DE2544502A1 - Ueberstromschutzschalter - Google Patents

Description

PATS	HTANWA LT	HOLZEB
DIPL. ING.	B.	SBURG
«9 A	QG	-βΒη-βΤΗΛββΚ Μ
»iiXuuM^JTB-	WKl	>· »1*T*
«1	UBMU

254A502

W. 766

Augsburg, den 2. Oktober 1975

Westinghouse Electric Corporation, Westinghouse Building, Gateway Center, Pittsburgh, Allegheny County, Pennsylvania 15222, V.St.A.

überstromschutzschalter

Die Erfindung betrifft einen überstromschutzschalter mit einem Gehäuse und darin angeordneten, voneinander trennbaren Schaltkontakten, weiter mit einer Auslösevorrichtung zum automatischen Trennen der Schaltkontakte, falls die

G09817/0821

2644502

Stärke des Schalterstromes eine voreingestellte Auslösestromstärke erreicht, und mit einer Einstellvorrichtung zur Einstellung der Auslösestromstärke.

überstromschutzschalter sind in weitem Umfang in Industrie und Handel zum Schutz elektrischer Geräte vor überströmen verfügbar. Die unterschiedlichen Anforderungen der verschiedenen Anwendungsgebiete erfordern überstromschutzschalter mit einer Vielfalt verschiedener Auslösestromstärken. Hersteller und Lieferanten sind dadurch gezwungen, eine große Anzahl verschiedener Typen von uberstromschutzschaltern herzustellen und auf Lager zu halten. Es ergäben sich also beträchtliche Kosteneinsparungen, wenn ein einziger überstromschutzschalter wahlweise mit einer Vielzahl verschiedener Auslösestromstärken betrieben werden könnte.

überstromschutzschalter mit einstellbarer Auslösestromstärke sind bereits in der US-Patentschrift 3 575 679 und der US-Patentschrift 3 593 234 beschrieben. Die aus diesen Druckschriften bekannten überstromschutzschalter weisen Einstellvorrichtungen mit einer Mehrzahl von Verriegelungsund Vorspannmitteln zur Ermöglichung der Einstellung der jeweils gewünschten Auslösestromstärke auf.

609B 17/0821

Bei derartigen Überstromschutzschaltern, bei denen die Auslosestromstärke innerhalb eines Stromstärkebereiches einstellbar ist, können sich jedoch Probleme hinsichtlich der Sicherheit ergeben. Wenn beispielsweise ein überstromschutzschalter entsprechend eingestellt in einer mit 200 A belastbaren Leitung angeordnet ist und die Betriebszustände auf dieser Leitung wiederholte Auslösungen des Schalters bedingen, so ergibt sich die natürliche menschliche Neigung, die Auslösestromstärke dieses Überstromschutzschalters zu erhöhen, um die als lästig empfundenen wiederholten Auslösungen zu unterbinden. Dies kann freilich zu gefährlichen Zuständen führen, wenn die Auslösestromstärke des Überstromschutzschalters über den Wert von 200 A hinaus erhöht wird. Deshalb muß ein Kompromiß zwischen Zweckmäßigkeit und Sicherheit gefunden werden.

Eine Lösung bestand bisher darin, überstromschutzschalter mit auswechselbaren Auslöseeinheiten zu bauen. Zur Änderung der Auslösestromstärke eines überstromschutzschalter wurde die gesamte Auslöseeinheit in der Anlage herausgenommen und durch eine neue Auslöseeinheit mit der gewünschten anderen Auslösestromstärkeeinstellung ersetzt. Dieses Verfahren ist jedoch kompliziert und gelegentlich wurde die neue Auslöseeinheit nicht einwandfrei eingebaut. Dies führte

ΠΠ9Β17/0821

wiederum zum Ausfall des überstromschutzschalter, wodurch umfangreicher Schaden am überstromschutzschalter selbst und an dem zu schützenden elektrischen Gerät entstehen konnte. Außerdem waren hierbei die Probleme der Herstellung und Lagerhaltung einer Vielfalt von Einheiten mit verschiedenen Auslösestromstärken nach wie vor vorhanden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen überstromschutzschalter der eingangs dargelegten Art mit verstellbarer Auslösestromstärke im Sinne einer größeren Sicherheit gegen mißbräuchliche Auslösestromstärkeverstellungen zu verbessern.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist ein solcher überstromschutzschalter gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung Veränderungen der Auslösestromstärkeeinstellung nur im Sinne einer Verringerung der Auslösestromstärke ermöglicht und jede Verstellung im Sinne einer Vergrößerung der Auslösestromstärke verhindert.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

G09817/0821

Pig. 1 eine Ansicht eines

Überstromschutzschalters mit gegossenem Gehäuse und einer Pestkörperauslöseeinheit nach der Erfindung,

Pig. 2 einen Schnitt durch den in

Pig. I gezeigten überstromschutzschalter entlang der Linie H-II,

Fig. 3 einen Einzelheiten des Aus

lösestromstärke-Einstellknopfes zeigenden Schnitt, ebenfalls entlang der Linie H-II,

Fig. 4 eine Teilansicht einer anderen

Ausführungsform der Erfindung, und

Figo 5 einen Einzelheiten zeigenden

Schnitt der in Fig„ 4 dargestellten Ausführungsform entlang der Linie V-V.

