DE69203368T2

DE69203368T2 - Schlossmechanismus für Lastschalter.

Info

Publication number: DE69203368T2
Application number: DE69203368T
Authority: DE
Inventors: Francis Deckert; Jean Marie Roiatti; Thierry Sitz
Original assignee: Hager Electro SAS
Current assignee: Hager Electro SAS
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1992-03-11
Publication date: 1996-01-11
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: ES2075638T3; FR2674679B1; EP0506503A1; DE69203368D1; FR2674679A1; ATE125062T1; EP0506503B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schloßmechanismus für Lastschalter mit magnetothermischer Auslösung oder ähnlichem Gerät. Sie bezieht sich ebenfalls auf Lastschalter, die mit einem solchen Mechanismus versehen sind.
Lastschalter zum Schutz von Leitungen umfassen in einem Gehäuse eine Schaltung zwischen zwei Anschlüssen, die aus einem Bimetall zur thermischen Auslösung zum Schutz der Leitung vor Überströmen und einem elektromagnetischen Auslöseorgan mit einer Spule mit einem Tauchanker besteht, der mit einem Schlagbolzen verbunden ist, um das Trennen durch Öffnung eines beweglichen Kontaktes, der mit einem oder mehreren festen Kontakten zusammenarbeitet, sicherzustellen. Mehrpolige Schaltungen werden bevorzugt durch Verbindung mehrerer einpoliger Lastschalter dieses Typs ausgeführt.
Die Betätigung des beweglichen Kontaktes erfolgt im allgemeinen durch einen Kniehebel-Schloßmechanismus, der meist aus einer Betätigungsvorrichtung mit einem von Hand zu betätigenden Hebel besteht, die einen Schwingarm mitnimmt, der bestrebt ist, einen schwenkbaren Kontaktträger zurückzudrücken, der einen oder mehrere Kontakte trägt, um diesen gegen einen festen Kontakt zu drücken, bis in eine Position, in der eine Umkehr in entgegengesetzter Richtung normalerweise durch eine Sperrklinke verhindert wird, die dafür sorgt, daß der Schwingarm, wenn er den Kniehebel gegen den Kontaktträger drückt, sich nicht bewegen und diesen freigeben kann. Die manuelle Öffnung erfolgt durch Betätigung des Hebels in entgegengesetzter Richtung. Die Trennung wird meist durch das Bimetall oder durch einen Schlagbolzen ausgelöst, der gegen einen Auslösehebel stößt und die Freigabe der Sperrklinke und damit die Bewegung des Schwingarms verursacht, und, bei magnetischer Trennung, die zwangsweise Öffnung des Kontaktträgers. Die Rückstellfeder des Kontaktträgers dient im allgemeinen ebenfalls zur Aufrechterhaltung des Kontaktdrucks.
Derartige Vorrichtungen sind zum Beispiel in den Patenten EP-A-0 143 682 und FR-A-2 626 104 beschrieben.
Diese Mechanismen sind relativ kompliziert und eignen sich schlecht für eine automatisierte Fertigung wegen der Vielzahl der Teile, aus denen sie bestehen und wegen der ihnen eigenen räumlichen und funktionalen Einschränkungen.
Außerdem erfordert der im Patent EP-A-033893 beschriebene Mechanismus mehrere Montageschritte, im Gehäuse des Kontaktträgers und den verschiedenen, damit verbundenen Komponenten.
Die vorliegende Erfindung schlägt vor, diesen Schwierigkeiten abzuhelfen und einen Lastschalter herzustellen, der über einen Schloßmechanismus verfügt, der, bevorzugt automatisiert, in einer einzigen Baugruppe gefertigt werden kann, wobei diese Baugruppe, möglichst automatisch, in einem Stück in den Lastschalter eingebaut werden kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen solchen Mechanismus aus einer begrenzten Anzahl von Teilen herzustellen.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es noch, die Spannung der Kontaktfeder beim Einbau des Schloßmechanismus in das Lastschaltergehäuse vornehmen zu können.
