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Die
Erfindung betrifft einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer
Einrichtung zur selbsttätigen
Rückstellung
eines Haftmagnetauslösers,
bei dem ein Auslösestößel durch
die Kraft einer Auslösefeder
zum Verdrehen eines Auslösehebels des
Niederspannungs-Leistungsschalters herausgedrückt werden kann, wobei die
Energie einer Ausschaltbewegung einer Schaltwelle gegen Ende des Drehwinkels
dazu benutzt wird, die Auslösefeder nach
dem Herausdrücken
des Auslösestößels zurückzudrücken sowie
zur Rückstellung
des Haftmagnetauslösers
von Hand und durch Fernsteuerung.
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Zur
Auslösung
von Niederspannungs-Leistungsschaltern werden häufig Haftmagnete angewendet.
Diese speichern eine Auslöseenergie
dadurch, daß eine
Feder im gespannten Zustand durch einen Permanentmagneten festgehalten
wird. Die Auslösung
des Schalters wird dadurch bewirkt, daß mittels einer Hilfswicklung
oder einer Freigabewicklung die Kraft dieses Permanentmagneten kompensiert
und somit überwunden
wird. Hierdurch wird die Kraft der gespannten Feder wirksam und
der Schalter ausgelöst.
Das hat den Vorteil, daß im
Gegensatz zur Verwendung von Arbeitsmagneten bei denen zur Erzeugung
der Halteenergie des Magneten ständig ein
Strom zugeführt
werden muß,
der Energiebedarf geringer ist. Außerdem arbeiten die Permanentmagnete
präziser
und der Freigabestrom ist geringer.
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Der
Permanentmagnet muß aber
nach einer erfolgten Auslösung zurückgestellt
werden, weil sonst der Schalter nicht wieder einschaltbereit ist.
Es ist erst erforderlich die Feder wieder zu spannen und den Anker
wieder zum Anliegen an den Permanentmagneten zu bringen, um den
Schalter wieder in seine Ausgangslage zu bringen und neu verklinken
zu können.
Hierfür
wird eine Rückstell-
oder Reseteinrichtung benötigt.
Niederspannungs-Leistungsschalter mit rückstellbaren Auslöseeinheiten
sind mehrfach bekannt geworden.
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Die
Rückstell-
oder Reseteinrichtung kann gemäß der Druckschriften
US 5,701,111 und
DE 692 03 572 T2 beispielsweise
so ausgebildet sein, daß die
Energie des Endes der Ausschaltbewegung dazu benutzt wird, indem
man gegen Ende des Drehwinkels der Schaltwelle über eine Hilfsfeder die Auslösefeder
zurückdrückt.
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So
beschreibt die genannte Druckschrift
US-PS
5,701,111 einen Leistungsschalter mit einem Haftmagnetauslöser, der
eine Reseteinrichtung aufweist, die es ermöglicht, die Auslöseeinheit
automatisch nach der Vollendung des Kontaktöffnungsvorganges zurückzustellen,
wie es im Zusammenhang mit der
1 dieser
Patentschrift ausführlich
beschrieben ist.
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Die
Druckschrift
DE 692
03 572 T2 beschreibt in Zusammenhang mit den dort gezeigten
11 bis
16 einen
Leistungsschalter mit einem zurücksetzbaren
Auslösemechanismus.
Dort ist ein mit einem Polwellenhebel fest verbundener Hebel mit
einem Rücksetzstift
versehen, der am Ende der Drehbewegung des Polwellenhebels am Ende
des Öffnungsvorganges
eine Blattfeder zum Antrieb eines Rücksetzhebels schiebt. Der Rücksetzhebel
wirkt dabei unter Komprimierung einer Auslösefeder auf einen mit einem
beweglichen Kern versehenen Auslösestift.
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Weiterhin
ist aus der Druckschrift
DE
41 06 939 A1 ein Nie derspannungs-Schutzschalter mit einer
Einrichtung zur selbsttätigen
Rückstellung
eines Haftmagnetauslösers
bekannt. Dabei ist ein der Drehbewegung einer Einschaltwelle folgendes
Rückstellglied
vorgesehen, das über
ein Betätigungselement
und einen Stößel den
Anker des Haftmagnetauslösers
entgegen der Kraft einer Auslösefeder
in seine Bereitschaftstellung zurückführt.
