-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen mehrpoligen Schutzschalter,
und insbesondere einen mehrpoligen Schutzschalter, welcher das Gleichgewicht
der Kontaktkräfte
zwischen Kontaktgebern in einer Einzelpol-Unterbrechungseinheit
relativ weit von einem Schaltmechanismus und die Zuverlässigkeit
einer Schaltoperation zwischen den Kontaktgebern gewährleisten
kann.
-
Im
Allgemeinen ist ein Schutzschalter ein elektrisches Gerät, das eine
Last und eine Leitung durch manuelles oder automatisches Unterbrechen der
Leitung schützt
in dem Fall einer abnormalen Bedingung, wie z.B. einer Überlast
und einem Kurzschließen
der Leitung.
-
1 ist eine perspektivische
Ansicht, die einen konventionellen mehrpoligen Schutzschalter illustriert. 2 ist eine perspektivische
Explosionsansicht, die einen konventionellen mehrpoligen Schutzschalter
illustriert. 3 ist eine
Seitenansicht, die einen konventionellen mehrpoligen Schutzschalter
illustriert. 4 ist eine
perspektivische Ansicht, die die Deformation einer Antriebswelle
in einem konventionellen mehrpoligen Schutzschalter zeigt.
-
Wie
in den 1 bis 4 illustriert schließt der konventionelle
mehrpolige Schutzschalter 1 vier Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 10a, 10b, 10c und 10d ein,
d.h. eine Einzelpol-Unterbrechungseinheit 10a von Phase
R, eine Einzelpol-Unterbrechungseinheit 10b von
Phase S, eine Einzelpol-Unterbrechungseinheit 10c von Phase
T und eine Einzelpol-Unterbrechungseinheit 10d von Phase
N.
-
Jede
der Einzelpol-Unterbrechungseinheiten schließt ein Gehäuse 20 ein, das einen
Raum aufweist, feste Kontaktgeber 41, die in dem Gehäuse 20 mit
einer vorbestimmten Entfernung installiert sind, einen beweglichen
Kontaktgeber 42, der rotierbar angeordnet ist zwischen
den festen Kontaktgebern 41 durch Wellen 53, einen
Auslösemechanismus
(nicht gezeigt) zum Auslösen
der Schaltkreisunterbrechung durch Erkennen eines großen Stroms,
der durch den Schaltkreis fließt,
einen Schaltmechanismus 50, der automatisch betätigt wird
durch den Auslösemechanismus
oder manuell betätigt
wird durch Betätigen
eines Griffsstücks 51,
zum Trennen des beweglichen Kontaktgebers 42 von den festen
Kontaktgebern 41, wodurch ein Schaltkreis abgetrennt wird,
und einen Lichtbogen-Löschmechanismus 60 zum
Löschen
eines Lichtbogengases von einer hohen Temperatur und einem hohen
Druck, der erzeugt wird zwischen dem beweglichen Kontaktgeber 42 und
dem festen Kontaktgeber 41 zu der Zeit des Schaltens eines Schaltkreises.
-
Der
Schaltmechanismus 50 schließt ein Griffstück 51 ein,
eine obere Verbindung (nicht gezeigt), die an den Auslösemechanismus
gekoppelt ist, eine untere Verbindung (nicht gezeigt), die zusammen
mit dem unteren Teil der oberen Verbindung gekoppelt ist, und Antriebswellen 52 zum
gemeinsamen Verbinden der unteren Verbindung und der Welle 53 jeder
der Einzelpol-Unterbrechungseinheiten, so dass die Welle 53 jeder
Einzelpol-Unterbrechungseinheit zusammen mit der unteren Verbindung
rotieren kann.
-
In
dem so konstruierten konventionellen mehrpoligen Schutzschalter
ist der bewegliche Kontaktgeber 42 in Kontakt mit den festen
Kontaktgebern 41, wodurch ein geschlossener Schaltkreiszustand aufrecht
erhalten wird, wenn ein normaler Strom in einem Schaltkreis fließt.
-
Andererseits
wird, wenn abnormalerweise ein großer Strom in dem Schaltkreis
fließt
während ein
Schaltkreis in einem AN-Zustand ist, der Schutzschalter ausgelöst. Zu dieser
Zeit werden die obere Verbindung und die untere Verbindung rotiert.
