DE10054383A1 - Strombegrenzender Niederspannungs-Leistungsschalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Niederspannungs-Leistungsschalter (1) mit strombegrenzender Öffnung eines bewegbaren Schaltkontaktes (8). Die kraftübertragende Verbindung zwischen dem Schaltwellenhebel (12) und dem bewegbaren Schaltkontakt (8), beziehungsweise dem Kontaktträger (7), ist als Verklinkerungseinrichtung (13) ausgebildet und weist zwei, mittels eines durch fluchtende Durchgangsbohrungen (21; 22) in konzentrischen Teilen (19; 20) der Hebel (14; 15) geführten Gelenkbolzens (23) gebildeten Gelenks (16) miteinander verbundene und um das Gelenk (16) relativ zueinander schwenkbare identische Hebel (14; 15) auf, welche an ihren Berührungsflächen als Verzahnung wirkende Schrägflächen (17; 18) besitzen. Die Hebel (14; 15) sind im Bereich des Gelenks (16) durch eine Andruckfeder (24) mit einer auf die Verzahnung wirkenden, einstellbaren Federkraft beaufschlagt.

Description

Die Erfindung betrifft einen strombegrenzenden Niederspan­ nungs-Leistungsschalter mit einem durch ein Schaltschloß verklinkbaren Kontaktsystem, das pro Phase mindestens ein be­ wegbares und ein festes Kontaktelement aufweist, dessen be­ wegliches Kontaktelement bei auftretenden hohen Strömen, zum Beispiel bei Kurzschlüssen, infolge elektrodynamischer Kräfte entgegen der Wirkung einer Kontaktkraftfeder abhebt, welcher folgende Merkmale aufweist:

• - eine Antriebsvorrichtung zur Überführung des Schaltkontak­ tes in eine Einschaltstellung und in eine Ausschaltstellung,
• - eine im Zuge der Kraftübertragung von der Antriebsvorrich­ tung zum Schaltkontakt angeordnete Verklinkungseinrich­ tung, die ausgehend von der Einschaltstellung des Schalt­ kontaktes durch eine vom Schaltkontakt ausgehende und in der Richtung der Ausschaltstellung wirkende Öffnungskraft lösbar ist, wenn die Öffnungskraft einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wobei diese Verklinkungseinrich­ tung als mechanisches Verbindungsglied zwischen der An­ triebsvorrichtung und dem bewegbaren Schaltkontakt ausge­ bildet ist und wenigstens zwei zusammenwirkende, winklig zur Richtung der Öffnungskraft angeordnete Arbeitsflächen und eine auf die Arbeitsflächen wirkende Andruckfeder auf­ weist.

Bei strombegrenzenden Niederspannungs-Leistungsschaltern wer­ den extrem kurze Auslösezeiten von wenigen Millisekunden an­ gestrebt. Die normalen Auslösezeiten bei Leistungsschaltern sind länger, denn beim klassischen Aufbau eines dynamisch festen, d. h. mit selektiv staffelbarer Auslösung arbeitenden Leistungsschalters ist das Kontaktsystem in sich völlig starr. Die Kontakte bleiben geschlossen, bis sie an anderer Stelle freigegeben werden. Der Auslösemagnet muss zum Anspre­ chen gebracht werden, was eine verhältnismäßig lange Zeit in Anspruch nimmt und es muss dazu eine komplette Schaltmechanik freigegeben werden, in der eine relativ große Anzahl von Tei­ len bewegt werden muss. Daraus resultiert aber auch, dass der Schalter bezüglich der Stromführungsfähigkeit die hohe Bela­ stung aushalten muss und nicht vorher durch Überhitzung be­ schädigt oder zerstört wird. Das kann dadurch umgangen wer­ den, dass die elektrodynamischen Stromkräfte selbst zur Kon­ taktöffnung ausgenutzt werden. Dafür gibt es eine Reihe un­ terschiedlicher Prinzipien.