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Es
sind aber auch andere Mechanismen zur Bewirkung dieser Rückstellung
möglich.
Es wird auch häufig
gewünscht,
die Rückstellung
nicht nur selbsttätig
durchzuführen,
sondern auch von Hand oder durch eine Fernsteuerung.
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So
beschreibt beispielsweise die Druckschrift
DE 692 03 572 T2 einen
Leistungsschalter mit einer Auslösevorrichtung
und einer fernsteuerbaren Schließvorrichtung zum Zurücksetzen
der Auslösevorrichtung.
Dabei wird die Auslösevorrichtung
mittels eines Elektromagneten erst zurückgesetzt, wenn der Leistungsschalter
geschlossen wird.
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Aus
der Druckschrift
DE
28 11 686 A1 ist ein Fehlerstromschutzschalter bekannt,
bei dem die Rückstellung
eines Klappankers eines Auslöserelais entgegen
einer Federkraft mittels eines Einschaltknopfes erfolgt, wobei der
Einschaltknopf von Hand oder automatisch durch die Auslösebewegung
eines entklinkten Schaltschlosses betätigt werden kann.
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Weiterhin
ist aus der Druckschrift
EP
03 15 093 A2 ein in einem Gehäuse angeordnetes Elektromagnetsystem
bekannt, dessen Anker über
ein aus dem Gehäuse
herausragendes freies Ende einer Verlängerung eines Magnetankerträgers entgegen der
Kraft einer Feder in seine Betriebsposition überführt werden kann
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Die
bekannten Leistungsschalter weisen entweder nur einzelne Möglichkeiten
zur Rückstellung der
Auslösemagnete
auf oder erfordern einen beträchtlichen
Aufwand zur Erweiterung auf weitere Rückstellverfahren durch den
Einbau weiterer Bauelemente.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, eine
Einrichtung zur Rückstellung eines
Haftmagnetauslösers
zu schaffen, die einerseits wählbar
eine selbsttätige
Rückstellung
durch die Schaltwelle oder eine Rückstellung von Hand und andererseits
eine Rückstellung
durch Fernsteuerung, also von der Schaltwarte ermöglicht,
wobei diese verschiedenen Möglichkeiten
zur Rückstellung
relativ einfach und ohne hohen Aufwand zur Anwendung gebracht werden
können.
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale nach Anspruch 1 gelöst. Dabei
wird eine Baugruppe vorgeschlagen, die aus einem Träger besteht,
auf dem der Haftmagnetauslöser
angeordnet ist. Weiterhin ist auf dem Träger ein Schwenklager vorgesehen,
an dem ein Kraftübertragungselement
zur Übertragung
der Rückstellenergie
für das
Zurückdrücken der
Auslösefeder
von einem an der Schaltwelle des Niederspannungs-Leistungsschalters angeordneten Hebelelement
auf den Auslösestößel des
Haftmagnetauslösers,
schwenkbar angeordnet ist. Am gleichen Schwenklager ist der Auslösehebel
des Niederspannungs-Leistungsschalters drehbar geführt. Der
Träger
weist ein Führungsgehäuse mit
einem darin angeordneten geradlinig geführten Resetstößel zum Zurückdrücken der
Auslösefeder
nach dem Herausdrücken
des Auslösestößels auf,
wobei der Resetstößel eine
Resetkupplung aufweist, die eine Wahl zwischen der selsttätigen Rückstellung
und der Rückstellung
von Hand ermöglicht.
Der Träger
besitzt außerdem
eine Aufnahme für
ein darin schwenkbar angeordnetes Federelement zur Kraftübertragung
von einem Stößel eines
Fernsteuer-Rückstellmagneten auf
den Resetstößel und
Befestigungselemente für den
Fernsteuer-Rückstellmagneten
an dem Träger. Der
Resetstößel weist
zur Realisierung dieser Betriebsarten in einer inneren Höhlung des
Resetstößels einen
teleskopartig verschiebbaren, aber nicht gegen den Resetstößel verdrehbar
angeordneten, Stößelteil
auf. An diesem Stößelteil
ist die Resetkupplung angeordnet, die die Wahl zwischen der selbsttätigen Rückstellung
und der Rückstellung
von Hand ermöglicht.