Während
die untere Verbindung rotiert wird, rotiert die Welle 53,
die dazu über
die Antriebswelle 52 gekoppelt ist, in einer Uhrzeigerrichtung.
Zu dieser Zeit wird der bewegliche Kontaktgeber 42 getrennt
von den festen Kontaktgebern 41, um dadurch einen geöffneten
Schaltkreiszustand zu erreichen.
-
Jedoch
ist in dem konventionellen mehrpoligen Schutzschalter der Schaltmechanismus 50 nicht in
der Mitte des Schutzschalters installiert, sondern stattdessen zu
einer Seite hin verschoben, d.h. bei der Einzelpol-Unterbrechungseinheit 10b von
Phase S, welches der zweiten von rechts entspricht, wie illustriert
in 1 und 2, der vier Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 10a, 10b, 10c und 10d,
wodurch die Kraft unausgewogen wird, die durch den Schaltmechanismus
auf jede der Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 10a, 10b, 10c und 10d wirkt.
-
Anschließend tritt
dort ein Problem auf, das, wie in 4 gezeigt,
Endteile der Antriebswellen 52 deformiert werden, während sie
in eine Uhrzeigerrichtung gebogen werden. Folglich weist die Welle, die
bei der Einzelpol-Unterbrechungseinheit 10d der Phase
N installiert ist, einen kleineren Rotationsbetrag auf verglichen
mit den Wellen, die bei den anderen Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 10a, 10b und 10c installiert
sind, und als ein Resultat sind die Kontakt- und Trennfunktionen
zwischen den festen Kontaktgebern 41 und dem beweglichen
Kontaktgeber 42 und die Zuverlässigkeit des Produkts verschlechtert.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Daher
hat die vorliegenden Erfindung Anstrengungen unternommen, um die
oben beschriebenen Probleme zu lösen,
und hat als ihre Aufgabe das Bereitstellen eines mehrpoligen Schutzschalters, welcher
das Gleichgewicht der Kontaktkräfte
zwischen Kontaktgebern in einer Einzelpol-Unterbrechungseinheit
relativ weit von einem Schaltmechanismus und die Zuverlässigkeit
einer Schaltoperation zwischen den Kontaktgebern gewährleisten
kann.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein mehrpoliger Schutzschalter vorgesehen, welcher aufweist:
eine Vielzahl von Einzelpol-Unterbrechungseinheiten, welche aufweisen
ein Paar von festen Kontaktgebern, einen bewegbaren Kontaktgeber, drehbar
zu einer kontaktierten Position mit den festen Kontaktgebern oder
einer getrennten Position von den festen Kontaktgebern, und Wellen
zum drehbaren Lagern des bewegbaren Kontaktgebers; einen Schaltmechanismus,
angeordnet auf einer der Vielzahl von Einzelpol-Unterbrechungseinheiten,
um für eine
Drehkraft für
die Wellen zu sorgen; und ein Paar von Antriebswellen, gemeinsam
verbunden mit den Wellen, um gleichzeitig eine Drehkraft von dem Schaltmechanismus
zu den Wellen der Vielzahl von Einzelpol-Unterbrechungseinheiten
zu übertragen, aufweisend:
einen Träger,
angeordnet zwischen der Einzelpol-Unterbrechungseinheit, beabstandet relativ
weit von dem Schaltmechanismus verglichen zu den anderen Einzelpol-Unterbrechungseinheiten
unter der Vielzahl von Einzelpol-Unterbrechungseinheiten, und der
benachbarten Einzelpol-Unterbrechungseinheit;
einen Verbindungsmechanismus, drehbar unterstützt auf dem Träger, zum
Schaffen eines kompensierenden Drehmoments für die Antriebswellen, so dass
eine Kontaktkraft zwischen den Kontaktgebern in der Einzelpol-Unterbrechungseinheit
relativ weit von dem Schaltmechanismus nicht kleiner sein kann als
eine Kontaktkraft zwischen den Kontaktgebern in den anderen Einzelpol-Unterbrechungseinheiten;
und Federn, deren eines Ende jeweils an dem Träger und deren anderen Ende
jeweils an dem Verbindungsmechanismus befestigt ist, zum Liefern
einer elastischen Kraft für
den Verbindungsmechanismus für
das Schaffen des kompensierenden Drehmoments.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die
beigefügten
Zeichnungen, welche eingeschlossen sind, um ein tieferes Verständnis der
Erfindung bereitzustellen, und enthalten sind in und einen Teil
dieser Beschreibung bilden, illustrieren Ausführungsformen der Erfindung
und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern der Prinzipien der Erfindung.
