EP0956578B1

EP0956578B1 - Schaltgerät mit schnelleinschaltung

Info

Publication number: EP0956578B1
Application number: EP98909276A
Authority: EP
Inventors: Rudolf GRÄFENHAHN
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 2001-07-25
Anticipated expiration: 2018-01-22
Also published as: WO1998034258A3; DE19703977C1; CN1239584A; EP0956578A2; CN1152402C; WO1998034258A2

Abstract

Es soll ein Schaltgerät mit Schnelleinstellung der Kontakte geschaffen werden, um den Kontaktabbrand zu vermindern und dadurch die Lebensdauer zu verlängern. Erfindungsgemäß wird das Schaltschloß (1) des Schaltgeräts mit einer Sperre (11) versehen, die für den Schließvorgang zunächst verriegelt wird, um zwischen einem Schalterelement (10) und einem Schalthebel (6) einen Freiraum zum Bewegungshub für den Schließvorgang zu schaffen, der durch Entriegelung der Sperre (11) eingeleitet wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltgerät mit einem Hebelsystem mit Schalthebel zum Öffnen und Schließen von Festkontakten mit beweglichen Kontakten und mit einem beweglichen Schalterelement, dessen Bewegung mit dem Öffnen und Schließen der Festkontakte und beweglichen Kontakte gekoppelt ist.

Ein derartiges Schaltgerät ist auf dem Elektromarkt seit geraumer Zeit verfügbar. Es weist gemäß Figur 5 einen Kontakcschieber 21 mit daran gekoppelten beweglichen Schaltstücken 22 auf, die mit festen Schaltstücken 23 in Kontakt gebracht werden können. In der Leiterbahn zum einen festen Schaltstück 23 befindet sich ein Bimetallauslöser 24, der bei Stromüberlastung anspricht und die Kontakte 22,23 öffnet. Hierzu ist das Schaltgerät mit einem Hebelsystem ausgestattet, dessen Schalthebel 25 am oberen Ende des Kontaktschiebers 21 angreift und diesen zum Öffnen der Kontakte 22,23 entgegen der Wirkung einer am unteren Ende angreifenden Kontaktlastfeder 26 nach unten drückt. Letztere bewirkt das Schließen der Kontakte 22,23, nachdem vom Schalthebel 25 her eine Entlastung des Kontaktschiebers 21 erfolgt. Eine solche Lösung ist in der DE 92 06 137 U1 offenbart. Auch die DE 195 26 591 A1 offenbarte einen elektrischen Schalter mit einem federkraftbelasteten Hebelsystem, das hier auf einen Kontakthebel mit beweglichem Kontakt zur Einschaltung wirkt. Bei der Einschaltung bleibt die Kopplung zwischen Hebelsystem und Kontakzhebel bestehen. Mittels einer Hauptkontaktkraft wird die Kontaktstelle infolge verminderter Krafteirwirkung des Hebelsystems geschlossen.

In der EP 0 242 664 A1 ist ein Hebelsystem eines Schaltgerats mit einem Schalthebel und einem auf eine Kontaktbrücke wirkenden Druckstößel offenbart, der über eine Führungsnut im Schalthebel betätigbar ist. Der Druckstößel ist mit einer Rastnase versehen, die in der AUS-Stellung der Kontakte verrastet ist. Zur Schließung der Kontakte wird durch Drehbewegung des Schalthebels der Druckstößel über die Einschaltflanke in der Führungsnut zunächst aus der Verrastung gelöst. Nachdem der Druckstößel seine Totpunktlage überschritten hat, kann das Führungsende des Druckstößels frei in der vor ihm liegenden Führungsnut gleiten. Zur Konaktschließung müssen lediglich die Kontaktbrücke und der Druckstößel beschleunigt werden.

Die bekannten Schaltgeräte sind üblicherweise Leistungsschalter zum Schalten und Schützen von Motoren und anderen Verbrauchern. Sie werden in unterschiedlichen Baugrößen, d.h. mit unterschiedlichen Schaltleistungen hergestellt. Die Betätigung, d.h. das Einschalten bzw. Ausschalten der Leistungsschalter unterschiedlicher Baugrößen wird je nach Ausführung mit Betätigung von Hand oder Fernantrieb über Wippen-, Kipphebel oder Drehknebel ermöglicht. Dabei muß beim Einschalten bzw. Ausschalten die Kraft vom Betätigungselement über das Schaltschloß an das bewegliche Schaltstück übertragen werden. Bei Betätigung muß das langsame Öffnen bzw. Schließen des beweglichen Kontakts wegen des verstärkten Kontaktabbrandes und der dadurch verursachten Verkürzung der Lebensdauer verhindert werden. Zur Lösung dieses Problems wurden in Leistungsschaltern für höhere Schaltleistungen bisher Schaltschlösser mit Schnappcharakteristik eingebaut, durch die die Kontakte schnell geschlossen bzw. geöffnet werden. In Leistungsschaltern für kleinere Schaltleistungen werden konstruktiv einfachere Schaltschlösser ohne Schnappcharakteristik eingebaut. Ein schnelles Schalten wird hier dadurch erreicht, daß bei der Betätigung das Schaltschloß entklinkt wird. Dabei ist für das schnelle Ausschalten der Kraftüberschuß der Ausschaltfedern im Schaltschloß gegenüber dem Kraftniveau durch die Kontaktlastfedern entscheidend. Ein schnelles Einschalten wird bei diesen Leistungsschaltern dadurch erreicht, daß mit dem Betätigungselement, z.B. dem Kipphebel, vor dem Schließen der Kontakte ein steiler Drehmomentanstieg überwunden werden muß. Dabei ist nachteilig, daß abhängig vom Betätigungselement, der Betätigungsart und Betätigungsgeschwindigkeit die Schnelleinschaltung nicht mehr gewährleistet ist.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät der obengenannten Art dahingehend zu verbessern, daß beim Einschalten unabhängig vom Betätigungselement, der Betätigungsart und der Betätigungsgeschwindigkeit am Kipphebel, an der Wippe oder dem Drehknebel die Kontakte schnell geschlossen werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Sperre gelöst, die zum Schließen der Kontakte zunächst das Schalterelement verriegelt, um zwischen dem Schalthebel und dem Schalterelement einen Freiraum zum kompletten Bewegungshub für den Schließvorgang zu schaffen, der durch Entriegelung der Sperre eingeleitet wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 und 3 zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

