DE4424332A1 - Leitungsschutzschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen durch Überstrom und/oder Überhit­ zung auslösbaren Leitungsschutzschalter.

Heterogene Kontaktwerkstoffe, wie beispielsweise Silberkohlen­ stoff oder Silberkadmiumoxid werden anstelle von homogenen Werkstoffen, wie beispielsweise Silber, eingesetzt, um bei Lei­ tungsschutzschaltern besondere Eigenschaften zu erzielen. Der­ artige Leitungsschutzschalter besitzen eine Kontaktanordnung aus einem stationären Kontakt und einem von diesem aus seiner Anlagestellung entgegen der Kraft einer Andruckfeder nach ent­ sprechender Überstrom- und/oder Überhitzungsauslösung wegbeweg­ baren Kontakt. Um bei den Kontakten eine Schweißneigung zu ver­ ringern oder zu vermeiden, die bei Leitungsschutzschaltern mit Nennströmen von von mehr als 40 Ampere auftreten könnte, kommen heterogene Kontaktpaarungen zum Einsatz. Dabei besteht das Pro­ blem, daß die durch die Andruckfeder vorgesehene Kontaktkraft häufig nicht ausreicht, um einen niedrigen Kontaktspannungsfall zu erzielen.

Mit der Erfindung soll ein Leitungsschutzschalter der eingangs genannten Art verfügbar gemacht werden, bei dem ohne Änderung der vorhandenen Andruckfeder eine zur Erzielung eines niedrigen Kontaktspannungsfalls nötige Kontaktkraft erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Bevorzugte Merkmale, die die Er­ findung vorteilhaft weiterbilden, sind den nachgeordneten Pa­ tentansprüchen zu entnehmen.

In vorteilhafter Weise schafft die Erfindung einen Leitungs­ schutzschalter mit einer Kontaktanordnung aus einem stationären Kontakt und aus einem von diesem aus seiner Anlagestellung ent­ gegen der Kraft einer Andruckfeder wegbewegbaren Kontakt, einer Auslösehebelanordnung, die unter Federkraft aus einer verklink­ ten Bereitschaftsstellung, in der die Kontakte geschlossen sind, nach Entklinkung in eine Auslösestellung bewegbar ist, einer auf Überstrom und/oder drohende Überhitzung ansprechenden und die Auslösehebelanordnung entklinkenden Auslöseeinrichtung, und mit einer zusätzlichen Einrichtung, die an den bewegbaren Kontakt zur Erhöhung der Kontaktandruckkraft angreift.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Konzeption ist es möglich, vor­ handene Leitungsschutzschalter nachträglich umzurüsten, wobei die restlichen Bauteile der Kinematik, insbesondere die an die Auslösehebelanordnung angreifende Schaltfeder, ohne Veränderung belassen werden können, und somit die gewünschte Zusatzfunktion nur bei Bedarf eingesetzt wird. Dabei kann die Anordnung vor­ teilhaft so getroffen werden, daß die zusätzliche Einrichtung, welche vorzugsweise als zusätzliches Federelement in Form einer Drehfeder ausgebildet ist, nur bei Kontakteinschaltung wirksam werden zu lassen, wobei die Drehfeder beispielsweise in der ausgeschalteten Stellung durch den Auslösehebel so lange kurz­ geschlossen ist, bis der bewegliche Kontakt beim Einschalten den Festkontakt berührt und beim Spannen des Auslösehebels die zusätzliche Drehfeder auf den beweglichen Kontakt eine zusätz­ liche Kraft ausübt. Die bereits vorhandene Andruckfeder und die zusätzliche Drehfeder ergeben als Resultierende die vergrößerte Kontaktkraft.

Die andruckerhöhende Einrichtung, vorzugsweise in Form der Drehfeder, greift gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung an den bewegbaren Kontakt nur in einem Bewegungsbe­ reich nahe der Anlagestellung an dem stationären Kontakt an. Hierdurch ist vorteilhaft gewährleistet, daß die zusätzliche Andruckkraft nur begrenzt wirksam ist und damit das Kontaktöff­ nungsverhalten nicht hinsichtlich der Geschwindigkeit wesent­ lich beeinträchtigt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die andruckerhöhende Einrichtung, vorzugsweise die Drehfeder, mit­ tels eines Auslösehebels der Auslösehebelanordnung in ihre An­ griffsstellung und aus dieser bewegbar, womit für das Betriebs­ verhalten des Leitungsschutzschalters das oben erwähnte "Kurz­ schließen" der Feder in einem Bewegungsbereich des bewegbaren Kontakts geschaffen wird, der nicht der Wirkung der zusätzli­ chen Feder bedarf.

