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Gegenstand der Erfindung ist ein Sicherungstrennschalter, der dazu gedacht ist, um
ein verdrahtetes System bzw. eine Schaltung vor Kurzschlüssen und einer
Überladung zu schützen die einfach zusammenzusetzen ist, das heißt als Hauptsicherung
und als Hauptunterbrecher für den Schutz eines Messgeräts und der folgenden
Einheiten in dem System gedacht ist.
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DE-U-92 11 229 (entsprechend der EP-A-0 584 587), auf der der Oberbegriff des
Anspruchs 1 beruht, offenbart einen Trennschalter, der einen Sicherungssockel und
ein Kontaktsystem enthält, das von einem von Hand bewegten Auslöse- bzw.
Schalthebel gestartet wird, der auf einer Vorderseite des Trennschalters angeordnet
ist. Der Trennschalter hat zwei Stromanschlüsse: einer zum Verbinden eines Leiters,
der eine Spannung von einem Netzwerk zuführt, und der andere zum Verbinden
eines Energieabgriffs zu einem Empfänger. Eine Stromschaltung in einem
Trennschalter, die zwei Anschlüsse miteinander verbindet, besteht aus einem
Kontaktsystem und einem Sicherungselement, die in Reihe geschaltet sind. Bewegliche
Kontakte sind mit Hilfe eines steifen Mitnehmers mit einem Auslöse- bzw. Schalthebel
gekoppelt, dessen Handverstellung von einer Betriebsstellung zu einer anderen eine
Änderung des Schaltungszustands bewirkt: geschlossen oder geöffnet: Eine
Verstellung von beweglichen Kontakten sowohl beim Schließen als auch beim Öffnen
erfolgt mit einer Geschwindigkeit, die von der Geschwindigkeit der Verstellung des
Auslöse- bzw. Schalthebels abhängt. In dem gesamten Bereich einer
Winkelverstellung eines Auslöse- bzw. Schalthebels folgt das Ende eines Mitnehmers einer
Vertiefung bzw. Einkerbung in diesem Hebel. Wenn Schaltungen mit einem niedrigen
Leistungsfaktor oder mit beträchtlichen Leistungen angeschaltet werden, hat dies
einen unerwünschten Einfluss auf die Lebensdauer des Trennschalters und auch auf
den Verlauf von transienten Strömen in einer Schaltung. Eine Trennung einer
Stromschaltung ermöglicht ein sicheres Herausnehmen eines Sicherungselementes
aus dem Sockel des Trennschalters, weil dieser in einem spannungslosen und
stromlosen Zustand bleibt.
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In einer An-Position eines Auslöse- bzw. Schalthebels ist ein Austausch eines
Sicherungselementes nicht möglich, weil ein Sicherungskopf von einem Hebelarm
überdeckt ist.
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Eine Verstellung eines Auslöse- bzw. Schalthebels in eine An = Position, wenn ein
Sicherungskopf bzw. eine Schmelzsicherung vollständig oder teilweise
herausgeschraubt ist, ist wegen eines Blockier- bzw. Sperrmechanismus unmöglich, der
durch einen beweglichen Kontakt eines Sicherungselements ausgelöst wird. Unter
dem Einfluss einer Stoßfeder verstellt sich der Kontakt, wenn der Sicherungskopf
herausgeschraubt wird. Eine ordnungsgemäße Funktionsweise eines Blockier- bzw.
Sperrmechanismus hängt von der Präzision der Elemente ab, aus denen ein
Mechanismus besteht, weil die meisten von diesen nicht an einem Gehäuse fest angebracht
sind und diese beweglich sind. Außer einer Ausschaltfunktion dienen
Sicherungstrennschalter auch als Schutz vor den Folgen eines Kurzschlusses und einer
Überladung. Diese Funktion wird von einem eingebauten Sicherungselement bzw.
einer Schmelzsicherung ausgeführt. Trennschalter werden von zusätzlichen
Begrenzerringen aus Metall geschützt und somit ist eine Installation eines
Sicherungselements bei einem Nennstrom, der größer ist als ein Nennstrom eines Trennschalters,
unmöglich, ansonsten könnte dies gefährlich für eine gesicherte Schaltung sein und
es könnte beispielsweise von dem Fehler eines Benutzers herrühren. Jeder
Nennstrom erfordert eine andere Größe des Rings.