Eines dieser Prinzipien besteht darin, zu bewirken, dass die abhebenden Kontaktkräfte bei hohen Strömen zur Wirkung kommen können, bevor eine normale mechanische Verklinkung im Schal­ terantrieb freigegeben wird. Das beruht darauf, dass jeder stumpf aufeinander treffende Kontakt durch die Stromengekräf­ te eine abstoßende Wirkung erfährt und wenn die Kontakte nicht durch Fremdkräfte zusammengehalten werden, heben sie bei einer bestimmten Stromstärke ab. Mit dem Öffnen der Kon­ takte muss dann auch der Schaltmechanismus in die Ausschalt­ stellung gebracht und der Kontaktträger mit dem Schaltmecha­ nismus wieder verriegelt werden. Dabei wird angestrebt, dass gegebenenfalls ein einzelner Pol eines mehrpoligen Leistungs­ schalters unter dem Einfluß dieser Kräfte zum Öffnen gebracht wird, während die anderen noch geschlossen bleiben, weil eben dieser eine Pol den hohen Strom führt. Wenn diese extrem schnelle Öffnung stattfindet, wird ein Schaltlichtbogen ent­ stehen und dessen Widerstand ist im Vergleich zu den Wider­ ständen der Strombahnen über die gesamte Fehlerstelle und den Schalter so groß, dass er strombegrenzend wirkt. Es kann also nicht die volle Höhe des Kurzschlußstromes erreicht werden.

Der beschriebene Vorgang kann auf unterschiedliche Art reali­ siert werden. Bei geringen Anforderungen, wenn der Schaltme­ chanismus besonders gut, insbesondere mit geringer Masse der zu bewegenden Teile, aufgebaut ist, genügt es, ihn dreipolig freizugeben. Besser ist es aber, wie schon erwähnt, eine ein­ polige Unterbrechung der betroffenen Strombahn zu bewirken, weil dadurch ein höherer Strombegrenzungsfaktor erreicht wird.

Die FR-PS 721 451 beschreibt einen Gleichspannungs-Schnell­ schalter, bei dem die Stromkräfte durch einen vom Kontaktsy­ stem getrennten, bei einer Stromerhöhung ansprechenden elek­ tromechanischen Wandler erzeugt werden. Durch die AT-PS 250 479 ist ein strombegrenzender Schalter bekannt ge­ worden, dessen beweglicher Schalthebel in der Einschaltstel­ lung durch eine Verklinkung gehalten ist, die sowohl mittels einer durch elektrodynamische Kräfte hervorgerufenen Bewegung des beweglichen Schalthebels als auch durch einen elektroma­ gnetischen Überstromauslöser lösbar ist. Die Übertragung der Auslösebewegung des Überstromauslösers auf die Verklinkungs­ stelle geschieht dabei durch mehrere Zwischenglieder.

In der DE-PS 18 01 071 ist ein Niederspannungs-Leistungs­ schalter mit einer schleifenförmigen Strombahn, die auseinan­ dertreibende kontaktöffnende Kräfte erzeugt, dargestellt, bei dem durch die, bei besonders hohen Überströmen auftretenden, elektrodynamischen Kräfte im Kontaktsystem der Schalthebel entgegen der Kraft einer Feder bewegt wird. Am bewegbaren Kontakthebel ist eine Stange vorgesehen, die sich mit einer Rolle an einem Sperrglied abstützt. Durch dieses Sperrglied, das seinerseits gegen Federkraft verschiebbar ist und eine Rolle, wird ein Klinkenhebel verschoben und freigegeben, wo­ durch der Schalthebel in die Ausschaltlage gebracht werden kann.

Eine andere Möglichkeit zur schnellen Kontaktöffnung auf Grund von Stromkräften ist in der DE 14 63 312 A1 beschrie­ ben. Hier wird der durch einen auftretenden hohen Strom auf­ geschleuderte, in einem fliegenden Drehpunkt gelagerte Kon­ takt durch eine Verklinkungsmechanik in der geöffneten Stel­ lung festgehalten und über einen Hebelmechanismus die normale Kraftspeicher-Auslösewelle betätigt, wodurch der Schalter in seine endgültige Ausschaltlage gebracht wird.

Die DE 15 13 341 A1 beschreibt einen weiteren derartigen Lei­ stungsschalter, bei dem bei einem hohen Kurzschlußstrom in­ folge der elektrodynamischen Kräfte eine abstoßende Wirkung zwischen den beiden Kontaktelementen zustande kommt. Dabei löst sich beim Schwenken des Kontaktträgers mit dem bewegba­ ren Kontakt in einer Verriegelungseinrichtung die Verriege­ lung des Kontaktträgers mit dem Schaltmechanismus und ein Traghebel wird gedreht. Über zwei weitere, als Doppelhebel wirkende Hebel, wird die Auslösewelle gedreht, die eine Ent­ klinkung des Schaltschlosses bewirkt.

