DE3825442A1 - Schwenkbarer hebel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen schwenkbaren Hebel mit ei­ nem zu seiner Schwenkebene senkrecht angeordneten Betä­ tigungsarm sowie seine Verwendung als Auslösehebel in einem Schaltwerk eines elektrischen Schaltgerätes, ins­ besondere eines Leitungsschutzschalters.

Bei mehrpoligen elektrischen Reiheneinbaugeräten mit se­ paraten Schaltwerken für jeden Schalterpol ist die me­ chanische Kopplung der Schaltwerke Voraussetzung für die synchrone Schaltbetätigung der Schaltwerke.

Ein aus der DE-AS 25 21 341 bekannt gewordener mehrpoli­ ger Leitungsschutzschalter, der aus miteinander gekup­ pelten einpoligen, mit selbständigem Schaltmechanismus und Auslöser versehenen Schaltereinheiten gebildet ist, besitzt ein Kupplungsteil, das von einem an das Verklin­ kungsglied angeformten stiftartigen Ansatz gebildet ist, der in eine hierfür vorgesehene Bohrung des Verklinkungs­ gliedes der benachbarten Schaltereinheit eingreift. Fer­ ner ist ein aus einem Z-förmigen Drahtstück gebildeter Hebel vorgesehen, der mit einem Schenkel in einer orts­ festen Bohrung des Gehäuses schwenkbar gelagert und mit seinem Steg in einer seitlichen Ausnehmung des Schalthe­ bels geführt ist und mit seinem anderen Schenkel mit ei­ ner Steuerkurve des Verklinkungsgliedes zusammenwirkt.

Im Falle einer Überlastung in einem einzigen Leitungspol erfolgt eine Auslösung der mit diesem Leitungspol ver­ bundenen Schaltereinheit. Hierbei schwenkt der Schalthe­ bel unter dem Einfluß einer Ausschaltfeder in die Frei­ auslösestellung, wodurch der Z-förmige Hebel verschwenkt und mit seinem anderen Schenkel die Steuerkurve des Ver­ klinkungsgliedes beaufschlagt wird, wodurch schließlich die Auslösung und damit die Entklinkung der benachbarten Schaltereinheit herbeigeführt wird. Mit dieser Ausge­ staltung ist es möglich gleiche Bauteile für einpolige und mehrpolige Leitungsschutzschalter zu verwenden, wo­ bei für einen mehrpoligen Leitungsschutzschalter aller­ dings zusätzliche Bauteile benötigt werden, wie z. B. das mit dem Verklinkungsglied verbundene Kupplungsteil sowie der Z-förmige Hebel.

Aus der DE-OS 34 31 663 ist eine Vorrichtung zum Kuppeln nebeneinanderliegender Leitungsschutzschalterpole oder Federstromschutzschalter oder -bauteile bekanntgeworden, die ein Kupplungselement aufweist, welches zwischen den Klinkenhebeln zweier benachbarter Schalterpole angeord­ net ist. Dieses Kupplungselement besitzt jeweils gabel­ artige Enden mit unterschiedlicher Gabelweite und wird im Bedarfsfall vor dem Zusammenbau der einpoligen Schaltgeräte zu einem mehrpoligen Gerät zwischen die Klinkenhebel gebracht. Hierzu ist eigens in der Gehäuse­ wand jedes Schalterpoles eine Öffnung vorgesehen, die bei Nichtgebrauch mittels einer Scheibe verdeckt ist.

Zwar besitzt die aus der DE-OS 34 31 663 bekanntgeworde­ ne Vorrichtung gegenüber der aus DE-AS 25 21 341 be­ kanntgewordenen Anordnung den Vorteil, daß ein einpoli­ ges Schaltgerät jederzeit auch nachträglich zu einem mehrpoligen Schaltgerät umgerüstet werden kann. Dies ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, daß hierzu zusätzli­ che Kupplungsteile sowie die aus Sicherheitsgründen vor­ geschriebene Abdeckkappe zum Abdecken der für das Kupp­ lungselement vorgesehenen Öffnung gelagert werden müs­ sen. Außerdem ist die Formgebung des benötigten Kupp­ lungselementes, das der Form der Klinkenhebel der be­ treffenden Schaltgeräte angepaßt sein muß, um die siche­ re Funktion zu gewährleisten, recht kompliziert und eine vielseitige Verwendbarkeit von vornherein eingeschränkt.