FIG 1: ein Schaltschloß eines Schaltgeräts in Schaltstellung AUS,
FIG 2: das Schaltschloß gemäß FIG 1 mit noch geöffneten Kontakten beim Schließvorgang,
FIG 3: das Schaltschloß gemäß FIG 1 in entriegelter Schaltstellung bei geschlossenen Kontakten und
FIG 4: das Schaltschloß gemäß FIG 1 in der Schaltstellung EIN.

Figur 1 zeigt ein Schaltschloß 1 eines elektrischen Schaltgeräts, z.B. eines Schützes oder Leistungsschalters. Das zur EIN- und AUS-Schaltung von hier nicht dargestellten Kontakten dienende Schaltschloß 1 ist in der Schaltstellung AUS dargestellt. Das Schaltschloß 1 ist im wesentlichen aus einer Schaltplatine 2, einer Zahnwippe 3 als Betätigungselement sowie einem mit dieser in Wirkverbindung stehenden Hebelsystem zusammengesetzt, das eine Klinke 4, einen Klinkenhebel 5, einen Schalthebel 6 mit einer Drehfeder 7 und eine Zugfeder 8 als Ausschaltfeder umfaßt. In der dargestellten AUS-Stellung ist der Klinkenhebel 5 entriegelt, d.h. er ist nicht in Eingriff mit der Klinke 4. Die Zugfeder 8 hält in Zusammenwirkung mit der Drehfeder 7 den Schalthebel 6 in der dargestellten Position, in der ein Anlenkhebel 10 als Schalterelement zum Öffnen und Schließen der beweglichen Kontakte in der AUS-Stellung, d,h, in der unteren Stellung gehalten wird. Anstelle des Anlenkhebels 10 kann z.B. ein Kontaktschieber verwendet werden.

Zusätzlich zu dem soweit bekannten Schaltschloß 1 ist erfindungsgemäß eine auf der Schaltplatine 2 drehbar gelagerte Sperre 11 vorhanden, an der eine Rückstellfeder 12 angreift. Mit dem Hebelsystem ist eine Rolle 13 verbunden, die in einer Kulisse 14 geführt ist. Bei Betätigung der Zahnwippe 3 in Richtung EIN-Stellung bewegt das Hebelsystem den Schalthebel 6 in die in Figur 2 dargestellte Position, in der ein bestimmter Abstand a zwischen dem Anlenkhebel 10 und dem Schalthebel 6 besteht. Bis zu dieser Stellung wurde die Sperre 11 um ihre Drehachse 14 durch den Abgriff an der Rolle 13 gedreht, so daß der Anlenkhebel 10 kurz vor der Entriegelung steht. In dieser Stellung sind die Kontakte noch geöffnet. Bei weiterem Drehen der Sperre 11 wird der Anlenkhebel 10 entriegelt und unter Wirkung der nicht dargestellten Kontaktlastfeder nach oben in die Position gemäß Figur 3,4 bewegt, in der die Kontakte geschlossen sind.

Figur 4 zeigt die abschließende Stellung nach Beendigung des Einschaltvorgangs, in der die Rückstellfeder 12 vorgespannt ist, so daß bei Auslösung des Schaltschlosses 1 die Sperre 11 in die zuvor beschriebene Position gemäß Figur 1 zurückgestellt wird.

Der Abstand a ist derart bemessen, daß der Anlenkhebel 10 und mit ihm die beweglichen Kontakte nach Entriegelung der Sperre 11 angetrieben durch die Kontaktlastfedern unbehindert und unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit und Schloßmechanik schnell geschlossen werden.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die in der beigefügten Zeichnung dargestellte Ausführungsform erläutert ist, sollte berücksichtigt werden, daß damit nicht beabsichtigt ist, die Erfindung nur auf die dargestellte Ausführungsform zu beschränken, sondern alle möglichen Änderungen, Modifizierungen und äquivalente Anordnungen, soweit sie vom Inhalt der Patentansprüche gedeckt sind, einzuschließen.

Claims

Schaltgerät mit einem Hebelsystem mit Schalthebel (6) zum Öffnen und Schließen von Festkontakten mit beweglichen Kontakten und mit einem beweglichen Schalterelement (10), dessen Bewegung mit dem Öffnen und Schließen der Festkontakte und beweglichen Kontakte gekoppelt ist, gekennzeichnet durch eine Sperre (11), die zum Schließen der Kontakte zunächst das Schalterelement (10) verriegelt, um zwischen dem Schalthebel (6) und dem Schalterelement (10) einen Freiraum zum kompletten Bewegungshub für den Schließvorgang zu schaffen, der durch Entriegelung der Sperre (11) eingeleitet wird.
Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Anlenkhebel (10) ist.
Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelung der Sperre (11) durch Abgriff an einer in einer Schaltplatine (2) kulissengeführten Rolle (13) erfolgt.