Eine andere Lösung zur strombegrenzenden Abschaltung zeigt die DE 14 63 311 A1. Bei dieser Bauart ist das bewegliche Kontaktstück auf einem schwenkbaren Hebel gelenkig gelagert. Im Kurzschlußfall wird durch die Bewegung des beweglichen Kontaktstücks infolge elektromechanischer Kräfte eine Kon­ taktstücksperre gelöst, so dass die Kontaktfeder entspannt und das bewegliche Kontaktstück in die Aus-Stellung geschleu­ dert wird.

Die DE 25 11 948 A1 beschreibt einen Schalter, bei dem durch eine elektrodynamische Öffnungsbewegung des beweglichen Kon­ taktstücks sofort nach der Kontaktöffnung und bei ansteigen­ der Kontaktfederkraft eine Hebelanordnung zur direkten Ent­ klinkung des Schaltschlosses betätigt wird. Dazu ist das be­ wegliche Kontaktstück auf einem Träger drehbar gelagert und in der Einschaltstellung von einer sich am Träger abstützen­ den Kontaktkraftfeder gegen das Festkontaktstück gepreßt. Der Träger ist an einem ortsfesten Drehpunkt gelagert und im Ein­ schaltzustand vom Schaltschloß starr verriegelt. Die Öff­ nungsbewegung des beweglichen Kontaktstücks zur Entriegelung des Trägers wird über eine Hebelanordnung auf das Schalt­ schloß und auf die Verriegelung des Trägers geleitet.

In der EP 0 398 461 A2 ist ein Leistungsschalter mit einer Antriebsvorrichtung und einer Verklinkungseinrichtung für ei­ nen bewegbaren Schaltkontakt gezeigt bei welchem in der An­ triebsvorrichtung ein mechanisch nichtlineares Element einge­ fügt ist. Dieses wird bezüglich seiner Wirkungsweise im we­ sentlichen aus teleskopartig ineinanderschiebbaren Teilen ge­ bildet. Beide weisen miteinander zusammenwirkende Schrägflä­ chen mit einer Federbeaufschlagung auf. Wenn die auf die Ver­ bindung wirkenden Kräfte die normale Kontaktandruckkraft um ein bestimmtes Maß überschreiten, gleiten die Schrägflächen schlagartig aneinander ab und der beaufschlagte Kontaktträger wird schlagartig in die Ausschaltstellung bewegt, um den strombegrenzenden Schaltlichtbogen zu erzeugen.

In der DE 197 40 422 A1 wird vorgeschlagen, dass als Verbin­ dung zwischen dem bewegbaren Kontakthebelträger und der Schaltwelle eine Knickhebelverbindung vorgesehen ist, die durch miteinander gelenkig verbundene Teillaschen gebildet ist, welche durch eine Feder derart beaufschlagt sind, dass sie eine gestreckte Lage einnehmen. Der bewegbare Kontakthe­ belträger ist dabei nicht, wie bisher üblich, starr, sondern durch ein, vorzugsweise durch eine Welle gebildetes Schwenk­ lager mit seinen Stützhebeln verbunden, so dass er eine Schwenkbewegung ausführen kann. Er besitzt eine Tasche, die zur Aufnahme und Verbindung der am bewegbaren Kontakthebel­ träger angelenkten Teillasche der Knickhebelverbindung mit dem bewegbaren Kontakthebelträger mittels eines Koppelbolzens dient und eine, durch eine Kante der Tasche gebildete An­ schlagfläche, zur Einwirkung des Kontakthebelträgers durch seine Schwenkbewegung auf eine der Teillaschen. Dadurch wer­ den die Teillaschen aus ihrer Strecklage ausgelenkt und die zunächst starre Knickhebelverbindung eingeknickt. Der beweg­ bare Kontakthebelträger ist weiterhin im Bereich der bei nor­ malen Schaltern durch ihn hindurchtretenden Kontakthebelwelle mit Aussparungen versehen, die so ausgebildet sind, dass sei­ ne Schwenkbewegung nicht durch diese Kontakthebelwelle behin­ dert wird.

Alle vorgenannten Schalter haben gemeinsam den Nachteil, dass für die Realisierung der Strombegrenzung eine Vielzahl zu be­ wegender Teile, teilweise auch nur für die Strombegrenzung zusätzlich erforderliche Bauelemente, vorhanden sind. Das ist mit hohem mechanischen und fertigungstechnischen Aufwand ver­ bunden.

