DE4202811A1 - Formgehaeuseschalter mit thermisch-magnetischem ausloesebeschleuniger - Google Patents

Description

Thermisch-magnetische Schalter verwenden einen schwenkbar angebrachten Bimetall in Verbindung mit einem schwenkbar angebrachten Magnetanker, um den Schalterbetätigungsmechanismus beim Auftreten von Überstromzuständen vorbestimmter Größen zu schwenken. Bei Verwendung in Schaltern mit erhöhten Nennströmen müssen entsprechend größere thermisch-magnetische Auslösereinheiten verwendet werden, um auf die erhöhten stationären und Überstromzustände sicher anzusprechen.

Die US-PS 47 36 174 beschreibt einen gemeinsamen Betätigungsmechanismus, der über einem weiten Bereich von Nennströmen für Schalter verwendet wird, die eine elektronische Auslöseeinheit benutzen. Die elektronische Auslöseeinheit liefert ein elektrisches Signal, um den Betätigungsmechanismus zum Trennen der Schalterkontaktstücke zu schwenken. Dies gestattet die Verwendung eines Nennstromeinsatzes, der ermöglicht, daß eine einzige Auslöseeinheit über einem breiten Bereich von Schalternennströmen verwendet werden kann. Die Verwendung derartiger elektronischer Auslösebetätigungsmechanismen in thermisch-magnetischen Schaltern würde den Lagerbedarf bei derartigen thermisch- magnetischen Auslöseeinheiten wesentlich verkleinern, da ein einziger Betätigungsmechanismus über einem breiten Bereich von Nennströmen verwendet werden könnte.

Ein Beispiel einer thermisch-magnetischen Auslöseeinheit, die in thermisch-magnetischen Schaltern verwendet wird, ist in der US-PS 46 79 016 beschrieben. Die thermisch- magnetische Auslöseeinheit sorgt für einen vollständigen Schaltungsschutz, indem sie auf sogenannte "Langzeit-" und "augenblickliche" Überstromzustände anspricht, wenn sie in einem elektrischen Verteilerkreis mit Industrie-Nennströmen verwendet wird.

Die US-PS 46 75 641 beschreibt eine Einrichtung zum Verwenden einer gemeinsamen thermisch-magnetischen Auslöseeinheit, wie sie in der vorgenannten US-PS 46 79 016 beschrieben ist, in einem breiten Bereich von Schalter- Nennströmen durch die Schaffung von thermisch-variablen Nennstromeinsätzen, wobei der abgetastete Kreisstrom durch die thermisch-magnetische Auslöseeinheit innerhalb vorbestimmter Grenzen bleibt, während der tatsächliche Kreisstrom mit erhöhten Nennströmen anwächst.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Auslösebeschleuniger in Verbindung mit dem Standard- Betätigungsmechanismus zu schaffen, um diesen Betätigungsmechanismus mit bekannten thermisch-magnetischen Auslöseeinheiten verwendbar zu machen.

Erfindungsgemäß ist ein Auslösebeschleuniger zwischen einer thermisch-magnetischen Auslöseeinheit und einem Betätigungsmechanismus angeordnet, damit der Betätigungsmechanismus auf einen breiten Bereich von Schalternennströmen anspricht. Der Auslösebeschleuniger hat die Form eines schwenkbar angebrachten Auslösehebels, der den Betätigungsmechnanismus bei Überstromzuständen verschwenkt und durch den Betätigungsmechanismus zurückgesetzt wird, wenn der Betätigungsmechanismus zurückgesetzt wird.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht von einem thermisch-magnetischen Schalter, der den Auslösebeschleuniger gemäß der Erfindung verwendet.

Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Schalters gemäß Fig. 1 und zeigt die thermisch-magnetische Auslöseeinheit und den Betätigungsmechanismus in ihrer ausgelösten Position.

Fig. 1 zeigt einen thermisch-magnetischen Schalter 10, wie er in der vorgenannten US-PS 46 79 016 beschrieben ist, wobei die thermisch-magnetische Auslöseeinheit 22 so umgedreht ist, daß sowohl der magnetische Auslösestift 27 als auch der thermische Auslösestift 30 auf der gleichen Seite der Auslöseeinheit angeordnet sind. Der thermisch­ magnetische Schalter besteht aus einem isolierenden Kunststoffgehäuse 12, an dem eine entsprechende isolierende Kunststoffabdeckung 12 fest angebracht ist. Der Kreisstrom fließt durch ein Leitungsband 14, das an der Leitungsseite des Schalters angeordnet und mit dem feststehenden Kontaktstück 15 verbunden ist. Der Kreisstrom fließt durch das bewegbare Kontaktstück 16, das an dem einen Ende des bewegbaren Kontaktarms 17 angeordnet ist und sich um den Querstab-Drehzapfen 18 dreht.

