EP1593139B1 - Elektromagnetischer leistungsschalter - Google Patents
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Definitions
- circuit breakers are well known. In particular, they must meet the requirements of IEC 947 Part 1. This means that the rotary drive of such a circuit breaker must not be able to be brought into the off position up to a specified in IEC 947 Part 1 torque when the contact bridge is welded to the mating contacts.
- An electromagnetic circuit breaker of the type mentioned is for example from the DE 101 52 425 A1 known.
- the deflection mechanism acts on a linearly displaceably mounted locking lever.
- the locking lever is a different component of the drive element. When welded to the mating contacts contact bridge of the deflection mechanism and with it the locking lever are held in positions in which the locking lever prevents automatic rotation of the rotary drive in the off position. A manual rotation of the rotary drive in the off position but still possible.
- the object of the present invention is to design a circuit breaker in such a way that the rotary drive can not be brought into the off position when the contact bridge is welded to the mating contacts, even without the use of additional parts, or only with significantly increased effort.
- the object is solved by the features of claim 1, inter alia, by the fact that the drive element is held in contact welded with the mating contacts bridge from the contact bridge carrier on the deflection mechanism in a position in which it blocks a rotation of the rotary drive in the off position.
- the rotary drive and the drive element come in contact with the mating contacts welded contact bridge usually in a second radial distance in contact, which is smaller than the first radial distance.
- the rotary drive would cooperate with the contact element welded to the mating contacts only in the absence of profiling in the second radial distance with the drive element.
- the drive element is usually arranged such that it is rotatable about a drive axis which is parallel to a plane normal to the rotation axis. Because then the circuit breaker is structurally particularly simple design. If, in this case, the drive element is mounted non-displaceably with respect to the drive axle, the profilings come into contact with one another at a point of action when the contact bridge is welded to the mating contacts and a vector perpendicular to the axis of rotation extends substantially parallel to a plane normal to the drive axis the blocking of the rotary drive particularly effective.
- the deflection mechanism may in particular be designed as a knee joint mechanism.
- FIG. 1 and 2 has an electromagnetic circuit breaker on a rotary drive 1.
- the rotary drive 1 is rotatable about a rotation axis 2. He has two end positions. The one end position is called out position below. She is in the 3 and 4 shown. The other end position is called an on-position below. She is in the FIG. 1 . 2 . 5 and 6 shown.
- a drive element 3 is rotatably mounted below the rotary drive 1 about a drive axis 4.
- the drive shaft 4 runs parallel to (or in) a plane which is normal (perpendicular) to the axis of rotation 2.
- the drive element 3 is mounted axially non-displaceable with respect to the drive axle 4.
- the rotary drive 1 acts via the drive element 3 on a contact bridge carrier 5.
- the drive element 3 does not act directly, but via a deflection mechanism 6 on the contact bridge carrier 5.
- the deflection mechanism 6 is formed according to embodiment as a knee joint mechanism 6.
- the contact bridge carrier 5 is preloaded by means of a spring element 7. As a result, a force is also exerted on the drive element 3, so that the drive element 3 is pressed against the rotary drive 1.
- the electromagnetic power switch also has at least one switchable electrical contact 8. From the FIG. 3 . 5 and 7 it can be seen that even three such contacts 8 are present. Optionally, however, more or fewer than three such contacts 8 could be present. Each contact 8 has a movable contact bridge 9 and fixed mating contacts 10.
- the contact bridges 9 and the mating contacts 10 are not welded together.
- the drive element 3 is also pressed during the (manual) feedback of the rotary drive 1 from the on to the off position to the rotary drive 1.
- the contact bridges 9 are lifted by the contact bridge carrier 5 from the mating contacts 10 during rotation of the rotary drive 1 from the on to the off position.
- the rotary drive 1 and the drive element 3 have profilings 11, 12. How out FIG. 3 and even clearer FIG. 4 it can be seen, the profilings 11, 12 are matched to one another such that they do not come into contact with each other when the contact bridges 9 are not welded to the mating contacts 10. If, on the other hand, at least one of the contact bridges 9 is welded to its corresponding mating contacts 10, the contact bridge carrier 5 can not move downwards. As a result, the drive element 3 is held by the contact bridge carrier 5 via the deflection mechanism 6 in a position in which the profilings 11, 12 come into contact with each other. This condition is in the FIGS. 7 and 8 shown.