Darüber hinaus muss berücksichtigt werden, dass Kunden nicht nur einen derartigen Schaltertyp benötigen, sondern auch ei­ nen, der konventionell, also selektiv öffnet, also nur dann, wenn bei Auftreten eines hohen Stromes eine bestimmte Zeit verstrichen ist. Es ist aber sehr aufwendig, dem Kunden zwei ganz unterschiedlich aufgebaute Typen von Leistungsschaltern anzubieten, denn es müssen zwei unterschiedliche Schalterkon­ struktionen vorgehalten werden. Es kann also von beiden Typen jeweils nur die halbe Losgröße gefertigt werden. Die Kunden rüsten heute die Anlagen häufig um und benötigen deshalb preiswerte universell verwendbare Leistungsschalter.

Das Bestreben die unterschiedlichen Funktionen, klassischer, selektiv zeitabhängig staffelbarer Leistungsschalter oder strombegrenzender Schalter, alternativ zur Verfügung zu ha­ ben, soll deshalb möglichst kostengünstig verwirklicht wer­ den.

Die Aufgabe der Erfindung besteht folglich darin, einen strombegrenzenden Niederspannungs-Leistungsschalter vorzu­ schlagen, der ohne wesentlichen konstruktiven und fertigungs­ technischen Aufwand aus einem normalen serienmäßigen Schalter abgeleitet werden kann, ohne dass an diesem wesentliche Ver­ änderungen vorgenommen werden müssen. Herkömmliche Schalter haben einen beweglichen Schaltpol mit einem Schaltkontakt mit einem Schalterantrieb und dazwischen eine Hebelkette welche die Schaltwelle und den Kontaktträger verbindet, so dass es sich anbietet, in den Zug der Hebelkette ein Element einzu­ bauen, das eine mechanisch nichtlineare Charakteristik auf­ weist, insofern, dass die Hebelkette unabhängig von der Schaltwelle nachgibt, ausknickt oder einknicken kann, wenn durch die stromabhebenden Kräfte der Kontaktträger gegen die Hebelkette drückt.

Davon ausgehend wird die vorgenannte Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass die bisher als Hebelkette ausgeführte Kraftübertragung vom Schalterantrieb zum Kontaktträger bau­ lich völlig umgestaltet wird, insofern, dass sie als eine Art Knickglied aufgebaut wird.

Der erfindungsgemäße, strombegrenzende Leistungsschalter mit einem bewegbaren Schaltkontakt, mit einer Antriebsvorrichtung zur Überführung des Schaltkontaktes in eine Einschaltstellung und in eine Ausschaltstellung, einer im Zuge der Kraftüber­ tragung von der Antriebsvorrichtung zum Schaltkontakt ange­ ordneten Verklinkungseineinrichtung, die ausgehend von der Einschaltstellung des Schaltkontaktes durch eine vom Schalt­ kontakt ausgehende und in der Richtung der Ausschaltstellung wirkende Öffnungskraft lösbar ist, wenn die Öffnungskraft ei­ nen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wobei die Verklin­ kungseinrichtung als mechanisches Verbindungsglied zwischen der Antriebsvorrichtung und dem bewegbaren Schaltkontakt aus­ gebildet ist und wenigstens zwei zusammenwirkende, winklig zur Richtung der Öffnungskraft angeordnete Arbeitsflächen und eine auf die Arbeitsflächen wirkende Andruckfeder aufweist, besitzt folgende Merkmale:

• - die Verklinkungseinrichtung weist zwei, mittels eines Ge­ lenks miteinander verbundene und um das Gelenk relativ zu­ einander schwenkbare Hebel auf, wobei das Gelenk durch ei­ nen fluchtende Durchgangsbohrungen in konzentrischen Tei­ len der Hebel durchdringenden Gelenkbolzen gebildet ist, und die Hebel identisch ausgebildet sind,
• - die Hebel weisen an ihren Berührungsflächen an den konzen­ trischen Teilen im Bereich des Gelenks als Verzahnung wir­ kende Schrägflächen auf, die konzentrisch um die Durch­ gangsbohrungen für den Gelenkbolzen angeordnet sind,
• - die Hebel sind an den konzentrischen Teilen im Bereich des Gelenks durch eine Andruckfeder mit einer auf die durch die Schrägflächen gebildete Verzahnung an ihren Berüh­ rungsflächen wirkende Federkraft beaufschlagt,
• - die Hebel stehen im Ruhezustand der Verklinkungseinrich­ tung zur Erzeugung eines von der Öffnungskraft abhängigen relativen Drehmomentes in einem von der Strecklage ver­ schiedenen Winkel zueinander,
• - die dem Gelenk abgewandten Enden der Hebel weisen mit Durchgangsbohrungen versehene Aufnahmen zur gelenkigen Verbindung mit dem Schaltkontakt bzw. mit der Antriebsvor­ richtung auf.