-
In
den Zeichnungen ist:
-
1 eine
perspektivische Ansicht, die einen konventionellen mehrpoligen Schutzschalter
illustriert;
-
2 eine
perspektivische Explosionsansicht, die einen konventionellen mehrpoligen
Schutzschalter illustriert;
-
3 eine
Seitenansicht, die einen konventionellen mehrpoligen Schutzschalter
illustriert;
-
4 eine
perspektivische Ansicht, die die Deformation einer Antriebswelle
in einem konventionellen mehrpoligen Schutzschalter zeigt;
-
5 eine
perspektivische Explosionsansicht, die einen mehrpoligen Schutzschalter
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
6 eine
Draufsicht, die einen mehrpoligen Schutzschalter gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
7 eine
Seitenansicht, die einen mehrpoligen Schutzschalter gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
8 eine
perspektivische Explosionsansicht, die einen Hilfsmechanismus in
einem mehrpoligen Schutzschalter gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
9 eine
verbundene perspektivische Ansicht, die einen Hilfsmechanismus in
einem mehrpoligen Schutzschalter gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
10 eine
Vorderansicht, welche den Betrieb eines Hilfsmechanismus zeigt,
wenn ein Schaltmechanismus zu einer AN-Position betätigt ist
in einem mehrpoligen Schutzschalter gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
11 eine
vergrößerte Ansicht
wesentlicher Teile der 10;
-
12 eine
Vorderansicht, welche den Betrieb eines Hilfsmechanismus zeigt,
wenn ein Schaltmechanismus zu einer AUS-Position betätigt ist
in einem mehrpoligen Schutzschalter gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
13 eine
vergrößerte Ansicht
wesentlicher Teile der 12; und
-
14 und 15 jeweils
eine perspektivische Ansicht und eine Vorderansicht, welche einen Hilfsmechanismus
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Ein
mehrpoliger Schutzschalter gemäß bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird im Einzelnen unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
-
5 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, die einen mehrpoligen Schutzschalters
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 6 ist eine
Draufsicht, die einen mehrpoligen Schutzschalter gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt. 7 ist eine
Seitenansicht, die einen mehrpoligen Schutzschalter gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 8 ist eine
perspektivische Explosionsansicht, die einen Hilfsmechanismus in
einem mehrpoligen Schutzschalter gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 9 ist eine
verbundene perspek tivische Ansicht, die einen Hilfsmechanismus in
einem mehrpoligen Schutzschalter gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Wie
hier illustriert, ist der mehrpolige Schutzschalter gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Schutzschalter für
vier Pole (so genannte vier Phasen), und weist ein Schutzschaltergehäuse 110 auf, das
aus vier Phasen-basierten Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a bis 110d von
R-Phase (so genannter R-Pol), S-Phase
(so genannter S-Pol), T-Phase (so genannter T-Pol) und N-Phase (so
genannter N-Pol), d.h. einer R-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110a,
einer S-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110b, einer
T-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 11c und
einer N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d von
oben nach unten besteht.
-
Ein
Schaltmechanismus 150 ist auf der S-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110b angeordnet.
Ein Griffstück 151 zum
manuellen Schalten der Position des Schaltmechanismus, d.h. von
einer AN-Position zu einer AUS-Position oder von einer AUS-Position
zu einer AN-Position, ist auf dem oberen Abschnitt des Schaltmechanismus 150 angeordnet,
verbunden mit dem Schaltmechanismus 150.
-
Ein
Paar von Antriebswellen 152 ist mit Wellen (53 in 2)
in den Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a bis 110d der
jeweiligen Phasen verbunden, um gleichzeitig eine Antriebskraft
des Schaltmechanismus 150 zu den Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a bis 11d der
jeweiligen Phasen zu übertragen.
-
Zwischen
der T-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110c und der
N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d ist
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Hilfsmechanismus 170 angeordnet, welcher
zwischen der N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d relativ
weit von dem Schaltmechanismus 150 und der benachbarten T-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110c angeordnet
ist und ein kompensierendes Drehmoment zu den Antriebswellen 152 liefert.