Die Erfindung hat zum Gegenstand einen Schloßmechanismus für Lastschalter mit einer mit einem Hebel versehenen Betätigungsvorrichtung, die normalerweise von einer Rückstellfeder in die Öffnungsrichtung gedrückt wird, mit einem Schwingarm, dessen eines Ende exzentrisch an der Betätigungsvorrichtung befestigt ist, mit einem Kontaktträger, der um eine Achse drehbar ist und eine geneigte Fläche aufweist, gegen die das andere Ende des Schwingarms drücken und sich abstützen kann, mit einem beweglichen Kontakt, der am Kontaktträger so befestigt ist, daß er sich leicht auf diesem drehen kann, um einen Andruck auf den starren Kontakt ausüben zu können, mit einer starken Feder, die den Kontaktträger in die Öffnungsrichtung drückt und, wenn der Kontaktträger sich in Schließposition befindet, den beweglichen Kontakt gegen den starren Kontakt drückt, mit einer Sperrklinke, die am Kontaktträger befestigt ist und eine unbeabsichtigte Bewegung des Schwingarms verhindert, wenn dieser gegen den Kontaktträger gedrückt wird, und mit einem Auslösehebel, der, wenn er betätigt wird, das Umklappen der Sperrklinke und die Freigabe des Schwingarms bewirkt und schließlich den Kontaktträger in die Öffnungsposition mitnimmt, um den beweglichen Kontakt zu trennen, dadurch gekennzeichnet, daß eine kompakte Baugruppe gebildet wird, die in einem Stück in den Lastschalter einbaubar und daß der Kontaktträger in Form zweier miteinander verbundener Flansche ausgeführt ist, zwischen denen sich der bewegliche Kontakt, die starke Feder, eine Drehachse, der Auslösehebel und die Sperrklinke befinden.
Unter kompakter Baugruppe im Sinne der Erfindung versteht man eine Baugruppe, deren verschiedene Bestandteile relativ unzerlegbar an Ort und Stelle bleiben, wenn mit der Baugruppe hantiert oder sie transportiert wird.
Bei der Rückstellfeder handelt es sich bevorzugt um eine Schenkelfeder, die auf der gemeinsame Drehachse des Kontaktträgers und des Auslösehebels vorgesehen ist
Die Sperrklinke und der Auslösehebel werden möglichst als eine Baugruppe ausgeführt und können eventuell aus einem Stück bestehen.
Die Rückbewegung der Sperrklinke in die Schließposition wird außerdem am besten durch die Rückstellfeder der Betätigungsvorrichtung während des erstens Teils der Schließbewegung sichergestellt Der freie Arm dieser Feder kann, darüber hinaus, bei der Montage gespannt werden, so daß er sich hinter einem Vorsprung des Auslösers der Sperrklinke befindet, wobei die Betätigungsvorrichtung mit einer geneigten Fläche versehen ist, die seitlich gegen den besagten Arm der Feder drückt, um ihn beim ersten Spannvorgang freizugeben.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf Lastschalter, die mit einem Mechanismus im Sinne der Erfindung versehen sind.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung deutlich, die ein nicht einschränkendes Beispiel ist und die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, hierbei zeigen:
Fig. 1 eine Explosionszeichnung der Kompaktbaugruppe des Mechanismus zeigt,
Fig. 2 eine Ansicht des Mechanismus bei geschlossenem Kontakt zeigt,
Fig. 3 eine Ansicht des Mechanismus bei Beginn einer Phase der thermischen Auslösung zeigt,
Fig. 4 bis 6 verschiedene Phasen der Öffnung durch magnetische Auslösung zeigt,
Fig. 7 den Mechanismus in geöffneter Position zeigt,
Fig. 8 einen Mechanismus zeigt, der Fig. 1 entspricht, wobei die Kräfte verdeutlicht werden, die auf die verschiedenen Teile des Mechanismus wirken.
Wir beziehen uns zunächst auf Fig. 1.