Die vorzugsweise als Drehfeder ausgebildete Einrichtung besitzt einen sich am Auslösehebel abstützenden Schenkel und einen Schenkel für den Angriff an den bewegbaren Kontakt in dessen Anlagestellung, wobei bevorzugt die Drehfeder einen kürzeren Abstützschenkel und einen längeren Beaufschlagungsschenkel auf­ weist. Der Abstützschenkel kann in günstiger Weise an einer Anschlag-Anformung des Auslösehebels anliegen oder in eine Hal­ tebohrung des Auslösehebels eingesetzt sein.

Bevorzugt ist die Drehfeder an der Schwenkachse des Auslösehe­ bels gelagert und mit einer Vorspannung versehen. Der Beauf­ schlagungsschenkel liegt in einer Stellung, in der er nicht an dem bewegbaren Kontakt angreift, an einer Anschlag-Anformung des Auslösehebels an, von dem er beim Verschwenken des Auslöse­ hebels in dessen Bereitschaftsstellung mit seinem Endabschnitt an den bewegbaren Kontakt angreifend unter Verformung der Dreh­ feder wegbewegbar ist. Damit wird in idealer Weise eine unmit­ telbare Ankopplung der die Andruckkraft erhöhenden Einrichtung an die vorhandene Auslösekinematik erzielt, wobei in vorteil­ hafter Weise bei einem Ansprechen der Auslöseeinrichtung die zusätzliche Andruckwirkung der Drehfeder durch Wegschwenken derselben aus dem Angriffsbereich entfällt.

Gemäß einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung ist der Beauf­ schlagungsschenkel der Drehfeder an seinem Endabschnitt mit einer nach innen weisenden Krümmung versehen, um glatte, gleichmäßige Anlageverhältnisse an dem Kontakt zu erzielen, die an den wechselseitigen Bewegungsablauf angepaßt sind.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beige­ fügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht auf ein Ausfüh­ rungsbeispiel eines Leitungsschutzschalters mit einem geöffneten Kontaktpaar; und

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Fig. 1, jedoch in der Bereit­ schaftsstellung mit geschlossenen Kontakten.

In Fig. 1 ist teilweise schematisiert ein Leitungsschutzschal­ ter 10 dargestellt, der ein in Schmalbauweise hergestelltes Gehäuse 11 aus einem isolierenden Kunststoff aufweist und an seiner Hinterseite, in Fig. 1 und 2 unten, Einhängeaufnahmen 12 und 13 für eine übliche Montageschiene besitzt. Das Gehäuse 11 ist seitlich gesehen mittig geteilt, wobei die Gehäusehälften über die Querlöcher 14 bis 17 miteinander verbunden werden.

Eine Anschlußklemme 18 und eine Anschlußklemme 19 sind in Fig. 1 am linken und rechten Gehäuserand von außen zugänglich ange­ ordnet. Die Anschlußklemme 18 steht über einen Leiter 20 und eine Wicklung 21 einer elektromagnetischen und elektrothermi­ schen Auslöseeinrichtung 22 in Verbindung mit einem stationären Kontakt 23. Die Anschlußklemme 19 ist über einen Leiter 24 mit einer Schwenklagerung 25 für einen Kontaktschwenkhebel 26, der an seinem anderen abgewinkelten Ende einen Kontakt 27 aufweist, verbunden. Der Kontaktschwenkhebel 26 ist mittels einer Feder­ anordnung 28 mit Kraftumlenkung 29 in Kontaktschließrichtung vorgespannt.

Unterhalb der elektromagnetischen und elektrothermischen Auslö­ seeinrichtung 22 ist in dem Gehäuse 11 eine Lichtbogenlöschkam­ mer 55 zwischen einem Abschnitt des Leiters 20 und einem Lei­ terende 30 angeordnet, welches mit dem Leiter 24 verbunden ist. Die Auslöseeinrichtung 22 besteht aus einem gut wärmeleitenden Tragkörper 31, der sich in Fig. 1 nach rechts zu einer Aufnah­ mekammer 32 mit einer nicht dargestellten Bimetall-Schnappele­ mentanordnung erweitert, mit der bei Überstrom-bedingter Erwär­ mung ein Auslösestößel 33 in Fig. 1 rechts gegen die Wirkung einer den Auslösestößel 33 in dem Tragkörper 31 haltenden, nicht dargestellten Feder ausrückbar ist. Das in dem Tragkörper 31 gelagerte andere Ende des Auslösestößels 33 ist in nicht dargestellter Weise durch einen Stößelbeaufschlagungsanker zum Ausrücken beaufschlagbar, wenn durch die Wicklung 21 ein vorbe­ stimmter Überstrom fließt.