-
Das
unerläuterte
Bezugszeichen 120 ist ein Gehäuse, hergestellt aus einem
elektrischen Isolationsmaterial, jeder der Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110a bis 110d.
-
Wie
in den 6 und 7 illustriert, ist der Hilfsmechanismus 170 zwischen
der N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d,
relativ weit von dem Schaltmechanismus 150 unter der Vielzahl
von Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a bis 110d, und
der benachbarten T-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110c angeordnet.
-
Wie
in den 8 und 9 illustriert, weist der Hilfsmechanismus 170 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Träger 170 auf, der zwischen
der N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit, relativ weit von dem
Schaltmechanismus 150 verglichen zu den anderen Einzelpol-Unterbrechungseinheiten
unter der Vielzahl von Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a bis 110d, und
der benachbarten T-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110c angeordnet
ist.
-
Ein
Paar von Öffnungen 171a ist
jeweils auf der linken und rechten Seite des Trägers 171 vorgesehen,
um den Durchgang und die Drehung des Paares der Antriebswellen 152 und
die Drehung des Verbindungsmechanismus 172, 173, 175, 176a, 176b und 176c (Bezug
zu 5) zu erlauben. Drehachsenlöcher 171b zum Unterstützen eines
Paares von Scharnierstiften 176a, welche zwei Sätze eines
später
zu beschreibenden Paares von Verbindungsgliedern 172 drehbar
unterstützen,
sind jeweils am oberen und unteren Ende eines zentralen zylindrischen Abschnitts
des Trägers 171 vorgesehen,
welcher das Paar von Öffnungen 171a in
linke und rechte Teile teilt.
-
Der
Verbindungsmechanismus 172, 173, 175, 176a, 176b und 176c,
welcher in dem Hilfsmechanismus 170 eingeschlossen ist,
ist drehbar auf dem Träger 171 gelagert
und liefert ein kompensierendes Drehmoment zu den Antriebswellen (152 der 5),
so dass eine Kontaktkraft zwischen dem bewegbaren Kontaktgeber (42 der 2)
und den festen Kontaktgebern (41 der 2)
in der N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d,
relativ weit von dem Schaltmechanismus 150, nicht kleiner als
eine Kontaktkraft zwischen dem bewegbaren Kontaktgeber und den festen
Kontaktgebern in den anderen Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a bis 110c sein
kann.
-
Federn 174,
welche in dem Hilfsmechanismus 170 eingeschlossen sind,
haben jeweils ein Ende auf dem Träger 171 und jeweils
das andere Ende auf einem Tragglied 173 gelagert, was hiernach im
Einzelnen beschrieben wird, unter dem Verbindungsmechanismus 172, 173, 175, 176a, 176b und 176c,
zum Liefern einer elastischen Kraft für das Schaffen des kompensierenden
Drehmoments.
-
Der
Verbindungsmechanismus gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist auf: Verbindungsglieder 172,
versehen mit Führungsschlitzen 172a zur
relativ bewegbaren Aufnahme der Antriebswellen 152, und
relativ drehbar verbunden mit dem Träger 171, um eine axiale
Linie längs
deren Dickenrichtung zu haben, zum Schaffen eines kompensierenden
Drehmoments zu den Antriebswellen 152; und ein Tragglied 173,
dessen eines Ende relativ drehbar mit den Verbindungsgliedern 172 verbunden
ist und dessen anderes Ende relativ drehbar durch den Träger unterstützt wird,
zum Schaffen einer elastischen Kraft von den Federn 174 zum
Drehen der Verbindungsglieder 172.
-
Der
Verbindungsmechanismus weist darüber
hinaus Tragbauteile 175 zum Unterstützen des anderen Ende des Traggliedes 173 auf,
um relativ zu dem Träger 171 während des
Unterstützens
des anderen Endes der Federn 174 drehbar zu sein.
-
Die
Verbindungsglieder 172 sind in zwei Sätzen von oberen und unteren
Verbindungsgliedern entsprechend dem Paar der Antriebswellen 152 vorgesehen.
