 54b, 54c) für den die Kniehebel-Spannfedern (46) tragenden Bolzen (48) in der »Ein«- und der »Aus«-Stellung besitzen.

17. Elektrischer Schalter nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine räumliche Zuordnung der Kniehebel (37,38) und des Winkelhebels (50), bei der die Wirkungslinie der Kraft der Kniehebel-Spannfedern (46) erst beim Eintritt der Kniehebel (37, 38) in die Stellung entsprechend vollständig geöffneten Schaltstücken (24, 25) in eine Übertot-

punktstellung bezüglich der Achse des Lagerbolzens (51) des Winkelhebels (50) gelangt.

18. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in d>;r Strombahn jeder Poleinheit des Schalters (10) eine Schmelzsicherung (82Λ KtB, 82C) angeordnet ist und daß den Schaltstücken (24,25) eine Lichtbogenkammer (102) zugeordnet ist.