Der Gelenkbolzen weist zweckmäßig an seinem einen Ende einen Kopf als Widerlager für die Andruckfeder und an seinem ande­ ren Ende ein Gewinde für eine Mutter auf. Die als Verzahnung dienenden, bei Belastung der Verklinkungseinrichtung in der Verdrehrichtung der Hebel aufeinander zu bewegten Schrägflä­ chen sind mit steilen Flanken als Schnappflächen ausgebildet und die bei Belastung der Verklinkungseinrichtung in der Ver­ drehrichtung der Hebel voneinander weg bewegten Schrägflächen weisen flache Flanken als Gleitflächen auf.

Die Andruckfeder ist vorteilhaft als den Gelenkbolzen um­ schließende und am Kopf des Gelenkbolzens abgestützte Schrau­ bendruckfeder ausgebildet.

Die Achse des die Hebel verbindenden Gelenkes ist zweckmäßig parallel zu einer Schwenkachse des bewegbaren Schaltkontaktes angeordnet.

Die von der Andruckfeder auf die Berührungsflächen der Hebel an den konzentrischen Teilen im Bereich des Gelenks mit den als Verzahnung wirkenden Schrägflächen ausgeübte Andruckkraft ist durch Veränderung der wirksamen Länge des Gelenkbolzens einstellbar.

Diese Veränderung der wirksamen Länge des Gelenkbolzens wird in einfacher Weise dadurch bewirkt, dass die Mutter weiter aufgeschraubt oder weniger weit aufgeschraubt wird. Durch die erfindungsgemäße Verklinkungseinrichtung wird eine neue Bau­ gruppe zur kraftübertragenden Verbindung des Schaltwellenhe­ bels mit dem Schaltkontakt, beziehungsweise dem Kontaktträger geschaffen. Sie ist als kraftabhängig ausknickendes Element ausgebildet, welches es ermöglicht, dass beim Auftreten eines Kurzschlußstromes jede Schalteinheit, unabhängig voneinander und unabhängig von der EIN-Position der Schaltwelle, öffnet. Die beiden Hebel der Verklinkungseinrichtung sind identisch ausgebildet. Es ist also fertigungsmäßig nur ein Teil herzu­ stellen. Die als Verzahnung der konzentrischen Teile der He­ bel ausgebildeten Schrägflächen stehen unter dem Federdruck einer Andruckfeder, welcher so bemessen ist, dass eine defi­ nierte Kraft zum Einschalten und zur Bereitstellung der Kon­ taktkräfte ohne Ausknickung übertragen werden kann. Die Fe­ derkraft der Andruckfeder ist dabei stufenlos einstellbar, so dass die gewünschte Ausknick-Kraft der Verklinkungseinrich­ tung ebenfalls stufenlos eingestellt werden kann. Die erfin­ dungsgemäße Verklinkungseinrichtung wird nicht, wie bei be­ kannten Ausführungen, teleskopartig zusammengeschoben, son­ dern es erfolgt eine Drehknickbewegung. Wenn im weiteren Ver­ lauf des Abschaltvorganges der elektromagnetische Schnellaus­ löser den Schalter endgültig abschaltet, wird durch die sich drehende Schaltwelle und ihren Schaltwellenhebel die Verklin­ kungseinrichtung wieder in ihre Ruhestellung gebracht. Damit ist der Schalter wieder einschaltbereit.

Die Erfindung soll nachfolgend zum besseren Verständnis an­ hand eines bevorzugten, den Schutzumfang nicht einschränken­ den, Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Niederspannungs-Leistungs­ schalter mit der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung in einer Schnittdarstellung im ausgeschalteten Zustand.

Die Fig. 2 zeigt schematisch einen Niederspannungs-Leistungs­ schalter mit der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung in einer Schnittdarstellung im eingeschalteten Zustand.

Die Fig. 3 zeigt schematisch einen Niederspannungs-Leistungs­ schalter mit der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung in einer Schnittdarstellung im ausgelösten Zustand.

Die Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Verklinkungseinrichtung in der Seitenansicht.

Die Fig. 5 zeigt einen einzelnen Hebel der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung gemäß der Fig. 4 in der Draufsicht.