Jeder Satz der Verbindungsglieder 172 besteht aus einem
Paar von Verbindungsgliedern 172. Die Verbindungsglieder 172 haben
jeweils an einem longitudinalen Mit telabschnitt zentrale Achsenlöcher, die
Führungsschlitze 172a sind
an einem Ende um die zentralen Achsenlöcher vorgesehen, und verbindende
axiale Löcher
zum Verbinden der Tragglieder 173 sind an entgegengesetzten
Enden vorgesehen. Ein Satz des Paares von Verbindungsgliedern 172 ist daher
gelagert, um nur drehbar durch die Scharnierstifte 176a zu
sein, eingefügt
durch die zentralen Achsenlöcher,
wobei der Träger 171 dazwischen
angeordnet ist.
-
Die
Tragglieder sind bogenförmige
Bauteile, deren Kopfabschnitte, welche eine größere Breite als die anderen
Abschnitte haben, mit Verbindungslöchern zum Verbinden der Verbindungsglieder 172 versehen
sind und mit den Verbindungsgliedern 172 durch Verbindungsachsen 176b verbunden
sind, deren Körperabschnitte
die Federn 174 darauf angeordnet haben und deren Beinabschnitte
in Traglöcher eingeführt sind,
die an der vorderen Seite der Tragbauteile 175 vorgesehen
und durch die Tragbauteile 175 unterstützt sind, um rückwärts und
vorwärts längs der
Längsrichtung
bewegbar zu sein.
-
Ein
Ende der Federn 174 ist an dem Tragbauteil 175 und
das andere Ende an dem Kopfabschnitt befestigt.
-
Die
Tragbauteile 175 sind U-förmige Bauteile und haben von
einem longitudinalen Standpunkt aus die Traglöcher an der vorderen Seite
und die Drehachsenlöcher
zum Einführen
der Scharnierachsen 176c darin, so dass die Scharnierachsen 176c,
welche auf den Ecken der linken und rechten Öffnungen 171a des
Trägers 171 getragen
werden, in die Drehachsenlöcher
eingeführt
werden und um die Scharnierachsen 176c drehbar sind. Die
anderen Enden der Federn 174 liefern eine elastische Vorspannungskraft
zu dem Kopfabschnitt der Tragglieder 173, so dass die Tragglieder 173 sich
vorwärts
längs der
longitudinalen Richtung bewegen können. Die Kopfabschnitte der
Tragglieder 173 sind mit den Verbindungsgliedern 172 durch
die Verbindungsachsen 176b verbunden, und die Verbindungsglieder 172 werden
durch die Scharnierachsen 176c getragen, um nur relativ
zum Träger 171 drehbar
zu sein. Eine lineare Kraft, durch welche die Tragglieder 175 vorwärts längs der
longitudinalen Richtung durch die Federn 174 bewegt werden,
wirkt als Drehantriebskraft der Verbindungsglieder 172,
wodurch die Verbindungsglieder 172 gedreht werden. Hierdurch
wirkt eine elastische Vorspannungskraft der Federn 174 als
ein kompensierendes Drehmoment der Antriebswellen 152,
gehalten in einer Weise, um durch die Führungsschlitze 172a der
Verbindungsglieder 172 hindurch zu treten.
-
Die
N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d ist eine
Einzelpol-Unterbrechungseinheit,
welche zum Schalten eines Erdungssystems dient. Wenn die N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d in
einen AN-Zustand gemäß den internationalen
Standards für
elektrische Sicherheit geschaltet wird, müssen Kontakte der bewegbaren Kontaktgeber
und der festen Kontaktgeber darin miteinander kontaktiert werden
vor denjenigen in den anderen drei Phasen (R-Phase, S-Phase und
T-Phase)-Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a, 110b, 110c und 110d.
Wenn andererseits die N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d zu
einem Auslöse-(oder
AUS)-Zustand geschaltet wird, müssen
der bewegbare Kontaktgeber und die festen Kontaktgeber darin voneinander
getrennt werden später als
diejenigen in den anderen drei Phasen (R-Phase, S-Phase und T-Phase)-Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a, 110b, 110c und 110d.
-
Wenn
der Schaltmechanismus 150 des Schutzschalters von dem AN-Zustand
zu dem Auslöse-
oder AUS-Zustand geschaltet wird, wird ein kritischer Drehpunkt
der Verbindungsglieder 172 derart eingestellt, dass die
Intervalle, gedreht durch die elastische Vorspannungskraft der Federn 174 des Hilfsmechanismus 170 zum
Schaffen eines kompensierenden Drehmoments zu den Antriebswellen 152, relativ
länger
sind als die Intervalle, gedreht durch einen Druck, aufgenommen
von den Antriebswellen 152, wenn die Antriebswellen 152 durch
das Drehantreiben des Schaltmechanismus 150 bewegt werden.