- the profilings 11, 12 come into contact with one another at a point of action having a first radial distance L1 from the axis of rotation 2.
- a vector V is perpendicular to the axis of rotation 2 and points to the site of action. This vector V is parallel to (or in) a plane that is normal (perpendicular) to the drive axis 4. Due to the axially non-displaceable mounting of the drive element 3 on the drive axle 4 is thus achieved that is rotated by the contact of the profilings 11, 12 a rotation of the rotary drive 1 in the off position. The operator thus receives a tactile detectable feedback on the fault condition "welded contact bridge 9".
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromechanischen Leistungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit einem um eine Drehachse drehbaren Drehantrieb, einem Antriebselement, einem Kontaktbrückenträger, mindestens einer Kontaktbrücke und Gegenkontakten,
- wobei der Drehantrieb zwischen einer Ein- und einer Aus-Stellung verdrehbar ist und über das Antriebselement und einen dem Antriebselement nachgeordneten Umlenkmechanismus auf den Kontaktbrückenträger wirkt,
- wobei bei Verdrehen des Drehantriebs in die Ein-Stellung die mindestens eine Kontaktbrücke mittels des Kontaktbrückenträgers auf die Gegenkontakte absenkbar ist,
- wobei bei mit den Gegenkontakten nicht verschweißter Kontaktbrücke bei Verdrehen des Drehantriebs in die Aus-Stellung die mindestens eine Kontaktbrücke mittels des Kontaktbrückenträgers von den Gegenkontakten abhebbar ist,
- wobei das Antriebselement bei mit den Gegenkontakten nicht verschweißter Kontaktbrücke an den Drehantrieb angedrückt wird.
- Derartige Leistungsschalter sind allgemein bekannt. Sie müssen insbesondere die Anforderungen nach IEC 947-Teil 1 erfüllen. Das heißt, der Drehantrieb eines solchen Leistungsschalters darf bis zu einem in der IEC 947-Teil 1 angegebenen Drehmoment nicht in die Aus-Stellung gebracht werden können, wenn die Kontaktbrücke mit den Gegenkontakten verschweißt ist.
- Insbesondere vorhandene Toleranzen und Elastizitäten führen in der Praxis dazu, dass der Drehantrieb trotz verschweißter Kontaktbrücke mit einem Drehmoment unterhalb des vorgeschriebenen Ausschaltdrehmoments in die Aus-Stellung gebracht werden kann. Die Norm kann daher im Stand der Technik nur mit Hilfe von Zusatzteilen erfüllt werden.
- Ein elektromagnetischer Leistungsschalter der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
DE 101 52 425 A1 bekannt. Bei diesem Leistungsschalter wirkt der Umlenkmechanismus auf einen linear verschiebbar gelagerten Verriegelungshebel. Der Verriegelungshebel ist ein vom Antriebselement verschiedenes Bauteil. Bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke werden der Umlenkmechanismus und mit ihm der Verriegelungshebel in Stellungen gehalten, in denen der Verriegelungshebel ein selbsttätiges Verdrehen des Drehantriebs in die Aus-Stellung verhindert. Ein manuelles Verdrehen des Drehantriebs in die Aus-Stellung ist aber weiterhin möglich. - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Leistungsschalter derart auszugestalten, dass der Drehantrieb bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke auch ohne Verwendung von Zusatzteilen nicht bzw. nur mit deutlich erhöhtem Kraftaufwand in die Aus-Stellung gebracht werden kann.
- Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, unter anderem dadurch, dass das Antriebselement bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke vom Kontaktbrückenträger über den Umlenkmechanismus in einer Stellung gehalten wird, in der es ein Verdrehen des Drehantriebs in die Aus-Stellung blockiert.
