DE3840699C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltmechanismus für Schutzschaltgeräte.

Ein derartiger Mechanismus ist in der DE-PS 25 04 954 beschrieben. Hierbei sind die Schaltklinke und der Spannhebel als zweiarmige Hebel ausgebildet, von denen der Spannhebel auf den gesondert gelagerten Kontakthebel über eine kraftschlüssige Verbindung einwirkt. Der Mech­ anismus ist insofern unbefriedigend als er verhältnismäßig viel Auf­ wand erfordert und außerdem beim Schaltvorgang Kontaktverschweißungen wegen der kombinierten Schalt- und Kontaktdruckfeder im kritischen Strombereich zu erwarten sind.

Bei einem Mechanismus nach der DE-PS 29 33 767 bildet der gleichachsig gelagerte Verklinkungshebel zusammen mit dem Spannhebel die Verklinkungs­ stelle. Dabei ist der Kontakthebel an seinem freien Ende mit Spiel ge­ lagert, was zur Folge hat, daß bei der Kurzschlußabschaltung der Schlag des Schlagankers zunächst ins Leere geht ehe der Kontakthebel über­ haupt bewegt wird. Ähnlich ist der Vorgang bei einer Abschaltung im kritischen Strombereich. Die kombinierte Schalt- u. Kontaktdruckfeder wird sich nach der Entklinkung entspannen, dabei geht die Kontaktkraft - relativ langsam - durch Null, der Kontakt neigt zum Verschweißen.

Beiden bekannten Ausführungen haftet zusätzlich der Mangel an, daß die Verklinkungsstelle durch den Verklinkungshebel zusammen mit dem Spannhebel gebildet wird. Damit bei der Entklinkung der am Kipphebel drehbar gelagerte Bügel vom Spannhebel überhaupt abrutschen kann, muß der Anstellwinkel des Spannhebels so groß gewählt werden, daß selbst bei ungünstigsten Reibungskoeffizienten die Auslösung sichergestellt ist. Dies bringt automatisch unerwünscht höhere Entklinkungskräfte mit sich. Nachdem bei den bekannten Konstruktionen ausnahmslos der bewegliche Kontakt in der Einschaltstellung mit dem Schaltmechanismus in Verbindung steht, verändert der Kontaktabbrand zwangsläufig die Kontaktkraft und damit die Entklinkungskraft. Da die Auslösewerte für den Selbstauslöser in sehr engen Grenzen gefordert werden, ist dies unerwünscht. Des weiteren wird bei bekannten Anordnungen überwiegend der Magnetauslöser zum zusätzlichen Aufschlagen der Kontaktstelle be­ nützt. Bei hohen Kurzschlußströmen und Nennströmen des Schaltgerätes bis max. 25A ist die Wirkung des Schlagankers als optimal zu bezeichnen. Werden für den Nennstrom der Schaltgeräte bei gleichen Abmessungen höhere Werte gefordert, dann versagt die Wirkung des Schlagankers im sogenannten kritischen Bereich, d. h. bei Kurzschlußströmen von einigen 100 A - die Kontakte des Schaltgerätes verschweißen.

Ähnlich verhält es sich bei dem Schutzschalter nach der DE/OS 33 47 097. Hierbei wird ebenfalls eine kombinierte Schalt- und Kontaktdruckfeder benutzt, die in der Einschalt­ stellung durch die Schaltmechanik gespannt wird, so daß der bewegliche Kontaktarm kraftschlüssig mit dem Schaltschloß ver­ bunden ist und der Kontaktabbrand die Entklinkungskraft ver­ ändert. Außerdem wird über den Entklinkungshebel die gesamte Einschaltkraft übertragen, wodurch sehr hohe Entklinkungs­ kräfte entstehen, so daß große Auslösestreuungen insbesondere für den thermischen Auslöser zu erwarten sind, was unerwünscht ist.

Bei einer anderen Anordnung, nach der AT-PS 2 88 521 stützt sich das Kniegelenk der Schaltmechanik in der Einschaltstellung in einem Langloch des Klinkenhebels nahe seines festen Drehpunktes ab, so daß die für die Entklinkung erforderliche Kraft vom Kontaktabbrand abhängig ist und dementsprechend streut. Im Übrigen ist dieser Mechanismus verhältnismäßig raumbeanspruchend, was für die Schalterabmessungen ungünstig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Mängel der eingangs­ erwähnten Schaltmechanismen zu beseitigen, niedrige Entklinkungskräfte mit geringer Streuung für den Selbstauslöser sicherzustellen u. dabei gleichzeitig vom Kontaktabbrand u. Kurzschlußstrom unabhängig eine starke mechanische Schlagwirkung in Öffnungsrichtung auf den beweg­ lichen Kontakt nicht auszuschließen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dabei wird die für die Öffnung der Kon­ takte nötige Schlagenergie überwiegend mit mechanischen Mitteln sicher­ gestellt, d. h. Kurzschlußströme bis ca. 1000 A werden ausschließlich mit Hilfe der kinetischen Energie des Schaltmechanismus beherrscht. Dabei spielt der Nennstrom des Schaltgerätes keine Rolle. Dieser Lösungs­ weg erfordert einen starken Kraftspeicher der in der Einschaltstellung des Schaltgerätes vom Kontaktsystem völlig getrennt ist. Nur so ist sichergestellt, daß unterschiedliche Kontaktkräfte nicht auf die Klinke übertragen und Auslösestreuungen somit vermieden werden. Des weiteren ist sichergestellt, daß die kinetische Energie der Schaltfeder nach der Entklinkung unverzögert über den Winkelhebel schlagartig auf den be­ weglichen Kontakt trifft. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß der Knie­ punkt der Gelenkkette durch die Klinke abgestützt wird. Durch die nur geringfügig von der Strecklage abweichende Position in der Einschalt­ stellung kann die Stützkraft in der Klinke minimiert werden, so daß Verstärkungsfaktoren von ca. 30 für den Kraftspeicher erreicht werden können.