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EP-0 242 664 offenbart ebenfalls einen elektrischen Trennschalter, der handbetätigt
ist, mit einem doppelarmigen Auslöse- bzw. Schalthebel, der in einem Drehlager
eines Gehäuses sitzt. Eine Verstellung dieses Hebels zwischen einer geöffneten
Stellung und einer geschlossenen Stellung bewirkt ein Schließen und ein Öffnen
einer Kontaktbrücke. Eine Kontaktbrücke wird bei diesem Trennschalter mit Hilfe
eines Gelenkhebels verstellt, der von einem Arm des Auslöse- bzw. Schalthebels
gebildet wird, der über eine drehbewegliche Gleitverbindung mit einem
Gleitschieber gekoppelt ist. Ein hinteres Ende eines Schiebers bzw. Gleitstücks beaufschlagt
eine Kontaktbrücke mit Druck. Ein Gleitstück weist zwischen seinen Enden eine
Schnappnase auf. Nach einer Verstellung des Auslöse- bzw. Schalthebels in eine
geschlossene Stellung verstellt eine Nase in kämmendem Eingriff mit einem
Schnappzahn, der in Bezug auf ein Gehäuse stationär ist. Nach Verlassen einer
gerade ausgerichteten Stellung des Gelenkhebels in Richtung auf ein Schließen von
Kontakten kann sich ein Gleitstück in einem Auslöse- bzw. Schalthebel frei
bewegen. Der Druck einer Feder, die unter einer Kontaktbrücke angeordnet ist, bewirkt,
dass das Gleitstück gemeinsam mit der Kontaktbrücke klopfend zu einer
geschlossenen Stellung von Kontakten verstellt wird. Somit wird ein intermittierendes
Anschalten erreicht, egal wie schnell der Auslöse- bzw. Schalthebel von dem Benutzer
verstellt wird.
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Der Zweck dieser Erfindung besteht darin, einen einfachen Sicherungstrennschalter
auszulegen, bei dem sich Kontakte einer Stromschaltung dynamisch schließen, egal
wie rasch ein Auslöse- bzw. Schalthebel verstellt wird, und bei dem ein Schutz
gegen ein Anschalten eines Hebels einfach ist, wenn ein Sicherungskopf
herausgeschraubt ist, wobei keine besondere Präzision hinsichtlich des Aufbaus vieler
Elemente erforderlich ist. Darüber hinaus besteht die Aufgabe darin, das Schutz- bzw.
Sicherungssystem gegen eine Installation eines Sicherungselements bei einem
Nennstrom, der größer ist als ein Nennstrom des Trennschalters, zu vereinfachen.
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Die Essenz der Erfindung liegt in der Tatsache, dass ein beweglicher Kontakt durch
Handbetätigung angeschaltet wird, wobei es sich um ein steifes Spannelement
handelt, mit einem Arm, der in einem Drehlager bzw. einer Drehungsöffnung eines
Querbalkens bzw. -riegels sitzt, und mit dem anderen Arm, der mit einer Öffnung in
einem Auslöse- bzw. Schalthebel zusammenwirkt, mit einem länglichen Bolzen, der
auf einem Radius sitzt, der in dem Drehpunkt des Auslöse- bzw. Schalthebels angebracht
ist. Ein Blockier- bzw. Sperrhebel ist doppelarmig, sitzt in einer Öffnung des
Bolzens, der bleibend in einem Körper des Trennschalters befestigt ist, und sein
eines Ende wirkt mit einer Einkerbung des Auslöse- bzw. Schalthebels zusammen und
das andere Ende wirkt mit einer geformten Seitenfläche eines Begrenzereinsatzes
zusammen. Die Größe des Innendurchmessers des Einsatzes (der aus einem
homogenen Material hergestellt ist) hängt von dem Wert eines Nennstroms des
Trennschalters ab. Eine zusätzliche Unterbrechung einer Stromschaltung wird mit Hilfe
einer Druckkufe realisiert, die in dem Begrenzereinsatz sitzt. Die Kufe wird von
einer Federscheibe bzw. einer flachen Feder zu einem Anschluss runtergedrückt.