Vor dem ausrückbaren Ende des Auslösestößels 33 ist eine Aus­ lösehebelanordnung 34 vorgesehen, die manuell mit einem aus dem Gehäuse 11 ragenden, schwenkbar in diesem gelagerten Schaltkne­ bel 35 und einem an diesem angelenkten Verklinkungshebel 36 mit einer nach oben weisenden Klinke 37 aus der in Fig. 1 gezeigten Kontakttrennstellung in eine Bereitschaftsstellung bewegbar ist, bei der der Schaltknebel 35 an einem Anschlag in der Ge­ häuseführung 39 anliegt (vgl. Fig. 2).

Zu der Auslösehebelanordnung 34 gehört ein erster Auslösehebel 40, der ein Verklinkungsprofil 41 für die Nase 37 des Verklin­ gungshebels 36 aufweist, um die in Fig. 2 gezeigte Bereit­ schaftsstellung zu sichern. Der Auslösehebel 40 ist um eine gehäusefeste Achse 42 schwenkbar und besitzt gegenüber dem vor­ deren Ende des Auslösestößels 33 für diesen eine Betätigungs­ fläche. Koaxial zu dem ersten Auslösehebel 40 ist ein zweiter Auslösehebel 45, in Fig. 2 unterhalb des ersten Auslösehebels 40, an der Achse 42 gelagert, der einen Aufschlagabschnitt 46 für den bewegbaren Kontaktschwenkhebel 26, eine Andruckfläche 47 für den dort angreifenden und bis zu diesem ragenden Betäti­ gungsabschnitt 43 des ersten Auslösehebels 40 sowie einen Fe­ deranlenkungsabschnitt 48 für eine starke Kontaktaufreißfeder 49 besitzt, die mit ihrem anderen Ende bei 50 an dem Gehäuse 11 angelenkt ist. Oberhalb des Anlenkabschnitts 48 besitzt der zweite Auslösehebel 45 einen angeformten Angriffsabschnitt 51, der den Verklinkungshebel 36 in seinem Verklingungseingriff sichert.

Auf der gehäusefesten Achse 42, an der der Auslösehebel 40 schwenkbar gelagert ist, ist eine Drehfeder 44 gelagert, die einen kürzeren Abstützschenkel 55 und einen längeren Beauf­ schlagungsschenkel 56 aufweist. Der Abstützschenkel 55 liegt an einer erhabenen Anschlag-Anformung 57 des Auslösehebels 40 an und besitzt einen nach außen abgekrümmten Endabschnitt. Der Beaufschlagungsschenkel liegt an einer erhabenen Anschlag-An­ formung 58 des Auslösehebels 40 an und weist an seinem Endab­ schnitt eine Krümmung nach innen auf. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Anschlag-Anformung 58 eine größere Ent­ fernung von der Drehachse 42 besitzt als die Anschlag-Anformung 57. Statt angeformter Anschläge können auch auf dem Auslösehe­ bel 40 in geeigneter Weise, z. B. durch Schrauben oder Kleben, separate Anschläge befestigt sein. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung ist der Beaufschlagungsschenkel 56 von dem schwenkba­ ren Kontakt 26 beabstandet.

Fig. 2 zeigt den Leitungsschutzschalter 10 in Bereitschaltstel­ lung, in die er beispielsweise nach Auslösung durch die thermi­ sche Schutzeinrichtung in Form der Auslöseeinrichtung 22 zu­ rückgebracht wurde. Um den Leitungsschalter 10 aus der ausgelö­ sten Stellung wieder in die Bereitschaftsstellung zu bringen, wird der Schaltknebel 35 zunächst zum Anschlag 38 um seine ge­ häusefeste Schwenkachse bewegt. Dabei tritt das vordere Ende des Verklinkungshebels 36, das gemäß Fig. 1 in Anlage an den ersten Auslösehebel 40 mittels einer Feder 53 gehalten ist, wieder in verklinkenden Eingriff mit dem Verklinkungsprofil 41 des ersten Auslösehebels 40. Anschließend wird der Schaltknebel 35 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung verschwenkt, in der der Angriffsabschnitt 51 des zweiten Auslösehebels 45 den Verklin­ kungshebel 36 in Verklinkungseingriff mit der Nase 41 des er­ sten Auslösehebels hält. Dabei wird der Verklinkungshebel 36 an seiner Anlenkung an dem Schaltknebel 35 über die Streckstellung hinaus derart geschwenkt, daß die Haltekraft des Verklinkungs­ hebels 36 über den am Bereitschaftsanschlag befindlichen Schaltknebel 35 auf das Gehäuse 11 übertragen wird.