Die Baugruppe des Mechanismus, der in Fig. 1 in einer Explosionszeichnung gezeigt wird, besteht aus einem Kontaktträger 1, der von zwei Flanschen 2 und 3 gebildet wird. Der Flansch 2 ist mit abgewinkelten Lappen 4 und 5 mit Vorsprüngen für die Quetschverbindung versehen, die bei der Montage durch Quetschverbindung die Öffnungen 6 und 7 des Flansches 3 durchdringen. Zwei Langlöcher 8 sind in die Flansche 2 und 3 gestanzt. Sie weisen einen ersten Teil auf mit geneigten Flächen 10, gegen die sich der Schwingarm abstützen kann und einen zweiten Teil 9 zur Hemmung des Schwingarms 36 (Fig. 2). Die Löcher 11 in den beiden Flanschen ermöglichen die Durchführung der Enden der Drehachse der Baugruppe, während die Löcher 12 im unteren Teil der Flansche 2 und 3 die Drehachsen des beweglichen Kontaktes 16 aufnehmen. Die Flansche 2 und 3 sind mit seitlichen Außenlappen 13 und 14 versehen, damit eine bewegliche Verbindung benachbarter modularer Vorrichtungen möglich ist.
Der bewegliche Kontakt 16 hat die Form eines geraden Hebels, dessen unterer Teil gebogen ist. Er ist mit zwei Vorsprüngen 17 versehen, die in die Löcher 12 greifen und als Drehachse dienen. Ein seitlicher Lappen 18 zur Anlötung einer Litze vervollständigt den Kontakt 16.
Der Auslösehebel 19 ist mit einem Mittelloch 20 versehen, dessen eine Öffnung, die in Fig. 1 sichtbar ist, sich unterhalb eines Zapfens 21 befindet, der an der oberen Fläche sitzt. Eine Verlängerung oder ein Vorsprung 22 ragt auf der anderen Seite halb hervor. Der Hebel 19 ist mit einer Zwischenfläche 23 versehen, die vom Schlagbolzen 47 der Elektromagnetspule gestoßen wird, und verfügt, am unteren Ende über einen Fuß 24, der die Verbindung mit dem beweglichen Kontakt 16 herstellt.
Die Sperrklinke 25 ist mit zwei Löchern 26 und 27 versehen, die ein seitliches Einstellen und eine drehfeste Festlegung an dem Hebel 19 ermöglichen. Am oberen Teil ist die Sperrklinke mit einem Arm versehen, der über eine hakenförmig geneigte Fläche 28 verfügt, die sich verjüngt, wobei ein Arm 29 der Sperrklinke sich darunter fortsetzt um ein zwangsweises Lösen des Schwingarms 36 zu ermöglichen.
Bei der Montage der Baugruppe wird am Flansch 2 der Kontakt 16 befestigt, eine Drehachse 30, die durch das Loch 20 des Hebels und die Löcher 11 der Flansche ragt, eine starke Kontaktfeder 31 (Schenkelfeder), deren einer Arm 32 gegen den oberen Teil des beweglichen Kontaktes 16 drückt, um ihn im Uhrzeigersinn zurückzubewegen, und deren anderer Arm 33 nach Spannung der Feder 31 bei der Montage durch eine Klaue 15 des Flansches 2 blockiert ist. Beim Einbau des Mechanismus ins Gehäuse wird das überstehende Ende des Arms 33 gekrümmt und durch einen Vorsprung des Gehäuses, der die Klaue 15 entlastet und die Spannung der Feder im Gehäuse sichert, blockiert. Nach Montage der aus dem Auslösehebel 19 und der Sperrklinke 25 bestehenden Baugruppe wird der zweite Flansch 3 angebracht, die beiden Flansche werden mittels Quetschverbindung aneinander befestigt, nach dem Herstellen der Quetschverbindung wird die Feder 31 gegen die Klaue 15 gespannt.
Die so hergestellte Baugruppe kann mit der Betätigungsvorrichtung 34 mit ihrem Hebel 25, dem Schwingarm 36 und der Spannfeder 37 der Vorrichtung verbunden werden, deren einer Arm mit dieser Vorrichtung verbunden ist und deren anderer Arm, 38, die Baugruppe Hebel-Sperrklinke durch die Schräge des Vorsprungs 22 zurückdrücken kann, wenn der Hebel 35 entgegen der Spannrichtung bewegt wird, dies bis zu dem Zeitpunkt, wo der Arm 38 gegen den Vorsprung 39 am Gehäuse stößt, der ihn aufhält. Bei der Anfangsmontage wird der Arm 38 durch den Vorsprung 40 festgehalten, aber die erste Spanndrehung der Vorrichtung 34, die zu diesem Zweck mit einer geneigten Ebene 41 versehen ist, drückt den Arm 38 bis zum Ende des Vorsprungs 39 zur Seite und wird gegen den Uhrzeigersinn voraus bewegt.
Wir beziehen uns nun auf die Fig. 2 bis 8.