Die Fig. 6 zeigt die erfindungsgemäße Verklinkungseinrichtung gemäß der Fig. 1 teilweise montiert.

In den Fig. 1 bis 3 ist schematisch ein Niederspannungs- Leistungsschalter 1 im Schnitt dargestellt, um den Einbauort der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung 13 zu verdeut­ lichen. Durch die Rückwand 2 des Niederspannungs-Leistungs­ schalters 1 sind die obere Anschlußschiene 3 und die untere Anschlußschiene 4 hindurchgeführt. An der oberen Anschluß­ schiene 3 befindet sich der feststehende Schaltkontakt 5 und an der unteren Anschlußschiene 4 ist über flexible Verbindun­ gen 6 der auf einem Kontaktträger 7 befindliche bewegbare Schaltkontakt 8 angeschlossen. Über dem festen Schaltkontakt 5 und dem bewegbaren Schaltkontakt 8 ist die Lichtbogenlösch­ kammer 9 angeordnet. Im Schalterantrieb 10 befindet sich die Schaltwelle 11 mit dem Schaltwellenhebel 12, an welchem die erfindungsgemäße Verklinkungseinrichtung 13 als Verbindungs­ element zum Kontaktträger 7 befestigt ist.

In der Fig. 1 stehen, im ausgeschalteten Zustand des Nie­ derspannungs-Leistungsschalters 1, die Hebel 14; 15 im Ruhezu­ stand der Verklinkungseinrichtung 13 zur Erzeugung eines von der Öffnungskraft abhängigen relativen Drehmomentes in einem von der Strecklage verschiedenen Winkel zueinander, wobei die Achse des die Hebel 14; 15 verbindenden Gelenkes 16 parallel zu einer nicht dargestellten Schwenkachse des bewegbaren Schaltkontaktes 8 angeordnet ist. Die gleiche Konstellation, nur im eingeschalteten Zustand des Niederspannungs-Leistungs­ schalters 1 zeigt die Fig. 2, während in der Fig. 3 der Nie­ derspannungs-Leistungsschalter 1 mit der Verklinkungseinrich­ tung 13 im ausgelösten Zustand gezeigt ist, in welchem die Verklinkungseinrichtung 13 eingeknickt ist und eine Öffnung des bewegbaren Kontaktes 8 erfolgt ist.

Die Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Verklinkungseinrichtung 13 in der Seitenansicht. Sie weist zwei identisch ausgebildete Hebel 14; 15 auf, die durch ein Gelenk 16 miteinander verbunden und um das Gelenk 16 relativ zueinander schwenkbar sind. Die Berührungsflächen der Hebel 14; 15 enthalten als Schrägflächen 17; 18 ausgebil­ dete Arbeitsflächen, welche in der Form einer Verzahnung der konzentrischen Teile 19; 20 ausgebildet sind. Dabei ist die Schrägfläche 17 steil als Schnappfläche ausgebildet und die Schrägfläche 18 flach als Gleitfläche.

Das die Hebel 14; 15 verbindende Gelenk 16 ist durch einen fluchtende Durchgangsbohrungen 21; 22 der Hebel 14; 15 durch­ setzenden Gelenkbolzen 23 gebildet, welcher gleichzeitig die Führung und die Halterung für die als Schraubendruckfeder ausgebildete Andruckfeder 24 bildet, die den Gelenkbolzen 23 umschließt und am Ende des Gelenkbolzens 23 durch einen scheibenförmigen Kopf 25 desselben abgestützt ist. Auf der dem Kopf 25 gegenüberliegenden Seite des Gelenkbolzens 23 ist ein Gewinde 26 zur Aufnahme einer Mutter 27 vorgesehen, mit­ tels welcher die Spannung der auf dem Gelenkbolzen 23 sitzen­ den Andruckfeder 24 veränderbar ist. Die beiden Hebel 14; 15 stehen somit unter dem veränderbaren Federdruck der Andruck­ feder 24. An den dem Gelenk 16 gegenüberliegenden Seiten wei­ sen die Hebel 14; 15 mit je einer Durchgangsbohrung 28; 29 versehene Aufnahmen 30; 31 auf, die zur Verbindung mit dem Schaltwellenhebel 12 beziehungsweise dem Kontaktträger 7 die­ nen.