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Zur
Rückstellung
des Haftmagnetauslösers durch
Fernsteuerung ist der Resetstößel mit
einer quadratisch ausgebildeten Quernut zur Aufnahme des Federelementes
zur Kraftübertragung
vom Fernsteuer-Rückstellmagneten
auf den Resetstößel versehen.
Statt einer umlaufenden quadratischen Quernut können auch zwei rechtwinklig
zueinander verlaufende Quernuten auf zwei aneinandergrenzenden Seiten
des Resetstößels vorgesehen
sein.
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Die
an dem Stößelteil
des Resetstößels angeordnete
Resetkupplung ist mit dem Resetstößel um wenigstens 90° schwenkbar
und weist ein Druckteil für
den Auslösestößel des
Haftmagnetauslösers auf
sowie zwei sich von diesem Druckteil in entgegengesetzte Richtungen
erstreckende Fortsätze
zur Herstellung eines Kraftschlusses mit einem Kraftübertragungselement
zur Übertragung
der Rückstellenergie
von einem an der Schaltwelle angeordneten Hebelelement auf den Auslösestößel des
Haftmagnetauslösers.
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Dieses
Kraftübertragungselement
wird durch eine auf dem Schwenklager gemeinsam mit dem Auslösehebel
des Niederspannungs-Leistungsschalters gelagerte Rückstellgabelfeder
gebildet. Diese ist durch eine Zugfeder in die Richtung zu einem
auf einem Hebelelement der Schaltwelle befindlichen Bolzen beaufschlagt.
Sie wird dadurch im eingeschalteten Zustand des Niederspannungs-Leistungsschalters
in einer Stellung festgehalten, in der sie das Austreten des Auslösestö ßels des
Haftmagnetauslösers nicht
behindern kann.
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Das
Federelement zur Kraftübertragung
vom Fernsteuer- Rückstellmagneten
auf den Resetstößel ist
als eine drei parallele Schenkel und einen teilringförmigen Abschnitt
aufweisende Biegefeder ausgebildet.
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Das
Federelement zur Kraftübertragung
vom Fernsteuer- Rückstellmagneten
auf den Resetstößel wirkt
als Übertotpunktfeder
und ist so ausgeführt,
daß sein
erster Schenkel in die Quernut des Resetstößels eingreift, sein zweiter
Schenkel in einer Aufnahme im Träger
schwenkbar gelagert ist und sein dritter Schenkel einen Anschlag
für den
Kraftangriff des Fernsteuer-Rückstellmagneten
bildet, sofern eben ein solcher vorgesehen ist.
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Außerdem wird
durch die Eigenfederung des Federelementes, insbesondere mittels
eines teilringförmigen
Abschnitts derselben, durch eine Übertotpunktfederung eine axiale
Schnappwirkung erzeugt, wodurch der Resetstößel in Abhängigkeit von der Beaufschlagung
des Federelementes bistabil geführt ist.
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Darüber hinaus
erzeugt das Federelement mittels des ersten in die Quernut des Resetstößels eingreifenden
Schenkels eine Drehrastung für
den Resetstößel um 90°, wodurch
eine ungewollte Verdrehung des Resetstößels verhindert wird. Die Drehung
des Resetstößels um
90° wird
zur Umstellung von der selbsttätigen
Rückstellung
auf die Rückstellung
von Hand verwendet.
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Um
das gewünschte
Drehen des Resetstößels zwecks
einer Umstellung von der selbsttätigen Rückstellung
auf die Rückstellung
von Hand und umgekehrt zu erleichtern, ist der Resetstößel an seinem der
Resetkupplung entgegengesetzten Ende mit einem Griffelement versehen.
Dieses Griffelement kann vorzugsweise als abgeflachter Fortsatz
ausgebildet sein oder als Vierkant mit einer genormten Schlüsselweite
oder auch als auf dem Umfang angebrachte Riffelung.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Die 1 zeigt
schematisch einen Niederspannungs-Leistungsschalter in der Vorderansicht, mit
der erfindungsgemäßen Einrichtung
zur Rückstellung
des Haftmagnetauslösers,
zur räumlichen Kenntlichmachung
des Montageortes desselben.