In der Zeichnung sind zwei Schaltstellungen der Erfindung dargestellt.

Die Fig. 1 zeigt die Einstellung.

Die Fig. 2 zeigt die Ausstellung.

Der Schaltmechanismus gemäß der Erfindung hat zur Handbetätigung einen Kipphebel 1, der um eine ortsfeste Achse 2 drehbar gelagert ist. In der Einschaltstellung wird die Bewegung des Kipphebels 1 durch den Anschlag 3 begrenzt. In der Ausschaltstellung wird die Bewegung des Kipphebels 1 durch den Anschlag 4 begrenzt. Mit 5 ist eine Rückholfeder für den Kipp­ hebel 1 bezeichnet, um ihn beim Ausschalten des Schalters in die Aus­ schaltstellung zu führen. Das Schutzschaltgerät hat einen ortsfesten Kontakt 6, dem ein beweglicher Kontakt 7 zugeordnet ist.

Der bewegliche Kontakt 7 ist ortsfest, spielfrei drehbar gelagert u. wird durch die Kontaktfeder 8 im Gegenzeigersinn gegen den festen Kontakt 6 gepreßt. Mit 9 ist eine Klinke bezeichnet, die ortsfest mit dem Winkelhebel 10 gleichachsig drehbar um den Stift 11 gelagert ist. Die Klinke 9 ist kraftschlüssig über die Klinkenfeder 12 mit dem Winkel­ hebel 10 verbunden. Auf den Winkelhebel 10 wirkt die Schaltfeder 13 im Gegenzeigersinn. Sie wird durch eine Gelenkkette bestehend aus den Koppeln 14 und 15 deren Enddrehpunkte sich im Kipphebel 1 bzw. im Winkel­ hebel 10 lagern und die sich beim Einschalten im Bereich der gemeinsamen Achse 16 an der Klinke 9 abstützen gespannt.

Bewegt der Stößel 17 des Selbstauslösers 18 bei der Abschaltung die Klinke 9 im Gegenzeigersinn, dann wird die gemeinsame Achse 16 freigegeben, das Kniegelenk knickt ein und der Winkelhebel 10 wird durch die Schaltfeder 13 im Gegenzeigersinn beschleunigt. Nachdem der Winkelhebel 10 zunächst keinerlei Verbindung zum beweglichen Kontakt 7 besitzt, trifft er mit großer Energie nach Durcheilen des Vorlaufes schlagartig auf den be­ weglichen Kontakt 7 auf und reißt diesen im Uhrzeigersinn entgegen der Kraft der Kontaktfeder 8 in die Ausstellung. Die Rückholfeder 5 dreht anschließend den Kipphebel 1 ebenfalls in die Ausstellung, Fig. 2.

In der Ausstellung liegt der bewegliche Kontakt 7 unter der Wirkung der Kontaktfeder 8 am Winkelhebel 10 an, dieser hält das Kontaktsystem geöffnet. Das Schutzschaltgerät wird eingeschaltet indem der Kipp­ hebel 1 von Hand im Gegenzeigersinn bewegt wird, dabei gibt der Winkel­ hebel 10 den beweglichen Kontakt 7 frei, der unter der Wirkung der Kontaktfeder 8 an den Festkontakt 6 gepreßt wird.

Claims (5)

1. Schaltmechanismus für Schutzschaltgeräte mit einem drehbar gelagerten Kipphebel (1) zur Handbetätigung, mit einer durch einen Selbstauslöser (18) beeinflußbaren Klinke (9) und mit einer aus zwei Koppeln (14 und 15) bestehenden Ge­ lenkkette, deren gemeinsame Achse (16) sich an der Verklinkungsstelle der ortsfest drehbar gelagerten Klinke (9) abstützt, wobei das freie Ende der einen Koppel (14) am Kipphebel (1) angelenkt ist und dort ein Kniegelenk bildet und das freie Ende der anderen Koppel (15) an einem durch eine Schaltfeder (13) in Ausschaltrichtung belasteten Winkelhebel (10) angelenkt ist, so daß dieser in der Einschaltstellung keine Verbindung zum beweglichen Kontakt (7) besitzt.

2. Schaltmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (9) und der Winkelhebel (10) gleichachsig drehbar gelagert sind und über eine Klinkenfeder (12) kraftschlüssig verbunden sind.

3. Schaltmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (9) als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, an dessen freien Ende der Stößel (17) des Selbstauslösers (18) angreifen kann.

4. Schaltmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Klinke (9) als Stützkraft nur die Komponente der Schalt­ feder (13) wirkt.

5. Schaltmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (7) durch eine Kontaktfeder (8) in Kontakt­ schließrichtung gedrückt wird die so angeordnet ist, daß ihr auf den beweglichen Kontakt ausgeübtes Drehmoment mit zunehmender Kontaktöffnung abnimmt, jedoch wärend der gesamten Kontaktöffnungs­ bewegung dem Drehmoment der Schaltfeder (13) entgegen wirkt.