R09817/0821

In allen Zeichnungsfiguren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile.

Fig. 1 zeigt einen dreipoligen überstromschutzschalter mit einem gegossenen Gehäuse, der einen Betätigungsmechanismus aufweist, wie er in der US-PS 3 808 567 im einzelnen beschrieben ist. Nachstehend ist deshalb nur eine kurze Beschreibung des Schaltermechanismus wiedergegeben.

Der überstromschutzschalter 5 weist ein Isoliergehäuse 7 auf. Ein Betätigungsknopf 65 ragt durch eine öffnung 67 des Gehäuses 7 und dient dazu, den Schalter aus der Offenstellung in die Schließstellung umzuschalten. Am unteren Ende des Schalters 5 sind im Gehäuse 7 zwei Schlitze 35 und 37 gebildet. Außerdem ragt durch das untere Gehäuseende ein Druckknopf 39 zur Handauslösung, Durch die Schlitze 35 und 37 hindurch sind Teile eines einstellbaren Sofortauslösungseinstellknopfes 45 und eines Dauerstromstärkeeinstellknopfes 43 sichtbar. Diese Knöpfe dienen zur Einstellung der Sofortauslosestromstärke und der maximalen Dauerstromstärke des Überstromschutzschalters 5.

Fig. 2 zeigt den Arbeitsmechanismus 47 des überstrom-

609817/0821

Schutzschalters 5 mehr im einzelnen in der Offenstellung. In der Schließstellung des Schalters verläuft der Stromkreis in jedem Schalterpol von einem Anschluß 9 über einen Leiter und einen Leiter 13, eine allgemein mit 15 bezeichnete bewegliche Kontaktanordnung, und einen Leiter 17 zum anderen Anschluß 19. Kontakte 21, 23 und 25 der beweglichen Kontaktanordnung wirken mit feststehenden Kontakten 27, 28 und 29 zur Verbindung der Leiter 13 und 17 in der Schließstellung des Schalters zusammen. Ein biegsamer Leiter 31 verbindet den Leiter 13 elektrisch mit einem beweglichen Kontaktarm 33, welcher die Lichtbogenkontakte 25 trägt. Ein Umstellen des Handknopfes 65 aus seiner in Pig· 2 gezeigten linken Stellung in seine rechte Stellung betätigt den Arbeitsmechanismus 47 im Sinne einer Schließung der Kontaktanordnung 15. Eine entsprechende Bewegung des Handknopfes 65 von seiner rechten Stellung in seine linke Stellung betätigt den Arbeitsmechanismus 47 im Sinne einer Anhebung der Kontaktanordnung 15 und folglich einer Trennung der Kontakte 21, 23 und 25 der beweglichen Kontaktanordnung von den feststehenden Kontakten 27, 28 und 29.

Eine Verriegelungsvorrichtung 61 hält die bewegliche Kontaktanordnung 15 in der Schließstellung, wenn sich der Betätigungsknopf 65 in seiner rechten Stellung befindet.

& 09817/0821

Eine Stromuberwachungsvorrichtung 175 umschließt den Anschluß 11 und fühlt das Vorhandensein eines Überstromes durch den Schalter 5 ab. Die Stromuberwachungsvorrichtung ist mit einer auf einer Schaltungsplatte 177 angeordneten Festkörperauslöseschaltung verbunden. Beim Auftreten eines überstromes erzeugt die Festkörperauslöseschaltung ein Auslösesignal, welches einem Flußübertragungs-Auslösemechanismus 99 zugeführt wird. Bei Empfang dieses Auslösesignals veranlaßt der Flußübertragungsmechanismus 99 die Verriegelungsvorrichtung 61 zur Freigäbe, wodurch der Arbeitsmechanismus 47 ausgelöst wird und die automatische Trennung der beweglichen Kontakte 21, 23 und 25 von den feststehenden Kontakten 27, 28 und 29 herbeigeführt wird«, Der Flußübertragungs-Auslösemechanismus ist in der US-PS 3 783 423 mehr im einzelnen beschrieben.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weisen der Sofortaus lös ungseins te llknopf 45 und der Dauerstromstärkeeinstellknopf 43 jeweils einen Schlitz 49 auf. Diese Schlitze dienen der Aufnahme eines Schraubenziehers zum Drehen des betreffenden Knopfes. Die Knöpfe 43 und 45 weisen jeweils eine Welle 51 auf, die für den Knopf 43 in Fig. 3 mehr im einzelnen dargestellt ist und die durch die Schaltungsplatte 177 hindurch in ein Potentiometer 53 hinein verläuft. Eine Drehung der