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Die 2 zeigt
schematisch einen Niederspannungs-Leistungsschalter in der Seitenansicht, im
Schnitt, mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur
Rückstellung
des Haftmagnetauslösers,
zur räumlichen
Kenntlichmachung des Montageortes desselben.
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Die 3 zeigt
schematisch die erfindungsgemäße Einrichtung
zur Rückstellung
des Haftmagnetauslösers
in der Schaltstellung "EIN" des Niederspannungs-Leistungsschalters.
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Die 4 zeigt
schematisch die erfindungsgemäße Einrichtung
zur Rückstellung
des Haftmagnetauslösers
in einer Stellung, in der der Haftmagnetauslöser bereits betätigt ist,
die Schaltwelle sich aber noch in der "Ein"-
Stellung befindet.
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Die 5 zeigt
schematisch die erfindungsgemäße Einrichtung
zur Rückstellung
des Haftmagnetauslösers
in einer Stellung, in der durch die Schaltwelle gegen Ende des Drehwinkels
der Schaltwelle der Auslösestößel des
Haftmagnetauslösers zurückgedrückt ist.
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Die 6 zeigt
schematisch den Resetstößel mit
der Rückstellgabelfeder
zur selbsttätigen Rückstellung
des Auslösemagneten
durch die Schaltwelle.
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Die 1 und 2 zeigen
schematisch in der Vorderansicht und in der Seitenansicht einen
Niederspannungs-Leistungsschalter 1 mit der erfindungsgemäßen Einrichtung
zur Rückstellung
des Haftmagnetauslösers 2,
um die räumliche
Position des Montageortes der Einrichtung kenntlich zu machen. Diese
erstreckt sich seitlich vom Bedienungsfeld 3 des Niederspannungs-Leistungsschalters 1 oberhalb
der Schaltwelle 4 in der axialen Verlängerung des Auslösestößels 5 des
Haftmagnetauslösers 2.
Sie ist als Baugruppe ausgebildet, deren Träger 6 den Haftmagnetauslöser 2,
das Führungsgehäuse 7 mit
dem darin angeordneten Resetstößel 8,
das Schwenklager 9 für
den Auslösehebel 10 und
die Rückstellgabelfeder 11 aufnimmt
sowie im Bedarfsfall den Fernsteuer-Rückstellmagneten 12 und
einen zugehörigen
Meldeschalter 13.
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Die 3 zeigt
schematisch die erfindungsgemäße Einrichtung
zur Rückstellung
des Haftmagnetauslösers 2 in
der Schaltstellung "EIN" des Niederspannungs-Leistungsschalters 1.
Sie zeigt den Träger 6,
auf dem der Haftmagnetauslöser 2 angeordnet
ist sowie das Führungsgehäuse 7 mit
dem darin angeordneten geradlinig geführten Resetstößel 8. Weiterhin
ist auf dem Träger 6 das
Schwenklager 9 vorgesehen, an dem die Rückstellgabelfeder 11 zur Übertragung
der Rückstellenergie
von einem an der Schaltwelle 4 des Niederspannungs-Leistungsschalters 1 angeordneten
Hebelelement 14 auf den Auslösestößel 5 des Haftmagnetauslösers 2,
schwenkbar angeordnet ist. Am gleichen Schwenklager 9 ist
der Auslösehebel
des Niederspannungs-Leistungsschalters 10 drehbar geführt. Der
Träger 6 besitzt
außerdem
eine Aufnahme 15 für
ein darin schwenkbar angeordnetes Federelement 16 zur Kraftübertragung vom
Stößel 17 des
Fernsteuer- Rückstellmagneten auf
den Re setstößel 8 und
ein Befestigungselement 18 für den Fernsteuer-Rückstellmagneten 12.
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Der
Resetstößel 8 weist
in einer inneren Höhlung 19 einen
teleskopartig verschiebbaren, aber nicht gegen den Resetstößel 8 verdrehbar
angeordneten, Stößelteil 20 auf.
An diesem Stößelteil 20 ist die
Resetkupplung 21 angeordnet, die eine Wahl zwischen der
selbsttätigen
Rückstellung
und der Rückstellung
von Hand ermöglicht.