Ausgehend vom vorstehend geschilderten Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung einen Hebel der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, dessen Gestaltung im Hinblick auf seine Verwendung als Auslösehebel möglichst einfach ist, so daß die Nachteile beim Stand der Technik vermieden werden.

Erfindungsgemäß ist die Lösung der Aufgabe dadurch ge­ kennzeichnet, daß der am Hebel angeordnete Betätigungs­ arm stabförmig ausgebildet ist und punktartig an wenig­ stens einer Stelle am Umfang seiner Stirnfläche mit dem Hebel verbunden ist, und daß koaxial in Verlängerung des Betätigungsarms der Hebel mit einer dem Querschnitt des Betätigungsarm angepaßten Ausnehmung versehen ist, deren Öffnungsbereich auf einer Seite von einem Schirm unfaßt ist.

Der Schirm umgibt hierbei die Austritts- bzw. Eintritts­ öffnung der Ausnehmung in gewissem Abstand, der wenig­ stens dem einfachen Durchmesser des Betätigungsarms ent­ spricht.

Bei Verwendung als Auslösehebel in einem Schaltwerk ei­ nes elektrischen Schaltgerätes dient der Schirm erfin­ dungsgemäß zur Aufnahme des Betätigungsarms eines be­ nachbarten Schaltgerätes, der in den Schirm eingreift und hierdurch die Betätigung des Schaltwerks der anein­ andergrenzenden Schaltgeräte herbeiführt, wobei der Be­ tätigungsarm jeweils als Kupplungsteil dient.

Aufgrund der zuvor beschriebenen Ausgestaltung des Schirms, der vom Rand der Ausnehmung wenigstens im Ab­ stand eines einfachen Durchmessers der Ausnehmung ange­ ordnet ist, ist der für thermische, aber auch für magne­ tische Auslösung erforderliche Vorlauf des auslösenden Schaltwerks sichergestellt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Betätigungsarm einstückig mit dem Hebel verbunden ist, jedoch durch mechanische Kraft­ einwirkung ohne Beschädigung des Hebels von diesem lös­ bar ist.

Hierdurch eröffnet sich für den erfindungsgemäßen Hebel der Vorteil, daß der Betätigungsarm reversibel in die erwähnte unterhalb seiner dem Hebel zugewandten Stirn­ seite angeordnete Ausnehmung im Hebel versenkbar ist.

Der Betätigungsarm kann vorteilhafterweise als zylindri­ scher oder als prismatischer Stab ausgebildet sein, wo­ bei die einstückige Verbindung mit dem Hebel gemäß der Erfindung jeweils im Bereich der dem Hebel zugewandten Stirnfläche des Betätigungsarms vorgesehen ist.

Eine weitere zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die auf den Querschnitt des Betätigungs­ arms formschlüssig angepaßte Ausnehmung im Hebel so be­ messen ist, daß mittels enger, d. h. reibschlüssiger, Passung ein ungewolltes Herausgleiten des Betätigungsar­ mes aus der Ausnehmung verhindert ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Er­ findung ist vorgesehen, daß die Erstreckung des Hebels und damit auch der im Hebel vorgesehenen Ausnehmung in Richtung der Längsachse des Betätigungsarms wenigstens dessen Länge entspricht, so daß der Betätigungsarm in der koaxial angeordneten Ausnehmung voll versenkbar ist.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Hebels samt seiner vorteilhaften Ausbildungen und Verbesserungen in einem mehrpoligen elektrischen Schaltgerät, das aus mehreren einpoligen Schaltgeräten zusammengesetzt ist, eröffnet ferner die Möglichkeit, daß mittels des reversibel ver­ senkbaren Betätigungsarms die synchrone Betätigung aller Schalterpole wahlweise einstellbar ist.

Die Herstellung des Hebels mit dem daran angeordneten Betätigungsarm erfolgt erfindungsgemäß mittels Spritz­ gießverfahren, wobei als Material vorzugsweise ein ent­ sprechend formbarer Isolierstoff in Betracht kommt. Bei entsprechender Ausgestaltung des Schaltwerks des Schalt­ gerätes kann es jedoch gemäß der Erfindung zweckmäßig sein, den Hebel mit daran angeordnetem Betätigungsarm als Zink- oder Aluminiumdruckgußteil herzustellen.

Darüber hinaus kann auch für die Herstellung faserver­ stärkte Keramik vorgesehen sein.