In der Position bei offenem Kontakt, die in Fig. 7 gezeigt wird, drückt die starke Feder 31, die gegen den Kontakt 16 drückt, diesen gegen den Anschlag 42 des Kontaktträgers 1, so daß dieser ebenfalls gegen den Uhrzeigersinn um seine Achse 30 vom starren Kontakt 43 ferngehalten wird. In dieser Stellung ist das Ende 44 des Schwingarms 36, der sich unterhalb der Oberfläche 28 der Sperrklinke befindet, von der geneigten Fläche 10 des Kontaktträgers 10 entfernt, der Hebel 19 mit der Sperrklinke 25 werden, ebenso wie der Hebel 35, vom Arm 38 der Feder 37 in ihrer Position gehalten.
Wenn man den Hebel gegen den Uhrzeigersinn bewegt, wird der Schwingarm 36, der von der Sperrklinke 25 gehalten wird, die immer unter Spannung durch die Feder 37 steht, gegen die geneigte Fläche 10 des Kontaktträgers gedrückt, der sich bis zum Zeitpunkt des Erreichens der Schließposition, wie in Fig. 2 gezeigt, im Uhrzeigersinn dreht. In dieser Stellung drückt der Kontakt 16 gegen den starren Kontakt 43. Da sich der Kontaktträger noch etwas weiter dreht, entfernt sich der Anschlag 42 vom beweglichen Kontakt, so daß die Feder 31, die mit dem Arm 33 gegen das Gehäuse drückt, den beweglichen Kontakt fest gegen den starren Kontakt drückt. Vor Ende dieser Bewegung trifft der Arm 38 der Feder 37 gegen den Anschlag 39, so daß der letzte Teil der Drehung des Kontaktträgers 1, mit Hebel- Sperrklinke ohne Belastung der Feder 37 erfolgt, so daß die Sperrklinke das Ende 44 des Schwingarms wegen des Vorhandenseins der entsprechend ausgerichteten Fläche 28 durch bloßes Blockieren gegen die geneigte Fläche 10 drückt. Die Feder 31 steht in dieser Stellung unter extremer Spannung.
Wenn bei geschlossenem Kontakt die Stange 46 das untere Ende des Hebels 19 gegen den Uhrzeigersinn zieht, wird durch die Drehung des Hebels die Sperrklinke 25 bewegt, die das Ende 44 des Schwingarms 36 freigibt. Wegen der Neigung der schiefen Ebene 10 und durch die Wirkung der Federn bewegt sich der Schwingarm 36 in die Langlöcher 8, und die Feder 31 drückt den Kontakt 16 und den Kontaktträger 1 heftig gegen den Uhrzeigersinn zurück, bis die geöffnete Position erreicht ist, die in Fig. 7 dargestellt wird, wobei die Feder 37 ein erneutes Spannen der Sperrklinke 25 verursacht, die wiederum den Hebel 19 mitnimmt, mit dem sie verbunden ist.
Wenn, ausgehend von der Position bei geschlossenem Kontakt, wie in Fig. 2 gezeigt, dieses Mal der elektromagnetische Schlagbolzen 47 auf die Oberfläche 23 des Hebels 19 trifft, kippt dieser gegen den Uhrzeigersinn, wodurch die Sperrklinke und der Schwingarm, wie zuvor, freigegeben werden. Zusätzlich wird durch den heftigen Druck des Schlagbolzens 47 der Vorsprung 24 des Hebels gegen den Kontakt 16 gedrückt der gegen den Uhrzeigersinn kippt und schnell am Kontaktträger 1 zum Stillstand kommt, wobei die Fortsetzung der Bewegung des Schlagbolzens 47, die den beweglichen Kontakt 16 vom starren Kontakt 43 fortzieht, eine Drehung des Kontaktträgers 1 und all seiner Bestandteile gegen den Uhrzeigersinn verursacht, bis die in Fig. 6 gezeigte Position erreicht ist, wonach die Feder 37 die Sperrklinke 25 erneut spannt und die Position des geöffneten Kontaktes aus Fig. 5 erreicht ist.
Zusätzlich kann die Oberseite des Kontaktträgers 1 mit einem Anzeiger 49 versehen werden, der durch ein Fenster im Gehäuse sichtbar ist und die exakte Stellung des Kontaktträgers und somit des Kontaktes 16 anzeigt.
Fig. 8 zeigt die verschiedenen Kräfte, die auf den Mechanismus wirken, wenn sich dieser in der Stellung des geschlossenen Kontaktes befindet. Die Geometrie der Vorrichtung ist so ausgelegt, daß die Wirkung des Kniehebels auf Höhe des Schwingarms 36 und der Achse der Betätigungsvorrichtung 34 sichergestellt ist, wenn die Sperrklinke 25 sich in blockierter Stellung befindet, wegen der Tatsache, daß ihre Oberfläche 28 senkrecht zum Radius der Drehachse der Sperrklinke 30 und der Achse des Arms verläuft, der das Ende 44 des Schwingarms 36 bildet, der aus einem, an beiden Enden gekrümmten, zylindrischen Metallstab besteht.