- Eine konstruktive Lösung dieses Prinzips ist dadurch gegeben,
- dass der Drehantrieb und das Antriebselement Profilierungen aufweisen,
- dass die Profilierungen bei mit den Gegenkontakten nicht verschweißter Kontaktbrücke nicht miteinander in Kontakt kommen,
- dass die Profilierungen bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke in einem ersten Radialabstand von der Drehachse miteinander in Kontakt kommen und
- dass durch den Kontakt der Profilierungen das Verdrehen des Drehantriebs in die Aus-Stellung blockiert wird.
- In der Praxis kommen der Drehantrieb und das Antriebselement bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke in der Regel auch in einem zweiten Radialabstand in Kontakt, der kleiner als der erste Radialabstand ist. Idealerweise aber würde der Drehantrieb bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke nur bei Fehlen der Profilierungen in dem zweiten Radialabstand mit dem Antriebselement zusammenwirken.
- Das Antriebselement ist in der Regel derart angeordnet, dass es um eine Antriebsachse drehbar ist, welche parallel zu einer zur Drehachse normalen Ebene verläuft. Denn dann ist der Leistungsschalter konstruktiv besonders einfach ausgebildet. Wenn in diesem Fall das Antriebselement bezüglich der Antriebsachse unverschieblich gelagert ist, die Profilierungen bei mit den Gegenkontakten verschweißter Kontaktbrücke an einem Wirkort miteinander in Kontakt kommen und ein auf der Drehachse senkrecht stehender Vektor zum Wirkort im Wesentlichen parallel zu einer zur Antriebsachse normalen Ebene verläuft, ist das Blockieren des Drehantriebs besonders wirksam.
- Der Umlenkmechanismus kann insbesondere als Kniegelenkmechanismus ausgebildet sein.
- Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
- FIG 1
- einen Schnitt durch einen elektromagnetischen Leistungsschalter,
- FIG 2
- eine perspektivische Ansicht des Schnitts von
FIG 1 , - FIG 3, 5 und 7
- Schnitte durch den Leistungsschalter der
FIG 1 und2 längs der Linie A-A inFIG 1 und - FIG 4, 6 und 8
- Schnitte durch den Leistungsschalter der
FIG 1 und2 längs der Linie B-B inFIG 1 . - Gemäß den
FIG 1 und2 weist ein elektromagnetischer Leistungsschalter einen Drehantrieb 1 auf. Der Drehantrieb 1 ist um eine Drehachse 2 drehbar. Er weist zwei Endstellungen auf. Die eine Endstellung wird nachstehend Aus-Stellung genannt. Sie ist in denFIG 3 und 4 dargestellt. Die andere Endstellung wird nachfolgend Ein-Stellung genannt. Sie ist in denFIG 1 ,2 ,5 und 6 dargestellt. - Ein Antriebselement 3 ist unterhalb des Drehantriebs 1 um eine Antriebsachse 4 drehbar gelagert. Die Antriebsachse 4 verläuft dabei parallel zu (bzw. in) einer Ebene, die normal (senkrecht) zur Drehachse 2 verläuft. Das Antriebselement 3 ist bezüglich der Antriebsachse 4 axial unverschieblich gelagert.
- Der Drehantrieb 1 wirkt über das Antriebselement 3 auf einen Kontaktbrückenträger 5. Hierbei wirkt das Antriebselement 3 nicht direkt, sondern über einen Umlenkmechanismus 6 auf den Kontaktbrückenträger 5. Der Umlenkmechanismus 6 ist gemäß Ausführungsbeispiel als Kniegelenkmechanismus 6 ausgebildet.
- Der Kontaktbrückenträger 5 ist mittels eines Federelements 7 vorbelastet. Dadurch wird auch auf das Antriebselement 3 eine Kraft ausgeübt, so dass das Antriebselement 3 an den Drehantrieb 1 angedrückt wird.