Unter reversibel versenkbar wird in diesem Zusammenhang verstanden, daß der Betätigungsarm, nachdem er vom Hebel gelöst ist, in der Ausnehmung versenkt wird und bei Be­ darf zur weiteren Verwendung jederzeit wieder hervorhol­ bar ist. Hierdurch erübrigt sich eine separate, d. h. geräteferne, Aufbewahrung des momentan nicht benötigten Betätigungsarms. Ferner erweist sich die erfindungsgemä­ ße Ausgestaltung des Hebels mit Betätigungsarm als vor­ teilhaft bei der Montage, da nur ein Teil zu montieren ist. Eine Abdeckkappe wie beim Stand der Technik zum Ab­ decken der Durchtrittsöffnung für den Betätigungsarm kann beim Einsatz des erfindungsgemäßen Hebels entfal­ len, da die erforderliche Wandausnehmung wesentlich kleiner gehalten werden kann, als sie bei einem separat einzusetzenden Kupplungsteil mit gabelförmigen Enden er­ forderlich ist, so daß dennoch die vorgeschriebenen Iso­ lationsbedingungen erfüllt sind.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispieles sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestal­ tungen und besondere Vorteile der Erfindung näher erläu­ tert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 Einen Hebel in Seitenansicht in Richtung sei­ ner Schwenkachse,

Fig. 2 den Hebel nach Fig. 1 in Queransicht,

Fig. 3 Ansicht des Hebels nach Fig. 1 von der gegen­ überliegenden Seite,

Fig. 4 den Hebel nach Fig. 1 in Schrägansicht,

Fig. 5 ein anreihbares elektrisches Schaltgerät mit eingebautem Hebel gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein schwenkbarer Hebel 10 dargestellt, der einen Schwenkarm 12 mit einer Ausnehmung 14 besitzt, durch welche eine hier nicht näher gezeigte Schwenkachse durchsteckbar ist. Am freien Ende des Schwenkarms 12 schließt ein parallel zur Schwenkachse des Hebels 10 einstückig angeformter Führungskörper 16 an, der beider­ seits des Schwenkarms 12 übersteht. Die überstehenden Enden haben jeweils rechteckigen Querschnitt, wobei längs durch den Führungskörper 16, d. h. achsparallel zur Schwenkachse des Hebels 10, eine Ausnehmung 18 vor­ gesehen ist, die, wie den Fig. 1 und 3 entnehmbar ist, hier einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und zur Aufnahme und Führung eines zylindrischen Zapfens 20 dient, dessen Profil der Ausnehmung angepaßt ist. Auf einer Seite des Schwenkarms 12 ist an den Führungskörper 16 ein nasenförmiger Ansatz 22 angeformt, der bei Ver­ wendung des Hebels 10 in einem elektrischen Schaltgerät im Zusammenwirken mit einem Schaltwerk als Gleitführung für einen Kniehebel dient.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt der Schwenkarm 12 des Hebels 10 zwei Lagerlaschen 15, in deren Zentrum jeweils die Ausnehmung 14 angeordnet ist, durch welche die Schwenkachse des Hebels 10 geführt ist, wie eine durch die Ausnehmungen 14 in den Fig. 1 und 3 geführ­ te Verbindungslinie X-X andeuten soll.

In dem an den Führungskörper 16 angrenzenden Bereich des Schwenkarms 12 ist in dessen Mitte, d. h. zwischen den beiden Lagerlaschen 15, eine rechteckige Ausnehmung 13 vorgesehen, die zum Eingriff eines hier nicht näher ge­ zeigten Klinkenhebels dient, der zu einem Schaltwerk ei­ nes elektrischen Schaltgerätes gehört, mit dem der darin eingebaute Hebel 10 zusammenwirkt.

Auf der Seite des Führungskörpers 16, auf der der nasen­ artige Ansatz 22 angeformt ist und deren Stirnseite in Fig. 3 dargestellt ist, ist der Führungskörper 16 qua­ derförmig verlängert. Dieser quaderförmige Ansatz 17 an den Führungskörper 16, der ebenfalls von der Ausnehmung 18 durchdrungen ist, dient dazu, die in Fig. 5 gezeigte Öffnung 28, durch welche die Betätigung vom benachbarten Schaltgerät erfolgt, soweit wie möglich von innen abzu­ decken. Hierdurch wird der Zugang von außen zu elek­ trisch leitenden Teilen im Inneren verhindert.