Claims

1. Schloßmechanismus für Lastschalter mit einer mit einem Hebel (35) versehenen Betätigungsvorrichtung (34), die normalerweise von einer Rückstellfeder (37) in Öffnungsrichtung gedrückt wird, mit einem Schwingarm (36), dessen eines Ende exzentrisch an der Betätigungsvorrichtung (34) befestigt ist, mit einem Kontaktträger (1), der um eine Achse (30) drehbar ist und eine geneigte Fläche (10) aufweist, gegen die das andere Ende des Schwingarms (36) drücken und sich abstützen kann, mit einem beweglichen Kontakt (16), der am Kontaktträger (1) so befestigt ist, daß er sich leicht auf diesem drehen kann, um einen Andruck auf den starren Kontakt (43) ausüben zu können, mit einer starken Feder (31), die den Kontaktträger in die Öffnungsrichtung drückt und, wenn der Kontaktträger sich in Schließposition befindet, den beweglichen Kontakt (16) gegen den starren Kontakt (43) drückt, mit einer Sperrklinke (25), die am Kontaktträger (1) befestigt ist und eine unbeabsichtigte Bewegung des Schwingarms (36) verhindert, wenn dieser gegen den Kontaktträger gedrückt wird, und mit einem Auslösehebel (19), der, wenn er betätigt wird, das Umklappen der Sperrklinke (25) und die Freigabe des Schwingarms bewirkt und schließlich den Kontaktträger (1) in die Öffnungsposition mitnimmt, um den beweglichen Kontakt (16) zu trennen, dadurch gekennzeichnet, daß eine kompakte Baugruppe gebildet wird, die in einem Stück in den Lastschalter einbaubar ist und daß der Kontaktträger (1) in Form zweier miteinander verbundener Flansche (2, 3) ausgeführt ist, zwischen denen sich der bewegliche Kontakt (16), die strake Feder (31), eine Drehachse (30), der Auslösehebel (19) und die Sperrklinke (25) befinden.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Rückstellfeder um eine Schenkelfeder (31) handelt, die sich auf der gemeinsamen Drehachse des Kontaktträgers (1) und des Auslösehebels (19) befindet.

3. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Sperrklinke (25) und der Auslösehebel (19) als eine gemeinsame Baugruppe ausgeführt sind.

4. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwärtsbewegung der Sperrklinke (25) in die Schließposition während des ersten Teils der Schließbewegung durch die Rückstellfeder (37) der Betätigungsvorrichtung (34) sichergestellt wird.

5. Mechanismus nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm der Feder, welche die Rückwärtsbewegung der Sperrklinke verursacht, nach dem ersten Teil der Bewegung durch einen Vorsprung im Gehäuse blockiert wird.

6. Mechanismus nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Arm der Feder (37), die die Rückwärtsbewegung der Sperrklinke bewirkt, beim Einbau des Mechanismus in das Gehäuse des Lastschalters gespannt wird, so daß er sich hinter einem Vorsprung am Auslösehebel (19) der Sperrklinke (25) befindet, hierbei ist die Betätigungsvorrichtung (34) mit einer geneigten Fläche (41) versehen, die seitlich gegen den besagten Arm der Feder (37) drückt, um ihn beim ersten Spannvorgang freizugeben.

7. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Kontaktträger (1) aus zwei Flanschen (2, 3) aus gestanztem Metall besteht, die insbesondere durch eine Quetschverbindung aneinander befestigbar sind und die mit Langlöchern (8) mit der geneigten Ebene (10) für das Abstützen des Schwingarms (36) und mit einer Hemmungsverlängerung (9) des Schwingarms versehen sind.

8. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (25) aus Metall gestanzt ist und mit dem Kontaktträger (1) eine Einheit bildet, wobei die Sperrklinke mit einem Arm versehen ist, der den Schwingarm (36) zurückdrückt.

9. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösehebel (19), der mit der Sperrklinke (25) eine Einheit bildet, mit einem seitlichen Vorsprung (22) versehen ist, der mit dem freien Arm der Rückstellfeder (37) der Betätigungsvorrichtung (34) zusammenwirkt.

10. Lastschalter, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Mechanismus nach einem der obengenannten Ansprüche versehen ist.