-
Wenn
das Schalten zwischen den Kontakten des bewegbaren Kontaktgebers
und den festen Kontaktgebern in der N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d ausgeführt worden
ist, kann der Zeitpunkt des Schaltens der Antriebskraft von dem Schaltmechanismus 150 zu
dem Hilfsmechanismus 170 durch die kritischen Drehpunkte
der Verbindungsglieder 172 eingestellt werden. Die kritischen Drehpunkte
der Verbindungsglieder 172 können eingestellt werden durch
Verändern
der Form der Verbindungsglieder 172 und der Position der
zentralen Drehachsen, d.h. der Scharnierachsen 176a oder
der Form der Führungsschlitze 172a und
der Position des Wendepunktes der Führungsschlitze 172a.
-
Der
Betrieb des so aufgebauten mehrpoligen Schutzschalters gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nunmehr beschrieben.
-
Wenn
der Schutzschalter in den Auslöse (oder
AUS)-Zustand, wie in 10 gezeigt, von dem AN-Zustand,
wie in 10 gezeigt, aufgrund der Erzeugung
eines Überstroms
oder Kurzschlussstroms eintritt, werden die Antriebswellen 152,
verbunden mit dem Schaltmechanismus 150, im Uhrzeigersinn mit
dem Drehantrieb des Schaltmechanismus 150 gedreht, und
zur gleichen Zeit wird jedes der Verbindungsglieder 172 des
Hilfsmechanismus 170 im Uhrzeigersinn in Verbindung mit
den Antriebswellen 152 gedreht.
-
Wenn
jedes der Verbindungsglieder 172 gedreht wird, bringt jede
der Federn 174 des Hilfsmechanismus 170 eine elastische
Kraft auf die Verbindungsglieder 172 im Gegenuhrzeigersinn
zum aufrecht Erhalten des AN-Zustandes auf. Wenn dann jedes der
Verbindungsglieder 172 zu einer vorbestimmten Position
entsprechend den kritischen Drehpunkten gedreht ist, wird die Richtung
der elastischen Kraft, aufgebracht auf die Verbindungsglieder 172 durch
die Federn 174, zum Uhrzeigersinn umgekehrt, wodurch die
Drehung der Verbindungsglieder 172 nachfolgend zu den kritischen
Drehpunkten durch die elastische Kraft von den Federn 174 implementiert
wird.
-
Die
Bereiche der Antriebswellen 152, mit welchen die Verbindungsglieder 172 verbunden
sind, werden durch das kompensierende Drehmoment von den Verbin dungsgliedern 172 gedreht,
elastisch gedreht durch die Federn 174, und ermöglichen
es, dass Ungleichgewicht der Drehantriebskraft der Antriebswellen 152,
verursacht durch den Schaltmechanismus 150 des Vierpol-Schutzschalters,
vorgespannt von der Mitte des Schutzschaltergehäuses 110, zu korrigieren.
Zu diesem Zeitpunkt werden die Wellen (Bezug zu 52 der 2)
der Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a, 110b, 110c und 110d,
verbunden mit den Antriebswellen 152, im Uhrzeigersinn
gedreht, und der bewegbare Kontaktgeber (Bezug zu 42 der 2)
ist von den festen Kontaktgebern (Bezug zu 41 der 2)
beabstandet, wodurch die Kontakte getrennt werden.
-
Wenn
der Schutzschalter zwischenzeitlich von dem Auslöse(oder AUS)-Zustand, wie in 11 gezeigt,
zu dem AN-Zustand, wie in 10 gezeigt, durch
Handhabung des Griffstückes
durch den Benutzer überführt worden
ist, werden die Antriebswellen 152, verbunden mit dem Schaltmechanismus 150,
im Gegenuhrzeigersinn gedreht mit dem Drehantrieb des Schaltmechanismus 150,
und zur gleichen Zeit werden die Verbindungsglieder 172 des Hilfsmechanismus 170 im
Gegenuhrzeigersinn in Verbindung mit den Antriebswellen 152 gedreht.