Auf der gegenüberliegenden Stirnseite des Führungskör­ pers 16 besitzt dieser eine Verlängerung 19, die als aus drei rechtwinklig zueinander angeordneten und miteinan­ der verbundenen Wandteilen gebildeter Schirm ausgebildet ist. In den von dieser Verlängerung 19 überdeckten Hohl­ raum mündet die Ausnehmung 18, die den Führungskörper 16 entlang seiner Längsachse mittig durchdringt.

Der Schirm 19 dient ähnlich einem Trichter zur Aufnahme des Betätigungsarms 20 eines benachbart angeordneten elektrischen Schaltgerätes, mit welchem der Hebel 10 zu­ sammenwirkt, indem sich die Bewegung vom Hebel 10 über den Schirm 19 auf den Betätigungsarm 20 bzw. umgekehrt überträgt.

Auf der dem Schwenkarm 12 abgewandten Seite des Füh­ rungskörpers 16 ist eine Anformung 24 vorgesehen, die ebenfalls als Anschlagfläche im Zusammenwirken mit dem vorerwähnten Schaltwerk dient.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen den erfindungsgemäßen Hebel 10 von drei Seiten, wobei in Fig. 1 und 3 die jeweils sich gegenüberliegenden Seiten dargestellt sind. Die bisher nicht gezeigte vierte Seite ist in Schrägansicht in Fig. 4 dargestellt, wobei zum besseren Verständnis des Zusammenwirkens mit einem anderen Auslösehebel ein solcher in benachbarter Lage gezeigt ist. Der in der im Führungskörper 16 angeordneten Ausnehmung 18 längsver­ schieblich geführte Zapfen 20 befindet sich im Vergleich mit der in Fig. 2 gezeigten Anordnung auf der gleichen Stirnseite, d. h. dort wo der Ansatz 17 angeordnet ist und den Führungskörper 16 überragt. Der in Fig. 4 rech­ terhand gezeigte Hebel 10 besitzt ebenfalls einen Zapfen 20, der jedoch so weit in den Führungskörper eingeschoben ist, daß er mit seiner sichtbaren Stirnfläche bündig mit der Aufnahmeöffnung abschließt und den vom Steuerschirm 19 umfaßten Raum freiläßt. Die weiteren Merkmale sind mit den entsprechenden aus den Fig. 1 bis 3 bereits bekannten Bezugsziffern versehen, so daß ein weiteres Eingehen hierauf sich erübrigt.

Der Hebel 10 wird erfindungsgemäß einstückig mit dem Zapfen 20 sowie mit der hierfür als Führung vorgesehenen Ausnehmung 18 als Spritzgußformteil hergestellt, wobei der Zapfen 20 an wenigstens einem Punkt am Umfang seiner Stirnfläche mit dem Führungskörper 16 einstückig verbun­ den ist. Durch mechanisches Einwirken, z. B. durch Ver­ drehen relativ gegeneinander, oder durch axialen Druck wird diese Befestigung beseitigt, so daß der Zapfen 20 anschließend problemlos in die Ausnehmung 18 im Füh­ rungskörper 16 einführbar ist.

Je nach Herstellwerkzeug kann es erforderlich sein den Zapfen 20 abzulängen, damit er nicht in eingeschobener Position in den vom Steuerschirm 19 umfaßten Raum greift und die Ankopplung mit einem benachbarten Schaltgerät 26 verhindert bzw. stört. Zum Zwecke der Ankopplung wird der Zapfen 20 auf bestimmte Länge, z. B. 1/3 seiner Län­ ge, in den Führungskörper 16 eingeschoben. Die überste­ hende Länge greift in den Steuerschirm 19 des Nachbarge­ rätes.

In Fig. 5 ist die Flachseite eines solchen Reihenein­ baugerätes 26 dargestellt, in dessen Außenwand eine Aus­ sparung 28 eingelassen ist, durch welche der aus dem Führungskörper 16 tretende Zapfen 20 greift. Die Größe der Ausnehmung 28 ergibt sich u. a. aus dem Verstellweg des Zapfens 20. Um den geforderten elektrischen Berüh­ rungsschutz einzuhalten, ist beim fertigmontierten Schaltgerät 26 die Ausnehmung 28 erfindungsgemäß von in­ nen her abgedeckt mittels der am Auslösehebel befindli­ chen Anforderung 17. Die weiteren Einzelheiten der hier abgebildeten Kontur des Reiheneinbaugerätes 26 sind für die Funktion und die Wirkungszusammenhänge des Hebels 10 unbedeutend, so daß hierauf nicht weiter eingegangen werden soll.