- Der elektromagnetische Leistungsschalter weist ferner mindestens einen schaltbaren elektrischen Kontakt 8 auf. Aus den
FIG 3 ,5 und7 ist dabei ersichtlich, dass sogar drei derartige Kontakte 8 vorhanden sind. Gegebenenfalls könnten aber auch mehr oder weniger als drei derartige Kontakte 8 vorhanden sein. Jeder Kontakt 8 weist eine bewegliche Kontaktbrücke 9 und feststehende Gegenkontakte 10 auf. - Beim Verdrehen des Drehantriebs 1 durch eine Bedienperson von der Aus- in die Ein-Stellung wird der Kontaktbrückenträger 5 gegen die Federkraft des Federelements 7 nach oben ausgelenkt. Dadurch werden - siehe
FIG 5 und 6 - die Kontaktbrücken 9 auf die korrespondierenden Gegenkontakte 10 abgesenkt. - Bei ordnungsgemäßem Funktionieren des elektromagnetischen Leistungsschalters sind die Kontaktbrücken 9 und die Gegenkontakte 10 nicht miteinander verschweißt. In diesem Fall bleibt das Antriebselement 3 auch während des (manuellen) Rückführens des Drehantriebs 1 von der Ein- in die Aus-Stellung an den Drehantrieb 1 angedrückt. Bei mit den Gegenkontakten 10 nicht verschweißten Kontaktbrücken 9 werden dadurch beim Verdrehen des Drehantriebs 1 von der Ein- in die Aus-Stellung auch die Kontaktbrücken 9 mittels des Kontaktbrückenträgers 5 von den Gegenkontakten 10 abgehoben.
- Der Drehantrieb 1 und das Antriebselement 3 weisen Profilierungen 11, 12 auf. Wie aus
FIG 3 und noch deutlicher ausFIG 4 ersichtlich ist, sind die Profilierungen 11, 12 derart aufeinander abgestimmt, dass sie nicht miteinander in Kontakt kommen, wenn die Kontaktbrücken 9 nicht mit den Gegenkontakten 10 verschweißt sind. Wenn hingegen mindestens eine der Kontaktbrücken 9 mit ihren korrespondierenden Gegenkontakten 10 verschweißt ist, kann der Kontaktbrückenträger 5 sich nicht nach unten bewegen. Dadurch wird das Antriebselement 3 vom Kontaktbrückenträger 5 über den Umlenkmechanismus 6 in einer Stellung gehalten, in der die Profilierungen 11, 12 miteinander in Kontakt kommen. Dieser Zustand ist in denFIG 7 und 8 dargestellt. - Wie aus den
FIG 7 und 8 ersichtlich ist, kommen die Profilierungen 11, 12 an einem Wirkort miteinander in Kontakt, der einen ersten Radialabstand L1 von der Drehachse 2 aufweist. Wie aus denFIG 7 und 8 ferner ersichtlich ist, steht ein Vektor V senkrecht auf der Drehachse 2 und zeigt zum Wirkort. Dieser Vektor V verläuft parallel zu (bzw. in) einer Ebene, die normal (senkrecht) zur Antriebsachse 4 verläuft. Auf Grund der axial unverschieblichen Lagerung des Antriebselements 3 auf der Antriebsachse 4 wird somit erreicht, dass durch den Kontakt der Profilierungen 11, 12 ein Verdrehen des Drehantriebs 1 in die Aus-Stellung blockiert wird. Die Bedienperson erhält somit eine taktil erfassbare Rückmeldung über den Störzustand "verschweißte Kontaktbrücke 9". - Wenn mindestens eine der Kontaktbrücken 9 mit ihren korrespondierenden Gegenkontakten 10 verschweißt ist, kommen - siehe insbesondere
FIG 8 - der Drehantrieb 1 und das Antriebselement 3 auch in einem zweiten Radialabstand L2 miteinander in Kontakt. Der zweite Radialabstand L2 ist dabei kleiner als der erste Radialabstand L1. Noch besser wäre es hingegen, wenn zwischen dem Drehantrieb 1 und dem Antriebselement 3 dieser zweite Kontakt nicht aufträte, an der Stelle 13 also ein geringer Restabstand L3 verbliebe. In diesem Fall würde der Drehantrieb 1 mit dem Antriebselement 3 in dem zweiten Radialabstand L2 nur dann zusammenwirken, wenn die Profilierungen 11, 12 fehlten. - Mittels des erfindungsgemäß ausgestalteten elektromagnetischen Leistungsschalters ist auf einfache Weise eine normgerechte Funktion erreichbar, ohne dass hierzu zusätzliche Bauelemente benötigt werden.
