DE2215885C3 - Elektrischer Schalter mit Betätigung durch einen Handgriff - Google Patents
Elektrischer Schalter mit Betätigung durch einen HandgriffInfo
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Description
IO
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, v'inen
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, damit 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 Niederspannung- Leistungsschalter wählen zu müssen
Die Erfindung geht hierzu von einem elektrischen Schalter mit Betätigung durch einen Handgriff, insbesondere
einem Niederspannungs-Hauptschaiier für
Verteilungsanlagen, aus, der mit festen und relativ dazu durch Kniehebel um eine Drehachse bewegbaren
Schaltstücken und einem beweglichen, in einer Normalstellung verriegelbaren Widerlager für einen der
Kniehebel 3owie 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 7. 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 les Schalters aus Während sich njnilich bei Jer bish ' üblichen
Anordnung der Kniehebel und der Spannfedern im wesentlichen oberhalb der beweglichen Schalutücke
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 abscnüeßen.
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 Schaitstücke 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 in 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 Antriebswinkel 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 oas bewegliche Widerlager für einen der Kniehebel drehbar gelagert
sein und kann sich in der Normalstellung mittels eines Vorsprunges an einem Anschlag eines schwenkbar
gelagerter. Auslösehebels abstützen, der mittels einer Fernauslösevorrichtung 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 Übertotpunktlsge bildet und kc.nn
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 Schaitstücke des Schalters antreibbar
und bei ^.eschlossenen Schaltstücken ebenfalls geschlossen
ist. Das drehbare Widerlager kann deshalb nicht unbeabsichtigt bei geäffneten Schaltstücken ausgelöst
werden.
Um auch die erwähnte selbsttätige Auslösung des Schalters zu ermoglxhen, kann ein von einer Hilfssparnungsquelle
gespeister Auslösestromkreis vorgesehen sein, der von einem die Leiter eines Netzes erfassenden
Strumwandler 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 kann.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß aus Sicherheitsgründen die unbedingt zuverlässige Anzeige
prtyiincrht ict qU H|p Schaltstück? des Schälters "söffriet
beispielsweise so gewählt sein, daß die Einspeisung über den Hauptschalter 2 erfolgt, an den die Abzweigschaher
3 bis 9 angeschlossen sind, die weitere Stromkreise steuern.
Im folgenden wird ein Schalter 10 beschrieben, der gemäß der Erfindung aufgebaut ist und als Häuptschal·
ter 2 in Fi g< I verwendet werden kann. Die Strombahn
des Schalters 10 umfaßt drei Leiterplatten 84,85 und 86,
an denen je eine Anschlußklemme Li, Ll und L3
lö befestigt ist (F i g. 2, 3 Und 4). Von dort fließt der Ström
durch feststehende Hauptschaltstücke 24a und 24Z>
(siehe Fig. 11), bewegliche Hauptschaltstücke 25a und
256 sowie über Leitungsbänder 88 zu Tragplatten 90,91
und 92 für die beweglichen Schaltstücke. Wie die Fi g. 2 zeigt, besitzen die Tragplatten 90, 91 und 92
Verlängerungen, die Anschlußplatten 90a, 91a und 92a bilden, an denen mittels Bolzen 94 die Kontaktfahnen %
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 Kniehebel-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 h ι g. 3, 4, 5 und 6 ist der in F ι 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 Fig. 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 sind. Der Strom tritt von hier durch die Schmelzsicherungen
und die anderen Kontaktfahnen hindurch, die an Sockelplatten 100/4. 10OS und lOOCmit Bolzen befestigt
sind. Rechts von den Sockelplatten 100/4, lOOß und lOOC befinden sich den Anschlußklemmen L I1 L 2 und
L3 entsprechende Anschlußklemmen Fl, F2 und F3
der Lastseite, die mit den von den Abzweigschaltern 3 bis 9 in Fig. 1 gesteuerten Abzweigen verbunden sein
können. Die Schmelzsicherungen 82/4, 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 24dangeordnet ist
In F i g. 1 ist ein Handgriff 11 gezeigt, der von einer
Bedienungsperson in eine »Ein«- und eine »Ausw-Stellung
gebracht werden kann, wobei mittels einer Hebeleinrichtung 21 ein Antriebsmechanismus 22
betätigt wird. Das Gehäuse 12 des Schalters Ϊ0 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 Ua an der
Abdeckung 13 drehbar gelagert ist und die er 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
Antriebsmechanismus 22 zusammenwirken, wie noch erläutert wird.
Der Antriebsmechanismus 22 betätigt die beweglichen Schaltstücke 25 des Schal- r- 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 33s
eines Trägers 33 gelagert ist Der Träger 33 ist um einen ortsfesten Bolzen 336 schwenkbar gelagert Der Träger
33 ist an einer Isoliertraverse 34 befestigt, die sich über
die drei Pole A, 5 und Cdes Schalters 10 erstreckt und
alle Träger 33 miteinander verbindet (Fig.2). Das Lichtbogenschaltstück 25c jeder Pöleinheit ist durch
eine Köritäktkraftfeder 35 abgestützt Den Fingerschaltstücken 27 und 28 sind eigene Kontaktkraftfedern 36
zugeoii.ffjiet, 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. Fig.4 zeigt, daß der Kniehebel 37 mit einem
Paar von im Abstand voneinander angeordneten Antriebswinkeln 40 gelenkig verbunden ist, die durch
Befestigungsschrauben 41 an der iscmcfiFüVcrsc 3·5
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 50ό
Zweier gleicher Winkelhebel 50 (F i g. 2 und 10) gehalten
ist, di' mittels Bohrungen 51a auf ortsfesten Lagern drehbar gelagert sind. Jedes Lager ist durch einen Niet
516 gebildet, der sich durch eine öffnung 51 in der Seitenwand 53a eines Stützwinkels 53 erstreckt, der in
Fig. 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 516 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 Übergang der Kniehebel 37 und 38 in die Stellung gemäß der
Fi g. 4 (»Aus«) und damit die öffnung der Schaltstücke so
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
lüfgehängt sind, durch Anschläge 53b, 53eund 54b, 54c
der Stützwinkel 53 und 54 begrenzt Diese Anschläge sind durch Ausnehmungen 53c/ und 54c/ gebildet (vgl.