Ein Betätigungsmechanismus 19, wie er in der vorgenannten US-PS 47 36 174 beschrieben ist, steuert die Stellung der feststehenden bewegbaren Kontaktstücke in Abhängigkeit von der Größe des Kreisstromes. Der Kreisstrom wird innerhalb der thermisch-magnetischen Auslöseeinheit 22 abgetastet durch Übertragung des Stromes von dem bewegbaren Kontaktarm auf eine Heizeinrichtung 21 durch Verbindung mit einem leitfähigen Band 50. Der Stromkreis wird geschlossen durch eine Verbindung zwischen der Heizeinrichtung und dem Lastband 23, das an dem Lastende des Schalters angeordnet ist. Die thermisch-magnetische Auslöseeinheit ist ähnlich derjenigen, die in der vorgenannten US-PS 46 79 016 beschrieben ist, wobei ein Anker 24, der an einem Stator 26 durch einen Drehstift 25 schwenkbar angebracht ist, auf schwere Überstromzustände anspricht, um den magnetischen Auslösestift 27 in einen Kontakt mit dem Auslösestab 28 zu drücken, um den Betätigungsmechanismus 19 in einer nachfolgend genauer zu beschreibenden Weise zu schwenken. Der Bimetall 29 spricht auf weniger schwere Überstromstände an, um auf entsprechende Weise den thermischen Auslösestift 30 gegen den Auslösestab zu drücken, um den Schalterbetätigungsmechanismus in einer ähnlichen Weise zu schwenken. Das Verriegelungssystem 37, das eine sekundäre Verriegelung 38 aufweist, ist an dem Seitenrahmen 20 des Betätigungsmechanismus durch einen Drehzapfen 39 schwenkbar angebracht und arbeitet in der in der US-PS 47 36 174 beschriebenen Weise, um den Betätigungsmechanismus freizugeben und den Betätigungsfedern (nicht gezeigt) zu gestatten, die bewegbaren Kontaktarme 17 in die in Fig. 2 gezeigte Öffnungsstellung zu drücken und dadurch die feststehenden und bewegbaren Kontaktstücke 15 und 16 zu trennen. Gemäß der Erfindung ist ein Auslösebeschleuniger in der Form eines Auslösehebels 32 mit dem Seitenrahmen 20 des Betätigungsmechanismus durch einen Drehstift 35 verbunden. Ein Zapfen 34 auf dem Auslösestab 28 kommt mit der Verriegelungsfläche 33A eines Schlitzes 33 in Eingriff, der an dem Auslösehebel 32 auf der einen Seite des Drehstiftes 35 ausgebildet ist, und ist durch die Vorspannung gehalten, die durch die Auslösestab- Rückholfeder 31 ausgebildet wird. Die Auslösehebelfeder 36, die den Auslösehebel und den Seitenrahmen 20 des Betätigungsmechanismus miteinander verbindet, spannt den Auslösehebel in der Gegenuhrzeigerrichtung um den Drehstift 35 vor. Wenn der Schalterbetätigungsgriff 45, der mit dem Betätigungsmechanismus 19 durch das Griffjoch 44 verbunden ist, in der in Fig. 1 gezeigten Schließstellung ist, können die feststehenden und bewegbaren Kontaktstücke 15, 16 den Kreisstrom durch den Schalter in der zuvor beschriebenen Weise übertragen. Die sekundäre Verriegelung 38 sitzt in dem Schlitz 47, der in der Oberseite des Auslösehebels 32 ausgebildet ist, und der Schalter bleibt in der sogenannten Verriegelungsstellung. Ein Antriebshebel 40, wie er in der US-PS 49 13 503 beschrieben ist, ist an dem Seitenrahmen 20 des Betätigungsmechanismus durch einen Drehstift 41 befestigt und so angeordnet, daß der Zapfen 42 auf dem Antriebshebel von dem Schlitz 43 frei ist, der auf der dem Schlitz 35 auf dem Auslösehebel 32 gegenüberliegenden Seite des Drehstiftes 35 ausgebildet ist. Wenn der Schalterbetätigungsmechanismus angesprochen hat, um die Schalterkontaktstücke zu trennen, arbeitet der Antriebshebel 40 später mit dem Schalterbetätigungsgriff 45 zusammen, um den Betätigungsmechanismus zu verriegeln und dem bewegbaren Kontaktarm 17 zu gestatten, das bewegbare Kontaktstück 16 gegen das feststehende Kontaktstück 15 zu drücken, um die Schalterkontakte zu schließen, wenn der Betätigungsgriff in die in Fig. 1 gezeigte EIN-Stellung bewegt ist.