Die Fig. 5 zeigt einen einzelnen Hebel der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung gemäß der Fig. 4 in der Draufsicht. Die beiden Hebel 14; 15 sind identisch ausgebildet, weshalb nur ein Hebel 15 dargestellt ist. Die als Schrägflächen 17; 18 ausgebildeten Arbeitsflächen des Hebels 15 sind konzen­ trisch um die Durchgangsbohrung 22 für den Gelenkbolzen 23 im konzentrischen Teil 20 angeordnet. Am entgegengesetzten Ende des Hebels 15 ist die mit einer Durchgangsbohrung 29 versehe­ ne Aufnahme 31 angeordnet, die zur Verbindung mit dem Schalt­ wellenhebel 12 beziehungsweise dem Kontaktträger 7 dient.

Die Fig. 6 zeigt die erfindungsgemäße Verklinkungseinrichtung 13 gemäß der Fig. 1 teilweise montiert, wobei die Mutter 27 weggelassen wurde. In dieser Darstellung, in welcher gleiche Teile entsprechend der Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen ver­ sehen sind, ist deutlich die Ausbildung der Schrägflächen 17; 18 als Verzahnung der konzentrischen Teile 19; 20 zu erkennen, welche im montierten Zustand unter dem Federdruck der auf dem Gelenkbolzen 23 sitzenden Andruckfeder 24 steht.

Die erfindungsgemäße Verklinkungseinrichtung 13 wirkt wie folgt:
Überschreitet, beispielsweise im Falle eines Kurzschlusses, die durch die elektrodynamischen Stromkräfte und Stromenge­ kräfte auf das Kontaktsystem ausgeübte Öffnungskraft einen vorherbestimmten Wert, der die Knick-Kraft so groß werden läßt, dass die an den aneinanderliegenden, als Schnappflächen ausgebildeten Schrägflächen 17 auftretende Hubkraft die ein­ gestellte Federkraft der Andruckfeder 24 überschreitet, glei­ ten diese Schrägflächen voneinander ab und schnappen über. Dadurch knickt die Verklinkungseinrichtung 13 ein und gibt den bewegbaren Schaltkontakt 8 frei. Sind die Schrägflächen 17 als Schnappflächen voneinander abgeglitten, setzen die Schrägflächen 18 als in der Bewegungsrichtung abfallende Gleitflächen dem Einknicken der Verklinkungseinrichtung 13 keinen Widerstand mehr entgegen.

Der in dieser nicht stabilen Phase des Abschaltvorganges beim öffnen des bewegbaren Schaltkontaktes 8 zwischen diesem und dem feststehenden Schaltkontakt 5 entstehende Abschaltlicht­ bogen begrenzt durch seinen Widerstand den fließenden Kurz­ schlußstrom, bevor im weiteren Verlauf des Abschaltvorganges der elektromagnetische Schnellauslöser anspricht und den Schalter endgültig abschaltet.

Wenn im weiteren Verlauf des Abschaltvorganges der elektroma­ gnetische Schnellauslöser den Schalter endgültig abschaltet, wird durch die sich drehende Schaltwelle 11 und ihren Schalt­ wellenhebel 12 die Verklinkungseinrichtung 13 wieder in ihre Ruhestellung gebracht. Damit ist der Schalter wieder ein­ schaltbereit.

Die Federkraft der Andruckfeder 24 ist durch Veränderung der wirksamen Länge des Gelenkbolzens 23 durch mehr oder weniger weites Aufschrauben der Mutter 27 problemlos einstellbar und damit die Funktionskraft der Verklinkungseinrichtung 13 regu­ lierbar.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist mechanisch sehr einfach aufgebaut und hat trotzdem den Vorzug, dass die Funktions­ kraft problemlos regulierbar ist. Die beiden Hebel 14; 15 sind identisch ausgebildet, es ist also fertigungsmäßig nur ein Teil herzustellen.

Bezugszeichenliste

1

Niederspannungs-Leistungsschalter

2

Rückwand

3

Obere Anschlußschiene

4

Untere Anschlußschiene

5

Feststehender Schaltkontakt

6

Flexible Verbindung

7

Kontaktträger

8

Bewegbarer Schaltkontakt

9

Lichtbogenlöschkammer

10

Schalterantrieb

11

Schaltwelle

12

Schaltwellenhebel

13

Verklinkungseinrichtung

14

Hebel

15

Hebel

16

Gelenk

17

Schrägfläche

18

Schrägfläche

19

Konzentrisches Teil

20

Konzentrisches Teil

21

Durchgangsbohrung

22

Durchgangsbohrung

23

Gelenkbolzen

24

Andruckfeder

25

Kopf

26

Gewinde

27

Mutter

28

Durchgangsbohrung

29

Durchgangsbohrung

30

Aufnahme

31

Aufnahme

Claims (7)