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Zur
Rückstellung
des Haftmagnetauslösers 2 durch
Fernsteuerung ist der Resetstößel 8 mit
einer quadratisch ausgebildeten Quernut 22 zur Aufnahme des
Federelementes 16 zur Kraftübertragung vom Fernsteuer-Rückstellmagneten
auf den Resetstößel versehen.
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Die
an dem Stößelteil 20 des
Resetstößels 8 angeordnete
Resetkupplung 21 ist mit dem Resetstößel um wenigstens 90° schwenkbar
und weist ein Druckteil 23 für den Auslösestößel 5 des Haftmagnetauslösers 2 auf
sowie zwei sich von diesem Druckteil 23 in entgegengesetzte
Richtungen erstreckende Fortsätze 24 zur
Herstellung eines Kraftschlusses mit der Rückstellgabelfeder 11,
was durch ein Drehen des Resetstößels 8 um
90° geschieht.
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Die
Rückstellgabelfeder 11 ist
durch eine Zugfeder 25 in die Richtung zu einem auf dem
Hebelelement 14 der Schaltwelle 4 befindlichen
Bolzen 26 beaufschlagt. Sie wird dadurch im eingeschalteten Zustand
des Niederspannungs-Leistungsschalters in einer Stellung festgehalten,
in der sie das Austreten des Auslösestößels des Haftmagnetauslösers nicht behindern
kann.
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Das
Federelement 16 zur Kraftübertragung vom Fernsteuer-Rückstellmagneten 12 auf
den Resetstößel 8 ist
als Biegefe der ausgebildet und weist drei parallele Schenkel 27; 28; 29 und
einen teilringförmigen
Abschnitt 30 auf. Es wirkt als Übertotpunktfeder und ist so
ausgeführt,
daß sein
erster Schenkel 27 in die Quernut 22 des Resetstößels 8 eingreift, sein
zweiter Schenkel 28 in der Aufnahme 15 des Führungsgehäuses 7 des
Resetstößels 8 schwenkbar
gelagert ist und sein dritter Schenkel 29 einen Anschlag
für den
Kraftangriff des Stößels 17 des
Fernsteuer-Rückstellmagneten 12 bildet,
sofern eben ein solcher vorgesehen ist.
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Außerdem wird
durch die Eigenfederung des Federelementes, insbesondere mittels
des teilringförmigen
Abschnitts 30 derselben, durch eine Übertotpunktfederung eine axiale
Schnappwirkung erzeugt, wodurch der Resetstößel 8 in Abhängigkeit von
der Beaufschlagung des Federelementes bistabil geführt ist.
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Darüber hinaus
erzeugt das Federelement mittels des ersten in die Quernut 22 des
Resetstößels 8 eingreifenden
Schenkels 27 eine Drehrastung für den Resetstößel um 90°, wodurch
eine ungewollte Verdrehung des Resetstößels 8 verhindert
wird. Die Drehung des Resetstößels um
90° wird
zur Umstellung von der selbsttätigen
Rückstellung
auf die Rückstellung
von Hand verwendet.
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Um
das gewünschte
Drehen zwecks einer Umstellung von der selbsttätigen Rückstellung auf die Rückstellung
von Hand und umgekehrt zu erleichtern, ist der Resetstößel 8 an
seinem der Resetkupplung 21 entgegengesetzten Ende mit
einem Griffelement 31 versehen, das als abgeflachter Fortsatz
ausgebildet ist.
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In
der dargestellten Schaltstellung befindet sich der Resetstößel 8 in
einer Position, in der die Resetkupplung 21 am eingefahrenem,
nicht ausgelösten,
Auslösestößel 5 des
Haft magnetauslösers 2 anliegt
und wird durch die Schnappwirkung des Federelementes 16 in
dieser Stellung gehalten.
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In
der gleichen Position befindet sich der Auslösehebel 10 des Niederspannungs-Leistungsschalters 1.
Die Rückstellgabelfeder 11 wird
mittels der Zugfeder 28 in die Richtung zu einem auf dem Hebelelement 14 der
Schaltwelle 4 des Niederspannungs-Leistungsschalters 1 angeordneten
Bolzen 26 gezogen und liegt an diesem an.