Bei dem im Uhrzeigersinn erfolgenden Verschwenken des Auslöse­ hebels 4 sorgt die Federanordnung 28 dafür, daß der Kontakt­ schwenkhebel 26 mit dem bewegbaren Kontakt 27 zu dem stationä­ ren Kontakt 23 verschwenkt wird. In der letzten Phase dieser Schwenkbewegung des Kontaktschwenkhebels 26, etwa bei einem Schwenkwinkel von 15-30° vor Erreichen des stationären Kon­ taktes 23 gelangt der Beaufschlagungsschenkel 56 in Anlage an den Kontaktschwenkhebel 26 und hebt bei der weiteren Bewegung in Richtung auf den stationären Kontakt 23 von der Anschlag- Anformung 58, an dem er unter Vorspannung ruht, bis zu der in Fig. 2 gezeigten Stellung ab. In der Bereitschaftsstellung ge­ mäß Fig. 2 wird über den längeren Beaufschlagungsschenkel 56 eine funktionsgerechte Verstärkung der Wirkung der Kontaktan­ druckkraft der Federanordnung 28 erreicht.

Claims (11)

1. Leitungsschutzschalter mit einer Kontaktanordnung aus einem stationären Kontakt (23) und aus einem von diesem aus seiner Anlagestellung entge­ gen der Kraft einer Andruckfeder (28) wegbewegbaren Kon­ takt (27), einer Auslösehebelanordnung (34), die unter der Kraft ei­ ner Feder (49) aus einer verklinkten Bereitschaftsstel­ lung, in der die Kontakte (23, 27) geschlossen sind, nach Entklinkung in einer Auslösestellung bewegbar ist, einer auf Überstrom und/oder drohenden Überhitzung anspre­ chenden und die Auslösehebelanordnung (34) entklinkende Auslöseeinrichtung (22), und mit einer Einrichtung (44), die an dem bewegbaren Kontakt (27) zusätzlich zu der Kraft der Andruckfeder (28) angreift.

2. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die Andruckkraft erhöhende Einrichtung (44) an den bewegbaren Kontakt (27) nur in einem Bewe­ gungsbereich nahe dessen Anlagestellung an dem stationären Kontakt (23) angreift.

3. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (44) mittels eines Auslösehebels (40) der Auslösehebelanordnung (34) in ihre Angriffsstellung und aus dieser bewegbar ist.

4. Leitungsschutzschalter nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einer Feder (44) besteht.

5. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Feder als Drehfeder (44) ausgebildet ist, deren einer Schenkel (55) sich an dem Auslösehebel (40) abstützt und deren anderes Schenkelende (56) für den Angriff an den bewegbaren Kontakt (27) in dessen Anlage­ stellung vorgesehen ist.

6. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehfeder (44) einen kürzeren Abstütz­ schenkel (55) und einen längeren Beaufschlagungsschenkel (56) aufweist.

7. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstützschenkel (55) und der Beaufschla­ gungsschenkel (56) jeweils zwischen einer Anschlag-Anfor­ mung (57 bzw. 58) des Auslösehebels (40) gehalten sind.

8. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehfeder (44) an der Schwenkachse (42) des Auslösehebels (40) gelagert ist.

9. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehfeder (44) gegen die Anschlag-Anformungen (57, 58) vorgespannt ist.

10. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Beaufschlagungsschenkel (56) in einer Stellung, in der er nicht an den bewegbaren Kontakt (27) angreift, an einer Anschlag-Anformung (58) an dem Auslösehebel anliegt, von der er beim Verschwenken des Auslösehebels (40) in dessen Bereitschaftsstellung mit seinem Endabschnitt an den bewegbaren Kontakt (26, 27) angreifend, unter Verformung der Drehfeder (44) wegbeweg­ bar ist.

11. Leitungsschutzschalter nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Beaufschlagungsschenkel (56) an seinem Endabschnitt eine Krümmung nach innen auf­ weist.