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Leistungsschalter in ein- oder mehrpoliger Ausfihrun Die Erfindung
bezieht sich auf einen Leistungsschalter in ein-oder mehrpoliger Ausfuhrung mit
einem Sprungschaltmechanismus, der einen Kontaktarm, einen Kontaktträger, einen
Rastenhebel, ein Kniegelenk das zwischen dem Kontaktarm und dem Rastenhebel angeordnet
ist und bei Einschaltung in Strecklage gezogen wird, und ein schwenkbares Betätigungsorgan
enthRlt.
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Solche Schalter sind allgemein bekannt in vielen Formen ausgeführt
worden (DP-696 413, DAS f 293 309, DOS 1 463 363 und DOS 1 638 154). Allen diesen
Schalterkonstruktionen ist gemeinsam, daß der Rastenhebel an einem Ende ortsfest
drehbar gelagert ist, am entgegengesetzten Ende vom Betatigungsorgan verrastet bzw.
verklinkt ist und daß in der Mitte ein Hebel des Kniegelenks angreift.
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Diese Anordnung hat zwar den Vorteil, daß sich durch Hebelübersetzung
am Rastenhebel die Kraft von Kniegelenk her auf die Verklinkungsstelle erheblich
vermindert. Sie ergibt aber andererseits auch den Nachteil, daß der Rastenhebel
mit diesem Ende eine entsprechend der Hebelübersetzung vergrößerte Bewegung auszuffihren-
hat, damit die Schaltkontakte sich wie vorgesehen öffnen können. Es entsteht ein
größerer Platzbedarf durch;
diese Schwenkbewegung. Bei der üblichen
Anordnung der Kontakthebel langs er'Sockelflche ergibt sich damit eine ungünstige
Vergrößerung der Gesamttiefe des Schalters.
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Ein weiterer Nachteil der Anordnung ist, daß der langere Hebel eine
zusätzliche Masse enthält, die das Trågheitsmoment desselben vergroßert, wodurch
bei der Ausschaltung die Öffnungsgeschwindigkeit verringer-t wird. Bei Kurzschlußabschaltungen
wirkt sich diese Verzögerung nachteilig aus; Schalter dieser Bauart gelten deshalb
allgemein als "Langsamschalter" mit einem geringeren Kurzschluß-Schaltvermögen.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß der Hebelarm des Rastenhebels zwischen
seiner Lagerstelle und dem Angriffspunkt des Kniegelenks die Gesamtbauhöhe des Schalters
vergrößert, weil dieser Hebelarm als Mindestabstand zwischen der Lichtbogenkammer
und dem kliegelenk vorhanden ist.
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Der Erfindung liegt die Ausgabe zugrunde, einen Leistungsschal-;ter
mit hohem Kurzschluß-Schaltvermögen, jedoch kleinen Abmessungen zu schaffen. Dabei
soll eine möglichst schnelle Öffnung der Schaltkontakte im ganzen Bereich der Kurzschlußstrdme
erzielt werden.
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Die erfindungsgemaße Lösung der Aufgabe ist gekennzeichnet durch die
Kombination eines sich bei hohen Strömen elektrodynamisch am Schaltstückträger drehenden
beweglichen Schaltstück mit einer Anordnung des Schaltwerks derart, daß der Rastenhebel
parallel zum Schaltarm zwischen seinem Verbindungspunkt nit dem
Kniegelenk
und der Verklinkung ortsfest drehbar gelagert ist und daß die Lagerpunkte des Rastenhebels
und der Schaltwelle eng beieinander ungefähr in gleicher Höhe im Schalter liegen.
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tine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche
Schaltstück über eine Schrägflache eines am Schaltstückträger drehbar angeordneten
Stütz- und Fanghebels gegen das Fcstschaltstück hin bewegt wird und bei hohen Kurzschluß
strömen elektrodynamisch den Stützhebel verschwenkt derart, daß es an der Schrägfläche
über einen Springpunkt abgleitet.
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Bei einem mehrpoligen Leistungsschalter wird erfindungsgemäß der Pol
mit folgenden Teilen versehen: Einer aus dem Festschaltstück und dem beweglichen
Schaltstück gebildeten Stromschleife, und einer Stütz- und Fangbebel. In weiterer
Ausführung ist der Rastenhebel im mittleren Pol über dem Sttitzhebel angeordnet;
dabei ist jeweils ein Laschenpaar, das ein Kniegelenk bildet, zwischen benachbarten
Polen des Schalters angeordnet und greift an dem Schaltarm sowie dem Rastenhebel
an.