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Die 4 zeigt
schematisch dieselbe erfindungsgemäße Einrichtung zur Rückstellung
des Haftmagnetauslösers 2 in
einer Stellung, in welcher der Haftmagnetauslöser 2 bereits betätigt ist,
die Schaltwelle 4 sich aber noch in der "Ein" Stellung befindet,
sich also noch nicht gedreht hat. Der Auslösestößel 5 des Haftmagnetauslösers 2 ist
aus diesem durch die Kraft der nicht dargestellten Auslösefeder herausgedrückt worden
und hat den Auslösehebel 10 des
Niederspannungs-Leistungsschalters 1 verdreht. Gleichzeitig
hat er über
die Resetkupplung 21 den Resetstößel 8 unter Überwindung
der Kraft des Federelementes 16 in die Rückstellposition
verschoben, in der dieser durch die Schnappwirkung des Federelementes 16 wiederum
gehalten wird.
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Die 5 zeigt
schematisch dieselbe erfindungsgemäße Einrichtung zur Rückstellung
des Haftmagnetauslösers 2 in
einer Stellung, in der durch die Schaltwelle 4 gegen Ende
des Drehwinkels der Schaltwelle 4 der Auslösestößel 5 des
Haftmagnetauslösers 2 wieder
zurückgedrückt ist.
Die Schaltwelle 4 hat sich gedreht und gegen das Ende ihres
Drehwinkels die Rückstellgabelfeder 11 um
das Schwenklager 9 gedreht. Das gabelförmige Ende der Rückstellgabelfeder 11 hat
dabei mittels der Fortsätze 24 der
Resetkupplung 21, die bei eingestellter selbsttätiger Rückstellung
mit der Rückstellgabelfeder 11 in Wirkbeziehung
stehen, über
die Resetkupplung 21 den Auslösestößel 5 des Haftmagnetauslösers 2 in diesen
hineingdrückt
und die Auslösefeder
wieder gespannt. Der Stößelteil 20 wird
dabei teleskopartig ein Stück
aus dem Resetstößel 8 herausgezogen, welcher
selbst in seiner durch das Federelement 16 fixierten Stellung
bleibt. Auch der Auslösehebel 10 bleibt
nach der selbsttätigen
Rückstellung
in der ausgelösten
Stellung. Diese beiden Elemente werden getrennt bei der neuen Verklinkung
des Schalters zurückgestellt.
Dadurch werden die Rückstellung
des Haftmagnetauslösers
und die Wiederaufrichtung des Schaltschlosses voneinander unabhängig.
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Die 6 zeigt
schematisch den Resetstößel 8 mit
der Rückstellgabelfeder 11 zur
selbsttätigen Rückstellung
des Auslösemagneten
durch die Schaltwelle 4. Auf dem Schwenklager 9 sind
der Ruslösehebel 10 des
Niederspannungs-Leistungsschalters 1 und die Rückstellgabelfeder 11 gemeinsam, aber
unabhängig
voneinander, gelagert. Die Rückstellgabelfeder 11 befindet
sich mittels der Fortsätze 24 der
Resetkupplung 21 mit dem Resetstößel 8 in Wirkbeziehung.
Diese kann zur Aufhebung der selbsttätigen Rückstellung und zum Bewirken
der Rückstellung
von Hand durch eine Drehung des Resetstößels 8 mittels des
Griffelementes 31 um 90° aufgehoben
werden. Dann befinden sich die Fortsätze 24 der Resetkupplung 21 zwischen
den Schenkeln der Rückstellgabelfeder 11 und
die Resetkupplung 21 wird bei einer Bewegung der Rückstellgabelfeder 11 nicht
mehr mitgenommen. Zur Arretierung des Resetstößels 8 in der jeweiligen
Stellung dient der Schenkel 27 des Federelementes 16,
der durch seine Federkraft auf die jeweilige gerade Fläche der Quernut 22 ein
ungewolltes Verdrehen verhindert. Die Schenkel 28 und 29 des
Federelementes 16 dienen, wie bereits beschrieben, zur
schwenkbaren Lagerung in einer nicht dargestellten Aufnahme und
als Anschlag für
den Kraftangriff des nur wahlweise vorhandenen Fernsteuer-Rückstellmagneten.