In Fig. 2 ist der Schalter 10 mit dem bewegbaren Kontaktarm 17 in der Auslösestellung und mit dem bewegbaren Kontaktstück 16 getrennt von dem feststehenden Kontaktstück 15 in dem Gehäuse 12 und der Abdeckung 11 gezeigt. Eine Auslösung wurde durch einen sogenannten Langzeit- Überstromzustand hervorgerufen, der den thermischen Auslösezapfen 30 auf dem Bimetall 29 gegen den Auslösestab 28 drückte, den Auslösestab in Uhrzeigerrichtung drehte und den zugeordneten Zapfen aus dem Eingriff mit der Verriegelungsfläche 33A des Schlitzes 33 auf dem Auslösehebel 32 freigab. Der Auslösehebel 32 wird auf entsprechende Weise in Gegenuhrzeigerrichtung um den Drehstift 35 gedreht unter Einwirkung der Kraft der Auslösehebelfeder 36, die zusammen den Rand des Schlitzes 47 gegen die sekundäre Verriegelung 38 drücken und die sekundäre Verriegelung in Gegenuhrzeigerrichtung um den Drehzapfen 39 drehen, wie es in Fig. 2 angegeben ist. Dies entriegelt die sekundäre Verriegelung 38 und den Betätigungsmechanismus 19 und drückt dementsprechend den bewegbaren Kontaktarm 17 in die Auslöseposition und den Betätigungsgriff 45 in seine Auslöseposition. Es sei darauf hingewiesen, daß der Auslösehebel 32 gestattet, daß der in der vorgenannten US-PS 47 36 174 beschriebene Betätigungsmechanismus mit der thermisch-magnetischen Auslöseeinheit verwendet werden kann, um die Schalterkontakte in einer effizienten Weise zu trennen. Wenn die Kontaktstücke getrennt sind und der Auslösehebel in der Auslösestellung ist, ist der Zapfen 42 auf dem Antriebshebel 40 nun in Kontakt mit der Oberfläche des Schlitzes 43 auf dem Auslösehebel 32. Wenn der Betätigungsgriff 45 später in Gegenuhrzeigerrichtung in seine AUS-Stellung während des RÜCKSETZ-Betriebes gedreht wird, wird der Zapfen 42 auf dem Antriebshebel 40, der an dem Antriebshebel durch den Drehstift 41 befestigt ist, durch das Griffjoch 44 in Gegenuhrzeigerrichtung getragen und schlägt gegen den Auslösehebel 32 und drückt nun den Auslösehebel in Uhrzeigerrichtung um seinen Drehstift 35 von der sekundären Verriegelung 38 weg und zurück gegen den Zapfen auf dem Auslösestab 28. Wenn der Betätigungsgriff 45 nun in Uhrzeigerrichtung gedreht wird, um die Schalterkontakte zu schließen, wie es in Fig. 1 angegeben ist, bleibt der Auslösehebel 32 in der verriegelten Stellung. Dies geschieht, weil der Auslösestabzapfen in einen Eingriff mit der Verriegelungsfläche 33A zurück bewegt wurde unter der Rückwärtsvorspannung der Auslösestab-Rückholfeder 31, wodurch die Drehung des Auslösehebels 32 in Gegenuhrzeigerrichtung entgegen der Vorspannung der Auslösehebelfeder 36 gestoppt wird. Der Schalter ist nun betriebsbereit, so daß die Kontaktstücke geschlossen sind, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, und die thermisch-magnetische Auslöseeinheit 22 ist nun wieder in ihrer stationären Position, in der sie das Auftreten des nächsten Überstromzustandes erwartet.