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Die Vorteile dieser Ausbildung bestehen darin, daß einerseits durch
die dynamische Kontaktöffnung bei hohen Kurzschlußströmen eine schnelle Öffnung
der Kontaktstelle erreicht wird, anderer-.
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seits aber auch im Bereich kleinerer Kurzschlußströme, z.B. zwi schen
dem 10- und 2o-fachen Nennstrom, durch den schnellöffnenden Schaltmechanismus eine
geringe Beanspruchung der Schaltkontakte und damit eine hohe Lebensdauer des Leistungsschalters
erreicht wird. Hierbei sind in einer vorteilhaften Weise jeweils
nebeneinander
angeordnet: eine Stromschleife, gebildet aus dem Festschaltstück und dem beweglichen
Schaltstück, der Schaltstücktrager, der das bewegliche Schaltstück gegebenenfalls
seitlich umgreift und das bewegliche Schaltstück mit einem Stütz- und Fanghebel
abstützt, der Rastenhebel, dessen Lagerpunkt etwa in gleicher Höhe wie der Lagerpunkt
der Schaltwelle und des beweglichen Schaltstückes liegt, und das Betätigungsorgan.
Dicse Anordnung der Teine nebeneinander, in Richtung der sogenannten Bautiefe des
Leistungsschalters, bedeutet daß in Bezug auf die sogenannte Bauhöhe eir minimaler
Platz benötigt wird. Die GearatabIess,ungen des Schalters, der ein hohes Schaltvermögen
ausweist. sind damit relativ klein auszuführen.
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Anhand der Zeichnungen sollen zwei Ausfihrungsbeispiele den Erfindung
naher erläutert werden.
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Es zeigt Fig. 1 das Schaltschloß eines erfindungsgemäßen ein- oder
mehrpoligen Leistung ss chalters mit Schaltstückträger und Auslöser, Fig. 2 den
Kontaktmechanismus und die Lichtbogenkammer des Schalters nach Fig. 1, und Fig.
3 ein weiteres Beispiel des Kontaktmechanismus für einen Schalter gemaß Fig. 1.
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Ein Leistungsschalter befindet sich in einem Gehäuse 1, aus welchem
ein Schaltgriff 2 durch eine Öffnung 1a herausschaut.
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An dem Schaltgriff 2 ist eine Scha'"wippe 3 mit ortsfester Lagerstelle
4 angebracht. An dem Knickpunkt 6 eines Kniegelenks, welches aus den Laschen 7 und
8 besteht, greifen zwei Schaltfedern 5 an, welche parallel übereinander angeordnet
sind. Die Lasche 7 ist mittels einem Bolzen 9 an einem Rastenhebel 10 gelagert,
während die Lasche 8 über einen Bolzen 19 mit einem Schaltarm 2o in Verbindung steht,
weicher die Schaltwelle 21 zur Betätigung des beweglichen SchaltstUckes 24 (Fig.
2) bewegt. Der Rastenhebel 10 ist nun auf-einer Achse 11, welche sic etwa in seiner
Mitte befindet, ortsfest und drehbar gelagert.
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Dabei ist der Rastenhebel 1o an einer Klinke 12 verklinkt, welche
von einer Zugfeder 13 an ihn herangezogen wird, die Klinke 12 ist an ihrem einen
Ende auf einer Achse 12a ortsfest gelagert, und steht mit ihrem anderen Ende in
gelenkiger Verbindung mit einem weiteren ortsfest gelagerten Klinkenhebel 15 über
eine Lasche 14, wobei letzterer wieder an einer allen Teilen gemeinsamen Halbwelle
16 abgestützt ist. Die Halbwelle 16 wird über eine Einstellschraube 17 von einem
Auslöser 18 betätigt.
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Es sei nun dis Fig. 2 betrachtet. Die Schaltwelle 21 trägt eine Schaltstückträger
22, an dem mittels einer Achse 23 das bewegliche Schaltstück 24, ferner mittels
Achse 25 ein Stütz- und' Fanghebel 26 gelagert ist. Am Schalt stück 24 ist mittels
einer Konsole 27 ein Bolzen 28 befestigt. Die Abstützung des StUtz-und Fanghebels
26 an dem Schaltstückträger 22 erfolgt nun mittels dieses Bolzens 28, dadurch, daß
ein Schlitz bzw. eine Schrägfläche 29 des Stützhebels 26 mittels Feder 3c angedrückt
wird. Im ausgeschalteten Zustand wird der Stützhebel 26 soweit
herunter
gezogen, daß der Bolzen 28 am Ende des Schlitzes anliegt. Bei der Einschaltung gleitet
nach der Kontaktberührung (zur Sicherung eines Kontaktüberhubs, d.h. einer Reserve
für Kontaktabbrand) der Stützhebel mit einer Schrägfläche 29 etwas nach oben, und
zwar so weit, wie es entsprechend der Weiterdrehung der Schaltwelle bewirkt wird.