-
Da
jedes der Verbindungsglieder 172 im Gegenuhrzeigersinn
gedreht wird, bringt jede der Federn 174 des Hilfsmechanismus 170 eine
elastische Kraft auf die Verbindungsglieder 172 im Uhrzeigersinn
auf zum aufrecht Erhalten des AUS- oder Auslösezustands. Wenn dann jedes
der Verbindungsglieder 172 zu einer vorbestimmten Position
entsprechend den kritischen Drehpunkten gedreht wird, wird die Richtung
der elastischen Kraft, aufgebracht auf die Verbindungsglieder 172 durch
die Federn 174, umgekehrt in den Gegenuhrzeigersinn, wodurch
die Drehung der Verbindungsglieder 172 nachfolgend zu den
kritischen Drehpunkten durch die elastische Kraft von den Federn 174 implementiert
wird.
-
Die
Bereiche der Antriebswellen 152, mit welchen die Verbindungsglieder 172 verbunden
sind, werden durch das kompensierende Drehmoment von den Verbindungsgliedern 172,
elastisch gedreht durch die Federn 174, gedreht, und machen es
möglich,
das Ungleichgewicht der Drehantriebskraft der Antriebswellen 152,
verursacht durch den Schaltmechanismus 150 des Vierpol-Schutzschalters,
von der Mitte des Schutzschaltergehäuses 110 vorgespannt, zu
korrigieren. Zu diesem Zeitpunkt werden die Wellen (Bezug zu 52 der 2)
der Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a, 110b, 110c und 110d,
verbunden mit den Antriebswellen 152, im Gegenuhrzeigersinn
gedreht, und der bewegbare Kontaktgeber (Bezug zu 42 der 2)
wird mit den festen Kontaktgebern (Bezug zu 41 der 2)
in Kontakt gebracht, wodurch die Kontakte geschlossen werden.
-
In
dem mehrpoligen Schutzschalter gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, durch Kompensieren für die Drehantriebskraft, aufgebracht
auf die Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a, 100b, 110c und 110d von
dem Schaltmechanismus 150, bezüglich des Gleichgewichts mit
Hilfe des Hilfsmechanismus 170, können die Bereiche der Antriebswellen 142 entsprechend
der N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d,
relativ weitesten entfernt von dem Schaltmechanismus 150,
an einer Verformung gehindert werden, und der Drehbetrag der Wellen
(53 der 2), angeordnet an der N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d,
kann nahezu der gleiche sein wie diejenigen der Wellen (53 der 2)
der anderen drei Phasen (R-, S- und T-Phasen)-Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a, 100b und 110c.
Dies ermöglicht,
dass die Kontaktgeber (41 und 42 der 2)
der N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d miteinander
mit einer ausreichenden Kontaktkraft kontaktiert werden, und hierdurch
wird eine Wärmeerzeugung,
verursacht durch verschlechterte Zuverlässigkeit und unvollständigen Kontakt,
verhindert.
-
Die
kritischen Drehpunkte der Verbindungsglieder 172, an welchen
die Drehantriebskraft der Verbindungsglieder 172 von dem
Schaltmechanismus 150 zu dem Hilfsmechanismus 170 geschaltet wird,
werden derart eingestellt, dass, wenn die N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d, welche
als Erdungssystem dient, zu dem AN-Zustand geschaltet wird, die
Kontakte davon verbunden werden vor denjenigen der anderen drei
Phasen (R-, S- und T-Phasen)-Einzelpol- Unterbrechungseinheiten 110a, 110b und 110c,
und im Gegensatz hierzu, wenn die N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d,
welche als Erdungssystem dient, zu dem Auslöse (oder AUS)-Zustand geschaltet
wird, werden die Kontakte davon voneinander später getrennt als diejenigen
der anderen drei Phasen (R-, S- und T-Phasen)-Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a, 1110b und 110c.
Durch diesen Aufbau wird die Masse zuerst zum Zeitpunkt des Leistungseingangs
verbunden, und die Masse wird abschließend getrennt zum Zeitpunkt
des Auslösens,
wodurch die Sicherheit und Zuverlässigkeit verbessert wird.
-
14 und 15 sind
jeweils eine perspektivische Ansicht und eine Vorderansicht, welche einen
Hilfsmechanismus gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen.