In dem Fall, daß ein thermischer Nennstromeinsatz, wie er in der vorgenannten US-PS 46 75 641 beschrieben ist, mit einem Schalter 10 verwendet wird, wie er in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, wobei ein thermischer Shunt 48 in den mit einem Gewinde versehenen Schlitz 49 eingesetzt ist, der in dem Lastband 23 ausgebildet ist, kann eine übliche thermisch-magnetische Auslöseeinheit 22 über einem breiten Bereich von Nennströmen des Schalters verwendet werden, wie es in der vorgenannten US-PS 46 75 641 beschrieben ist.

Claims (8)

1. Formgehäuseschalter enthaltend: ein Kunststoffgehäuse (11) und eine Abdeckung (12), einen in dem Gehäuse angeordneten Betätigungsmechanismus (19) mit einem Verriegelungshebel (38), der den Betätigungsmechanismus daran hindert, zwei Kontaktstücke während Ruhestromzuständen innerhalb einer zu schützenden Schaltung zu trennen,
einen Betätigungsgriff (45), der sich an dem einen Ende durch die Abdeckung hindurch erstreckt und an den gegenüberliegenden Enden durch ein Griffjoch mit dem Betätigungsmechanismus verbunden ist, wobei der Betätigungsgriff die Kontaktstücke während der Ruhestromzustände öffnet und schließt,
dadurch gekennzeichnet, daß eine thermisch-magnetische Auslöseeinheit (22) in dem Gehäuse (12) angeordnet ist zum Verschieben des Auslösestabes (28) und zum Schwenken der Auslöseeinheit (22) für eine Trennung der Kontaktstücke beim Auftreten von Überstromzuständen in der zu schützenden Schaltungsanordnung, und
ein Auslösehebel (32) zwischen dem Auslösestab (28) und dem Verriegelungshebel (38) derart angeordnet ist, daß der Auslösehebel (32) den Verriegelungshebel (38) verschiebt, wenn die thermisch-magnetische Auslöseeinheit (22) den Auslösestab (28) verschiebt, um den Betätigungsmechanismus (19) zu schwenken und die Kontaktstücke zu trennen.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösehebel (32) an einem Vorderende einen vorderen Schlitz (33) aufweist, der einen Auslösezapfen (34) auf dem Auslösestab (28) aufnimmt und dadurch den Auslösehebel (32) daran hindert, sich bei einer durch eine Auslösehebelfeder (36) herbeigeführten Drehung zu drehen.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verriegelungsfläche (33A) auf dem Schlitz (33) mit dem Auslösezapfen (34) in Eingriff ist und den Auslösehebel (32) daran hindert, sich entgegen der Drehvorspannung, die durch die Auslösehebelfeder 36 ausgebildet ist, zu drehen.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein oberer Schlitz (47) auf einem oberen Ende des Auslösehebels (36) den Verriegelungshebel (38) aufnimmt, wobei ein Rand des oberen Schlitzes (47) gegen den Verriegelungshebel (38) schlägt und dadurch den Verriegelungshebel (38) verschiebt, wenn der Auslösezapfen (34) von der Verriegelungsfläche (33A) verschoben ist.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Griffjoch in dem Gehäuse (11) nahe einem rückwärtigen Ende des Auslösehebels (32) ein Rücksetzhebel (40) drehbar angebracht ist, der mit dem Auslösehebel (32) zusammenarbeitet zum Zurücksetzen des Auslösehebels (32), wenn der Betätigungsgriff (45) zum Rücksetzen des Betätigungsmechanismus (19) bewegt wird.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem rückwärtigen Ende des Auslösehebels (32) ein rückwärtiger Schlitz angeordnet ist, der einen Rücksetzzapfen (42) aufnimmt, der sich von dem Rücksetzhebel (40) erstreckt.

7. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücksetzzapfen (42) mit einer Oberfläche in dem rückwärtigen Schlitz (43) in Eingriff kommt, um den Auslösehebel (32) zurück in eine Ausgangsstellung zu drehen.

8. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der elektro-magnetischen Auslöseeinheit eine Nenngrößeneinrichtung austauschbar verbunden ist derart, daß die elektro-magnetische Auslöseeinheit über einem Bereich von Nennströmen arbeiten kann.