Claims (15)

1. Schwenkbarer Hebel mit einem zu seiner Schwenk­ ebene senkrecht angeordneten Betätigungsarm, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Betätigungsarm (20) stabförmig ausgebildet ist und punktartig an wenigstens einer Stel­ le am Umfang seiner Stirnfläche mit dem Hebel (10) ver­ bunden ist und daß koaxial in Verlängerung des Betäti­ gungsarms (20) der Hebel (10) mit einer dem Querschnitt des Betätigungsarms (20) angepaßten Ausnehmung (18) ver­ sehen ist.

2. Hebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsarm (20) einstückig mit dem Hebel (10) verbunden ist.

3. Hebel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsarm (20) durch mechanische Kraftein­ wirkung vom Hebel (10) lösbar ist, ohne diesen zu be­ schädigen oder selber eine Beschädigung zu erfahren.

4. Hebel nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Betätigungsarm (20) seiner dem Hebel (10) zugewandten Stirnfläche im Hebel (10) angeordnete Ausnehmung (18) reversibel versenkbar ist.

5. Hebel nach einem der vorherigen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Betätigungsarm (20) als zylindrischer Stab ausgebildet ist.

6. Hebel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsarm (20) als prisma­ tischer Stab ausgebildet ist.

7. Hebel nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (18) im Hebel (10) den Betätigungsarm (20) formschlüssig aufnimmt und mit­ tels enger reibschlüssiger Passung ein ungewolltes Her­ ausgleiten des Betätigungsarms (20) verhindert.

8. Hebel nach einem der vorherigen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Betätigungsarm (20) auf seiner ganzen Länge im Hebel (10) versenkbar ist.

9. Hebel nach einem der vorherigen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Hebel (10) einen Schwenk­ arm mit zwei parallel zueinander senkrecht daran ange­ formten Lagerlaschen (15) besitzt, die jeweils mit einer Bohrung (14) versehen sind, die miteinander fluchten und als Führung für eine Schwenkachse dienen, und das an dem den Lagerlaschen (15) entgegengesetzten Ende des Schwenkarmes (12) ein Führungskörper (16) angeformt ist, der die Ausnehmung (18) zur Führung des Betätigungsarms (20) aufweist.

10. Hebel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (18) den Führungskörper (16) achspa­ rallel zur Schwenkachse durchdringt.

11. Hebel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausnehmung (18) den Führungskörper (16) entlang seiner Längsachse mittig durchdringt.

12. Verwendung eines Hebels nach den Ansprüchen 1 bis 11 als Auslösehebel in einem Schaltwerk eines elek­ trischen Schaltgerätes, insbesondere eines Leitungs­ schutzschalters, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (10) über dem Betätigungsarm (20), der eine Gehäusewand (27) des Schaltgerätes (26) durchgreift und mit dem Aus­ lösehebel eines benachbart angeordneten weiteren Schalt­ gerätes in Eingriff steht, die Betätigung der Schaltwer­ ke der aneinandergrenzenden Schaltgeräte herbeiführt, wobei der Betätigungsarm (20) jeweils als Kupplungsteil dient.

13. Verwendung eines Hebels nach den Ansprüchen 4 bis 11 als Auslösehebel eines Schaltwerkes in einem mehrpoligen elektrischen Schaltgerät, das aus mehreren einpoligen Schaltgeräten mit jeweils einem den Hebel aufweisenden Schaltwerk versehen zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung aller Schal­ terpole mittels des reversibel versenkbaren Betätigungs­ arms (20) wahlweise einstellbar ist.

14. Herstellung eines Hebels nach einem der Ansprü­ che 1 bis 11 durch das Spritzgießverfahren.

15. Herstellung eines Hebels nach Anspruch 14, da­ durch gekennzeichnet, daß der Betätigungsarm (20) ein­ stückig mit dem Hebel (10) hergestellt wird, wobei die­ ser anschließend durch mechanische Einwirkung vom Auslö­ sehebel (20) abgetrennt und in die hierfür als Führung vorgesehene Ausnehmung (18) eingeführt wird.