609817/0821

Knöpfe 4l und 43 bewirkt eine Drehung der jeweils zugehörigen Welle 51 und folglich eine Änderung der Einstellung des zugehörigen Potentiometers 53· Diese Einstellungsänderung verändert das Betriebsverhalten der Pestkörperauslosesehaltung auf der Schaltungsplatte und bewirkt eine Verstellung des maximalen Dauerstromes und der Sofortauslösestromstärke des Überstromschutzsehalters. Wie in Fig. 1 erkennbar ist, sind Beschriftungen 55 auf den sichtbaren Oberflächen des Stromstärkeknopfes 43 und des Sofortauslöseknopfes 45 angebracht. Die durch den Schlitz hindurch sichtbare Beschriftung gibt den Stromstärkewert an, auf welchen der überstromschutzschalter gegenwärtig eingestellt ist. Die genaue Einstellung der Knöpfe 43 und 45 wird durch Markierungsstriche 56 erleichtert, welche in die Mitte der Anzeigekerben 57 zu bringen sind.

Druckfedern 72, welche die Wellen 51 der Knöpfe 43 und 45 umgeben, spannen die Knöpfe 43 und 45 zur Innenoberfläche des Isoliergehäuses 7 hin vor. Anschlagelemente innerhalb der Potentiometer 53 begrenzen den Drehweg der Einstellknöpfe 43 und 45.

Anhand der Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Unterseite des Einstellknopfes 45 mit einer Vielzahl von Zähnen 63 versehen ist. Der Sofortauslöseknopf 45, der in Fig. 3

G 09817/0821

?5445Π2 /O

nicht dargestellt ist, kann ebenso mit einer Vielzahl von Zähnen versehen sein. Auf der Schaltungsplatte 177 ist eine Blattfeder 69 montiert, welche zur Unterseite des Knopfes 43 hin vorgespannt ist. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ergeben die Blattfeder 69 und die Zähne 63 zusammen eine Ratschenwirkung, wodurch eine Drehung des Knopfes 43 nur in Richtung des Pfeiles 71 in den Fig. 1 und ermöglicht wird. Eine Drehung des Knopfes 43 in entgegengesetzter Richtung wird dagegen verhindert.

Beim Zusammenbau des Überstromschutzschalters werden die Einstellknöpfe 43 und 45 auf den höchsten Wert eingestellt und in diesem Zustand wird der Schalter zum Versand gebracht. Beim Einbau in eine elektrische Anlage durch einen Elektriker werden die Knöpfe 43 und 45 auf den entsprechend der zu sichernden Leitungen und der zu schützenden eektrischen Geräte auf den geeigneten Wert eingestellt. Polglich kann ein einziger überstromschutzschalter für verschiedene Anwendungsfälle Anwendung finden, bei welchen jeweils unterschiedliche Stromstärkeeinstellungen erforderlich sind. Die Einfachrichtungseinstellwirkung der Knöpfe 43 und 45 schließt die Sicherheitsprobleme einstellbarer überstromschutzschalter der bekannten Art dadurch aus, daß sichergestellt ist, daß der einmal entsprechend der Belastbarkeit des abzusichernden Stromkreises eingestellte

- 10 -

80 9 817/0821

25U502

überstromschutzschalter nachträglich nicht mehr auf einen höheren Stromstärkewert verstellt werden kann. Der Schalter kann jedoch leicht auf einen niedrigeren Stromstärkewert verstellt werden, wenn sich dies später als nötig erweisen sollte.

Eine andere Ausfuhrungsform der Erfindung ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Anstelle der Schlitze 49 sind die Knöpfe 43 und 45 mit angegossenen, nur in einer Richtung drehbaren Köpfen 75 auf der Sichtseite versehen. Wie dem Fachmann bekannt ist, weist ein solcher Kopf eine Anzahl von senkrecht zur Drehebene des Kopfes verlaufenden Flächen und eine Anzahl von unter einem Winkel zur Drehebene geneigten Flächen auf. Wenn das Blatt eines Schraubenziehers oder eines anderen Werkzeugs gegen diesen Kopf gedrückt und im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, so greift das Werkzeugblatt an den senkrechten Flächen des Kopfes an. Eine Drehung des Schraubenziehers im Gegenuhrzeigersinn zieht daher eine Drehung des Drehknopfes nach sich. Wird der Schraubenzieher dagegen im Uhrzeigersinn gedreht, so gleitet das Schraubenzieherblatt auf den geneigten Flächen nach oben und aus dem Eingriff mit den Werkzeugangriffsflächen heraus. Dadurch wird eine Drehung im Uhrzeigersinn unterbunden.