1. Leistungsschalter mit strombegrenzender Öffnung eines be­ wegbaren Schaltkontaktes mit folgenden Merkmalen:

• - eine Antriebsvorrichtung zur Überführung des Schaltkontak­ tes in eine Einschaltstellung und in eine Ausschaltstel­ lung,
• - eine im Zuge der Kraftübertragung von der Antriebsvorrich­ tung zum Schaltkontakt angeordnete Verklinkungseineinrich­ tung, die ausgehend von der Einschaltstellung des Schaltkontak­ tes durch eine vom Schaltkontakt ausgehende und in der Richtung der Ausschaltstellung wirkende Öffnungskraft lös­ bar ist, wenn die Öffnungskraft einen vorgegebenen Grenz­ wert überschreitet,
• - wobei die Verklinkungseinrichtung als mechanisches Ver­ bindungsglied zwischen der Antriebsvorrichtung und dem bewegbaren Schaltkontakt ausgebildet ist und wenigstens zwei zusammenwirkende, winklig zur Richtung der Öff­ nungskraft angeordnete Arbeitsflächen und eine auf die Arbeitsflächen wirkende Andruckfeder aufweist,

gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:

• - die Verklinkungseinrichtung (13) weist zwei mittels eines durch fluchtende Durchgangsbohrungen (21; 22) in konzen­ trischen Teilen (19; 20) der Hebel (14; 15) geführten Ge­ lenkbolzens (23) gebildeten Gelenks (16) miteinander ver­ bundene und um das Gelenk (16) relativ zueinander schwenk­ bare Hebel (14; 15)auf, welche identisch ausgebildet sind,
• - die Hebel (14; 15) weisen an ihren Berührungsflächen an den konzentrischen Teilen(19; 20)im Bereich des Gelenks (16) als Verzahnung wirkende Schrägflächen (17; 18) auf, die konzentrisch um die Durchgangsbohrungen (21; 22) für den Gelenkbolzen (23) angeordnet sind,
• - Die Hebel (14; 15) sind an den konzentrischen Teilen (19; 20) im Bereich des Gelenks (16) durch eine Andruckfeder (24) mit einer auf die durch die Schrägflächen (17; 18) gebildete Verzahnung an ihren Berührungsflächen wirkende Federkraft beaufschlagt,
• - die Hebel (14; 15) stehen im Ruhezustand der Verklinkungs­ einrichtung (13) zur Erzeugung eines von der Öffnungskraft abhängigen relativen Drehmomentes in einem von der Streck­ lage verschiedenen Winkel zueinander,
• - die dem Gelenk (16) abgewandten Enden der Hebel (14; 15) weisen mit Durchgangsbohrungen (28; 29) versehene Aufnah­ men (30; 31) zur gelenkigen Verbindung mit dem Schaltkon­ takt bzw. mit der Antriebsvorrichtung auf.

2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkbolzen (23) an seinem einen Ende einen Kopf (25) als Widerlager für die Andruckfeder und an seinem anderen En­ de ein Gewinde (26) für eine Mutter (27) aufweist.

3. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Verzahnung dienenden, bei Belastung der Verklin­ kungseinrichtung (13) in der Verdrehrichtung der Hebel (14; 15) aufeinander zu bewegten Schrägflächen (17) mit stei­ len Flanken als Schnappflächen ausgebildet sind.

4. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Verzahnung dienenden, bei Belastung der Verklin­ kungseinrichtung (13) in der Verdrehrichtung der Hebel (14; 15) voneinander weg bewegten Schrägflächen (18) mit flachen Flanken als Gleitflächen ausgebildet sind.

5. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckfeder (24) als den Gelenkbolzen (23) um­ schließende und am Kopf (25) des Gelenkbolzens abgestützte Schraubendruckfeder ausgebildet ist.

6. Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Achse des die Hebel (14; 15) verbindenden Gelenkes (16) parallel zu einer Schwenkachse des bewegbaren Schaltkon­ taktes angeordnet ist.

7. Leistungsschalter nach 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, die von der Andruckfeder (24) auf die Berührungsflächen der Hebel (14; 15) an den konzentrischen Teilen(19; 20)im Bereich des Gelenks (16) mit den als Verzahnung wirkenden Schrägflä­ chen (17; 18) ausgeübte Andruckkraft durch Veränderung der wirksamen Länge des Gelenkbolzens (23) einstellbar ist.