Claims (6)
- Elektromechanischer Leistungsschalter, mit einem um eine Drehachse (2) drehbaren Drehantrieb (1), einem Antriebselement (3), einem Kontaktbrückenträger (5), mindestens einer Kontaktbrücke (9) und Gegenkontakten (10),- wobei der Drehantrieb (1) zwischen einer Ein- und einer Aus-Stellung verdrehbar ist und über das Antriebselement (3) und einen dem Antriebselement (3) nachgeordneten Umlenkmechanismus (6) auf den Kontaktbrückenträger (5) wirkt,- wobei bei Verdrehen des Drehantriebs (1) in die Ein-Stellung die mindestens eine Kontaktbrücke (9) mittels des Kontaktbrückenträgers (5) auf die Gegenkontakte (10) absenkbar ist,- wobei bei mit den Gegenkontakten (10) nicht verschweißter Kontaktbrücke (9) bei Verdrehen des Drehantriebs (1) in die Aus-Stellung die mindestens eine Kontaktbrücke (9) mittels des Kontaktbrückenträgers (5) von den Gegenkontakten (10) abhebbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass- das Antriebselement (3) bei mit den Gegenkontakten (10) nicht verschweißter Kontaktbrücke (9) an den Drehantrieb (1) angedrückt wird,- das Antriebselement (3) bei mit den Gegenkontakten (10) verschweißter Kontaktbrücke (9) vom Kontaktbrückenträger (5) über den Umlenkmechanismus (6) in einer Stellung gehalten wird, in der es ein Verdrehen des Drehantriebs (1) in die Aus-Stellung blockiert,- der Drehantrieb (1) und das Antriebselement (3) Profilierungen (11, 12) aufweisen,- die Profilierungen (11, 12) bei mit den Gegenkontakten (10) nicht verschweißter Kontaktbrücke (9) nicht miteinander in Kontakt kommen,- die Profilierungen (11, 12) bei mit den Gegenkontakten (10) verschweißter Kontaktbrücke (9) in einem ersten Radialabstand (L1) von der Drehachse (2) miteinander in Kontakt kommen und- durch den Kontakt der Profilierungen (11, 12) das Verdrehen des Drehantriebs (1) in die Aus-Stellung blockiert wird. - Leistungsschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drehantrieb (1) und das Antriebselement (3) bei mit den Gegenkontakten (10) verschweißter Kontaktbrücke (9) auch in einem zweiten Radialabstand (L2) von der Drehachse (2) in Kontakt kommen, der kleiner als der erste Radialabstand (L1) ist. - Leistungsschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Drehantrieb (1) bei mit den Gegenkontakten (10) verschweißter Kontaktbrücke (9) nur bei Fehlen der Profilierungen (11, 12) in einem zweiten Radialabstand (L2) von der Drehachse (2) mit dem Antriebselement (3) zusammenwirken würde, der kleiner als der erste Radialabstand (L1) ist. - Leistungsschalter nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Antriebselement (3) um eine Antriebsachse (4) drehbar ist und dass die Antriebsachse (4) parallel zu einer zur Drehachse (2) normalen Ebene verläuft. - Leistungsschalter nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,- dass das Antriebselement (3) bezüglich der Antriebsachse (4) axial unverschieblich gelagert ist,- dass die Profilierungen (11, 12) bei mit den Gegenkontakten (10) verschweißter Kontaktbrücke (9) an einem Wirkort miteinander in Kontakt kommen und- dass ein auf der Drehachse (2) senkrecht stehender Vektor (V) zum Wirkort im Wesentlichen parallel zu einer zur Antriebsachse (4) normalen Ebene verläuft. - Leistungsschalter nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Umlenkmechanismus (6), als Kniegelenkmechanismus (6) ausgebildet ist.
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