-
Unter
Bezugnahme auf die 14 und 15 wird
nunmehr ein mehrpoliger Schutzschalter gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche Bezugszeichen werden
verwendet für
Komponenten wie diejenigen, beschrieben in dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und eine detaillierte Beschreibung davon
unterbleibt.
-
Der
mehrpolige Schutzschalter gemäß der anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist einen Hilfsmechanismus 270 auf,
der in Verbindung mit der Betätigung
des oben beschriebenen Schaltmechanismus 150 betätigt wird
und ein kompensierendes Drehmoment zu den Antriebswellen 152 liefert.
-
Der
Hilfsmechanismus 270 weist ein Paar von Trägern 271 auf,
welche fest zwischen der N-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110d und
der T-Phasen-Einzelpol-Unterbrechungseinheit 110c angeordnet
sind und um einen bestimmten Spalt längs der Dickenrichtung beabstandet
sind durch Durchschnitte 271a, durchgedrungen längs der
Dickenrichtung in eine vorbestimmte Form, um die Antriebswellen 152 durchtreten
zu lassen, Verbindungsglieder 272, relativ drehbar mit
den Trägern 271 verbunden,
um eine axiale Linie längs
der Dickenrich tung zu haben durch Führungsschlitze 272a zum
relativen Drehen der Antriebswellen 152 und gleitbaren
Aufnehmen dieser, und Federn 274, angeordnet zwischen den
Verbindungsgliedern 272 und den Trägern 271 zum Liefern
einer elastischen Kraft zu den Verbindungsgliedern 272.
-
Die
Träger 271 und
die Verbindungsglieder 272 sind relativ drehbar miteinander
verbunden über typische
Scharnierstifte 276a.
-
In
den Trägern 271 sind
jeweils federaufnehmende Abschnitte 271b zum Aufnehmen
und Unterstützen
eines Endes der Federn 274 ausgebildet. Federunterstützende Abschnitte 273 springen
von den Verbindungsgliedern 272 vor, um das andere Ende der
Federn 274 zu verbinden und zu unterstützen. Die federaufnehmenden
Abschnitte 271b können
gekröpfte
Abschnitte aufweisen, ausgebildet in einer Breite ungefähr gleich
dem Durchmesser der Federn 274, oder Federsitze, zusätzlich mit
Vorsprüngen versehen,
welche von den gekröpften
Abschnitten vorspringen, um ein Herausfallen der Federn 274 zu verhindern.
-
Wenn
der Schutzschalter von dem AN-Zustand zu dem AUS-Zustand geschaltet
wird, werden die kritischen Drehpunkte der Verbindungsglieder 272 derart
eingestellt, dass die Intervalle, gedreht durch die elastische Kraft
der Federn 274, relativ länger sind als die Intervalle,
gedrückt
und gedreht durch die Antriebswellen 172.
-
Durch
diesen Aufbau kann die Drehantriebskraft, aufgebracht von dem Schaltmechanismus 150 auf
die Einzelpol-Unterbrechungseinheiten 110a, 110b, 110c und 110d durch
den Hilfsmechanismus 150 gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Gleichgewicht aufgebracht werden,
und die Einzelpol-Unterbrechungseinheit für eine neutrale Elektrode,
welche als Erdungssystem dient, werden erst zum Zeitpunkt des Leistungseingangs
angeschaltet, und die Einzelpol-Unterbrechungseinheit für eine neutrale
Elektrode, welche als Erdungssystem dient, wird zuletzt zum Zeitpunkt
des Auslösens
unterbrochen.
-
Wie
aus dem Obigen hervorgeht, ist es gemäß dem mehrpoligen Schutzschalter
gemäß der vorliegenden
Erfindung möglich,
die Zuverlässigkeit der
Schaltoperation zwischen den Kontaktgebern in der Einzelpol-Unterbrechungseinheit,
relativ weit von dem Schaltmechanismus in dem mehrpoligen Schutzschalter
entfernt, zu gewährleisten,
und die Kontaktkraft zwischen den Kontaktgebern in der Einzelpol-Unterbrechungseinheit
für jede
Phase, wenn Strom aufgebracht wird, ist ausgeglichen, wodurch das
Problem der Wärmeerzeugung,
verursacht durch unvollständigen
Kontakt zwischen den Kontaktgebern, überwunden wird.