- 11 -

{309817/0921

Die Drehung des Eindrehriehtungskopfes 74 an den Knöpfen 43 und 45 im Gegenuhrzeigersinn bewirkt eine Drehung der Knöpfe 43 und 45 im Gegenuhrzeigersinn, wodurch wiederum das betreffende Potentiometer 53 verstellt wird. Diese Verstellung des Potentiometers verändert wiederum das Betriebsverhalten der Festkörperauslöseschaltung, wodurch die Auslösestromstärke des Schalters herabgesetzt wird. Da die Eindrehrichtungsköpfe eine Drehung der Knöpfe 43 und 45 und folglich der Potentiometer 53 im Uhrzeigersinn verhindert, kann die Auslösestromstärke des Überstromschutzschalters nicht vergrößert werden. Folglich ist auch bei dieser anderen Ausführungsform der Erfindung eine Verstellung des überstromschutzschalter nur in einer Richtung möglich.

Die Erfindung ist nicht auf überstromschutzschalter mit Festkörperauslöseschaltungen in ihrem Auslösemechanismus beschränkt. Die Wellen 51 der Knöpfe 43 und 45 können mechanisch in bekannter Weise mit den vorgesehenen Einstellmitteln gekuppelt sein, wie es beispielsweise bei den Auslösemechanismen nach den oben erwähnten US-Patentschriften 3 575 679 und 3 593 234 der Fall ist.

Obwohl die speziellen beschriebenen Ausführungsformen

- 12 -

609817/0821

der Erfindung eine Ratscheinrichtung bzw. Eindrehrichtungsköpfe aufweisen, ist es für den Fachmann naheliegend, daß auch verschiedene andere mechanische Anordnungen zur Herstellung einer Verstellbarkeit nur in einer Richtung zur Verringerung der AuslöseStromstärke und zur Verhinderung einer Verstellung im Sinne einer Vergrößerung der Auslösestromstärke möglich sind.

Zusammengefaßt beinhaltet die Erfindung einen neuen, verbesserten überstromschutzschalter, der für die Verwendung in einer Vielzahl von Anwendungfällen geeignet ist, die verschiedene Auslösestromstärken erfordern. Polglich ist die Anzahl der herzustellenden und auf Lager zu haltenden verschiedenen Schaltertypen zur Deckung dieses verschiedenen Anwendungsbereiche verringert, wodurch auch die Kosten der Hersteller und Verteiler herabgesetzt werden« Durch Herstellung einer Verstellbarkeit der Auslösestromstärke nur in einer Richtung sind die Sicherheitsprobleme, die bekannten verstellbaren Überstromschutzschartern anhaften, ausgeschaltet und überstromschutzschalter mit auswechselbaren Auslösemechanismen werden vermieden.

- 13 -

609817/0821

Claims (5)

Patentansprüche

1.j überstromschutzschalter mit einem Gehäuse und darin angeordneten, voneinander trennbaren Schaltkontakten, weiter mit einer Auslösevorrichtung zum automatischen Trennen der Schaltkontakte, falls die Stärke des Schalterstromes eine voreingestellte Auslösestromstärke erreicht, und mit einer Einstellvorrichtung zur Einstellung der Auslösestromstärke, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (Fig. 3, Fig. 5) Veränderungen der Auslösestromstärkeneinstellung nur im Sinne einer Verringerung der Auslösestromstärke ermöglicht und jede Verstellung im Sinne einer Vergrößerung der Auslösestromstärke verhindert.

2. überstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (Fig. 3, Fig. 5) eine nur in einer Richtung betätigbare Einstellvorrichtung ist.

3. überstromschutzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung Sperrmittel (69, 63) zur Verhinderung einer Verstellung im Sinne einer Vergrößerung der Auslösestromstärke aufweist.

- 14 -Ti 09817/0821

4. überstromschutzschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (Fig· 3) einen drehbaren Knopf (43, ^5) mit einer Vielzahl von daran angeordneten Zähnen (69) aufweist und daß die Sperrmittel eine Blattfeder (69) aufweisen, welche in Eingriff mit diesen Zähnen vorgespannt ist, derart, daß eine Drehung des Knopfes in nur einer Richtung möglich ist.

5. überstromschutzschalter nach Anspruch 1 odr 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (Fig. 5) einen drehbaren Knopf aufweist, der einen Einschnitt (75) zur Aufnahme eines Werkzeugs zum Drehen aufweist, der so ausgebildet ist, daß das Werkzeug nur dann wirksam angreift, wenn es in einer vorgegebenen Richtung gedreht wird, und daß ein wirksames Angreifen des Werkzeugs nicht stattfinden kann, wenn dieses in entgegengesetzter Richtung gedreht wird.

- 15 -

6098 1 7/0.8 21

Leerseite