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Die Öffnung in dem Auslöse- bzw. Sperrhebel ist ein Loch in der Gestalt eines
Bogens, der unter einem Winkel von etwa 90º ruht, wobei der Radius des Bogens in
einer Drehachse des Auslöse- bzw. Sperrhebels angeordnet ist und auf der
gegenüber liegenden Seite des Armes des Auslöse- bzw. Schalthebels ruht.
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Der Widerstand in dem Körper verringert den Druck des Spannelements in der
Öffnung des Auslöse- bzw. Schalthebels. Der Blockier- bzw. Sperrhebel wird mit Hilfe
einer Feder zu dem Auslöse- bzw. Schalthebel hinabgedrückt.
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Die Druckkufe sitzt in einer Gleitkerbe, die sich in einem Begrenzereinsatz befindet.
Das Ende der Kufe, das einen Kontakt mit einem Anschluss ausbildet, ist unter
einem Winkel gebogen, der dem Winkel einer Krümmung des Anschlusses entspricht.
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Eines der vorteilhaften Ergebnisse dieser Erfindung ist eine geringere Abnutzung
von Kontaktspitzen in dem Trennschalter und ein besserer Verlauf von transienten
Strömen, wenn die Schaltung angeschaltet wird, und auch die Einfachheit und die
geringen Kosten des Sperrmechanismus und des Begrenzereinsatzes und auch die
Zuverlässigkeit eines zusätzlichen Systems von Kontaktspalten.
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Ein Sicherungstrennschalter ist in den Zeichnungen dargestellt, wobei Fig. 1 einen
Trennschalter in einer An-Stellung zeigt, Fig. 2 den Trennschalter in einer geöffneten
Stellung und Fig. 3 die Aktion des Blockier- bzw. Sperrmechanismus des
Trennschalters zeigt.
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Das Gehäuse eines Trennschalters mit einem Sicherungssockel besteht aus einem
Kunststoff und besteht aus zwei Teilen: Körper 1 und Abdeckung 2. Die zwei Teile
sind über Nieten miteinander verbunden.
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Im mittleren Teil des Trennschaltergehäuses befindet sich ein Sicherungssockel mit
einem Sicherungselement 10, das von einem zylindrischen Kopf der Sicherung bzw...
Schmelzsicherung 8 fixiert ist.
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In dem Auslöse- bzw. Schalthebel 3 gibt es eine Sichtöffnung 18, die einen Blick in
ein rundes Fenster 28 ermöglicht, das von einer Scheibe 9 geschützt wird, und diese
wird dazu verwendet, um den Zustand des Sicherungselements 10 zu kontrollieren.
Das Sicherungselement 10 ist von einem runden Gewinde 25 umgeben, das mit dem
Sicherungskopf 8 verbunden ist. Ein freier Teil des Rundgewindes 25 ist mit einem
Halter 24 (der permanent in dem Körper 1 des Trennschalters 24 sitzt) des
Sicherungselements 10 verbunden und ermöglicht einen Stromfluss von dem Halter 24
durch das Gewinde 25 zu dem Sicherungselement 10.
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Der Halter 24 ist mit einem linken Anschluss 21 über einen beweglichen Kontakt 23
verbunden. Von der Außenseite erfolgt der Stromfluss von dem Sicherungselement
10, das in einer Gleitkerbe 33 an-sitzt, der Druckkufe 26 zu dem rechten Anschluss
22 und eine erforderliche Verbindungsleistung wird durch den Druck der
Federscheibe 13 erzielt.