Uber die Schrägfiäche 29 wird auch die Kontaktkraft, ausgeübt von der Feder 30,
übertragen. Dabei ist die Feder dz eine Zugfeder, welche mittels einem Stift 26a
am Stützhebel 26 und über einem Stift 22a am Schaltstcktrger befestigt ist.
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Die Wirkung der Blasschieife wird durch das günstige Verhältnis ven
l:d hervorgerufen. Dabei sollte l:d etwa 4 oder größer sein.
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Bei hohen Kurzschlußtrömen wird durch dynamische Kräfte das bewegliche
S'chaltstück im Uhrzeigersinn aufgeschleudert, drückt mit dem Bolzen 28 über die
Schrägfläche 29 den Stützhebel 26 weg, so daß das bewegliche Schaltstück 24 freigegeben
wird. Der Bolzen 28 gleitet dann über den Springpunkt 35 an der Fläche als entlang,
welche sich am Stütz- und Fanghebel 26 befindet und die so geformt ist, daß der
Bolzen 28 und damit das bewegliche SchaltstUck 24 aufgefangen wird, d.h. an einem
Zurückschwingen gegen das Festschaltstück durch die Fläche 34 und die Feder 3c gehindert
wird.
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Es sei nun die Fig. 3 betrachtet. Die Figur 3 stellt ein weiteres
Ausführungsbeispiel des Kontaktmechanismus dare Dabei istdie Schaltwelle 21 gleich
der SchaltwelAle 21^de^F;g. 2; an
dieser Schaltwelle 21 ist ein
Schaltstückträger 36 angebracht, welcher etwas anders ausgebildet ist als der mit
der Bezugsziffer 22 der Fig. 2. Er besitzt nun an seinem einen Ende, an dem dem
beweglichen Schaltstück 24 benachbarten Ende eine Ausnehmung 36a, in welche ein
Bolzen 37, welcher mit dem beweglichen Schaltstück 24 über eine Konsole 38 verbunden
ist, eingreift.
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Diese Konsole 33 ist mit dem beweglichen Schaltstück 24 verbunden.
In der Konsole 38 ist ebenfalls wieder ein Bolzen 33 angebracht. An dem der Ausnehmung
3Ga gegenüber,liegenden Ende des Schaltstückträgers 36 ist über einen Bolzen 25
ein Stütz- und Fanghebel 41 gelagert; auf der dem Schaltstückträger 36 entgegengesetzten
Seite des Stütz- und Fanghebels 41 ist eine Ausnormung 41a mit einer Schräge 41b
angebracht, in welche der Bolzen 39 eingreift. Damit nun die Ausnehmung 41a zusammen
mit der Fläche 41b gegen den Bolzen 39 anliegt, ist eine Druckfeder 42 vorgesehen,
welche auf den Stütz- und Fanghebel 41 wirkt.
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Gegenüber der Ausführung gemäß Fig. 2 ist an der Fig. 3 im Prinzip
nur die Lage der Drehpunkte geändert; statt der Zugfeder 30 in Fig. 2 wird eine
Druckfeder 42 verwendet. Die lTirkungsweise ist nun analog der der Anordnung in
Fig. 2: Bei einer Einschaltung wird die Schaltwelle 21 entgegen deTn-Uhrzeigersinn
gedreht; zusammen mit ihr dreht sich der Schaltstückträger 36 und über die Druckfeder
wird auch die Schräge 41a gegen den Bolzen 39 gedrückt. Bei Drehung der Schaltwelle
wird nun über den Bolzen 39 und die Konsole 38 das bewegliche Schaltstück 24 in
Richtung Einschaltstellung gedreht. Wenn ein hoher KurzschluBstrom auftritt, dann
wird durch die elektrodynamische Kraft das bewegliche Schaltstück 24 in Öffnungsrichtung
geschleudert; der Bolzen 39 bewegt sich entlang des Kreises
um den
Drehpunkt 37 und drückt dabei den StUtz- und Fanghebel 41 so weit gegen die Druckfeder
42, bis er über den Springpunkt 35 auf die Fläche 34 kommt; er gleitet dann diese
Flache entlang bis in Ausschaltstellung.