Fig.7und8).
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 Kniehebei-Spannfedern 46 in eine Stellung oberhalb des Gefenkbolzens 58
transportiert werden. Dieses bewirkt die Streckung der Kniehebel 37 und 38 und die Schließung der
Schaltslücke 24 und 25 entsprechend der F ί g. 3.
Fi g. 5 veranschaulicht den Vorgang, daQ die Schalt·
stücke 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 Zusammenfall des Kniehebelsystems hat begonnen.
Bringt der Antriebsmechanismus 22 zum Aufbrechen üer VersL-nweiGung iiichi 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 Kniehebei-Spannfedern 46
oberhalb der Verbindungslinie der Drehachse (Niet 51 b)
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 Fi g. 9 gezeigt ist Durch eine Lagerbuchse
67, die an dem Hauptkörper 65c/ 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 Fig.7 und 8
gezeigten Stützwinkel 53 und 54 hindurchtritt Fn 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 Schaltstücke 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 656. 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 6ö eingreift Wird ein Elektromagnet
73 erregt, so wird der Auslösehebel 70 freigegeben und die Kniehebei-Spannfedern 46 können das Widerlager
65 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Stellung gemäß der F i g. 6 drehen. Dabei weicht der Gelenkbol-
zcn 58 nach rechts aus und die Schaltstücke 24 und 25
werden geöffnet. Um das Widerlager 65 in seine Normalstellung zurückzustellen, wird der Handgriff 11
aus der Stellung gemäß der Fig.6 vollständig in die
»Aus«-Stellung gemäß der Fig,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 6.5 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, Haß eine Schmelzsicherung für
1200A einen Erdstrom von 3000A 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 Fig.2, 12
und 13 näher dargestellt ist Der Hilfsschalter 77 besitzt einen Antriebshebel 80, an dem die Isoliertraverse 34
iiilicgi, wenn uic Schaustücke 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 Auswertungsschaltkreis 81a verbunden,
der bei zu großem Fehlerstrom einen Thyristor 816 zündet und dadurch die Spule 75 unmittelbar an die
Hilfsspannungsquelle 103 anschließt
Der Handgriff 11 verbleibt in der »Ein«-Stellung, 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 33Ϊ 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 Beispie! gemäß der Fig. I 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 IiI prvtreV-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 Öf fnungskraft 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 abgehoben. 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 Anschiagrolle 61 nicht nur als Anschlag für die Schaltstücke 25 in der geöffneten Stellung, sondern
auch ais Stutze lur 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.
Der Zusammenbau des Antriebsmechanismus 22 ist einfach. Die Stützwinkel 53 und 54 können durch
Schrauben 116 an der Grundplatte 115 des Schalters befestigt werden (Fig.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 (18)
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
Schaltstücke (25) angeordnet sind.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch
fekennzeichnet, daß durch die Anordnung der
chaltstücke (24, 25) und der Lagerstellen der Kniehebel (37, 38) die Bewegung des Kniegelenkes
(44) und der beweglichen Schaltstücke (25) beim Einlind Ausschalten überwiegend senkrecht zu einer
Grundplatte (115) des Schalters (10) erfolgt und daß
»ich 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 1. ägern (33) gegen Federkraft (35, 36) verschieblich angeordne· sind --nd daß die Träger
(33) der Schaltstücke nebeneinander angeordneter Poleinheiten des Schalters (i'J) dir-'h 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,J an einem Anschlag (72) eines schwenkbar gelagerten Auslösehebels (70)
•bstützt, 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 ίο
Schaltstücken (24,25) besitzt.
6. Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbar gelagerte Widerlager
(65) einen weiteren Vorsprung (65c) besitzt, auf Jen ein die Enden der Kniehebel-Spannfedern (46)
erlassender Bolzen (48) bei der nach erfolgter Fernauslösung vorzunehmenden Ausschaltbewegung
des Handgriffes (11) im Sinne der Rückstellung jes Widerlagers (65) in seine Normalstellung
einwirkt so
7. Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbar gelagerte Widerlager (65) einen scheibenförmigen Hauptkörper (65d)
mit den Vorsprüngen (65a, 65c)itir die Verriegelung in der Normalstellung bzw, die Rückstellung und den
Anschlag (65^ für die Kniehebel (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 Schaltstücke'» (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 mn 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 dervi 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 nacn Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hebeeinrichtung (21) an einer relativ zu den übrigen Teilen des
Schalters (10) bewegbar angeordneten Abdeckung (13) befindet und daß der Schlitten (19) Ausnehmungen
(t9a) besitzt die mit einer am Ende des einen Schenkels (50a,/ues 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 (5\b)
Jes 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 Jie Stützwinkel (53,
54) Anschlagflächen (536, 53c, 54b. 54c,1 für den die
Kniehebel Spannfedern (46) tragenden Bglzen (48) in der »Ein«- und der »Ausstellung 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 der Strombahn
jeder Poleinheit des Schalters (10) eine Schmelzsicherung
(824,825, &2C) angeordnet ist und daß den
Schaltstücken (24,25) eine Lichtbogenkammer (102) zugeordnet ist
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