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Ein Stromkreis in einem An-Zustand schließt von einem linken
Verbindungsanschluss 19 über einen linken Anschluss 21 auf einen beweglichen Kontakt 23 und
dann von dem Kontakt auf einen Halter 24 des Sicherungselements 10, von wo aus
über das runde Gewinde 25 auf dem Sicherungskopf 8, das Sicherungselement 10,
dessen Druckkufe 26 und ein rechter Anschluss 22 zu einem rechten
Verbindungsanschluss 20 schließt.
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Eine Bewegung des Auslöse- bzw. Schalthebels 3 um einen Bolzen 11 zu einer
geöffneten Stellung bewirkt ein Öffnen des beweglichen Kontakts 23 und eine
Unterbrechung des Stromkreises.
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Ein Loch 30, das sich in dem Auslöse- bzw. Schalthebel 3 befindet, ermöglicht die
Übertragung einer Antriebskraft des Spannelements 31. Das steife Spannelement 31
hat einen Arm, der in einem Drehlager 32 des Querbalkens 4 sitzt, und den anderen
Arm, der mit einer Öffnung 30 in dem Auslöse- bzw. Schalthebel 3 zusammenwirkt.
Eine Drehbewegung des Hebels 3 um den Bolzen 11 bewirkt eine Verstellung des
Spannelements 31, die die Kraft einer Feder 14 überwindet und einen Querbalken 4
gemeinsam mit dem beweglichen Kontakt 23 verstellt und somit erfolgt eine
Unterbrechung des Stromkreises zwischen dem Anschluss 21 und dem Halter 24. Ein
Widerstandselement 29, das sich in dem Körper 1 befindet, ermöglicht, dass der
Auslöse- bzw. Schalthebel 3 in dem geöffneten Zustand gehalten werden kann. Eine Feder
15 schützt vor einem Spiel zwischen dem Spannelement 31 und dem Auslöse- bzw.
Schalthebel 3, wenn Kontaktspitzen in dem Trennschalter sich abnutzen.
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Außerdem bewirkt ein Herausschrauben des Sicherungskopfes 8 eine Verstellung
des Begrenzereinsatzes 6 gemeinsam mit der Druckkufe 26 unter der Betätigung
einer Druckfeder 17 in ihrer oberen Position, was eine zusätzliche Unterbrechung in
dem Kontakt zwischen der Druckkufe 26 und dem Anschluss 22 bildet.
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Ein Sperr- bzw. Blockiermechanismus des Trennschalters arbeitet in einem Aus-
Zustand; wenn das Sicherungselement fehlt 10 oder wenn es nicht fest angezogen
ist, kann der Trennschalter nicht arbeiten. Während ein Sicherungskopf 8
herausgeschraubt wird, wird der Begrenzereinsatz 6 unter dem Einfluss der Feder 17 verstellt
und eine Sperrung ausgelöst. Unter der Kraft einer Blockierfeder 16 dreht dieser sich
um einen Bolzen 12 und der Auslöse- bzw. Schalthebel 3 wird von seinem Ende Sa
und der Nase des Hebels 3a gesperrt.
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Nachdem der Sicherungskopf 8 gemeinsam mit dem Sicherungselement 10
hineingeschraubt worden ist, wird der Begrenzereinsatz 6 gleichzeitig zu seiner unteren
Stellung verstellt. Im Laufe der Verstellung wirkt eine Zinke 6a des Einsatzes 6 auf
das Ende Sb des Sperrhebels 5 und nach Erreichen einer spezifizierten Kontaktkraft
zwischen der Druckkufe des Einsatzes 26 und dem Anschluss 22 erfolgt die
Freigabe der Sperrung und die Möglichkeit einer Unterstützung des Trennschalters.
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Der Trennschalter hat bistabile Klinken 7, die eine einfache Montage auf der
Schiene ermöglichen.