DE69900825T2

DE69900825T2 - Schutzschalter

Info

Publication number: DE69900825T2
Application number: DE69900825T
Authority: DE
Inventors: Masao Horikawa; Junichi Sonoda; Yoshihiro Umemoto
Original assignee: Terasaki Electric Co Ltd
Current assignee: Terasaki Electric Co Ltd
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2019-03-13
Also published as: JP3359560B2; DE69900825D1; EP0942443A1; EP0942443B1; JPH11260234A; US6034341A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Trennschalter und insbesondere auf einen Öffnungs-/Schließbetriebsmechanismus für einen Trennschalter.

Beschreibung der Hintergrundstechnik

Ein herkömmlicher Trennschalter ist aus der JP 61-39427 A, die die Grundlage des Anspruches 1 oder Anspruches 2 bildet, bekannt, und ein Hauptteil des Trennschalters wird nun anhand der Fig. 9 bis 11 beschrieben.
Ein Kontaktabschnitt, der den Leitungsabschnitt einer Hauptschaltung in diesem Trennschalter aufweist, ist auf einem Gußformsockel 100 gebildet, und der Trennschalter weist einen Stationärkontakt 101, der auch als ein Stromversorgungsseitenanschluß dient, einen Lastseitenanschluß 102, einen Bewegungskontakt (beweglichen Kontakt) 103, welcher mit bzw. sich von dem Stationärkontakt 101 kontaktiert bzw. trennt, und einen flexiblen (biegsamen bzw. elastischen) Anschlußleiter 104, welcher den beweglichen Kontakt und den Lastseitenanschluß verbindet, auf. Der Bewegungskontakt 103 ist drehbar durch einen beweglichen Kontakthalter 106 durch eine Welle 105 gelagert. Eine Kontaktdruckfeder 107 ist zwischen dem Bewegungskontakt 103 und dem beweglichen Kontakthalter 106 vorgesehen, um einen Kontaktdruck zwischen beiden Kontakten anzulegen, und der bewegliche Kontakthalter 106 ist drehbar durch ein festes (unbewegliches) Mittel durch eine Welle 108 gelagert bzw. getragen und mit einer Isolierstange 109 gekoppelt, welche durch einen Öffnungs- /Schließmechanismusabschnitt derart betrieben wird, daß beide Kontakte kontaktieren und sich trennen wie im folgenden beschrieben wird.
Ein Kipphebelverbindungsmechanismus ist für den Öffnungs- /Schließmechanismusabschnitt verwendet, und eine Schließverbindung 110, eine Schaltverbindung 111 und ein Schalthebel 112 sind in dieser Reihenfolge von einem Ende der Isolierstange 109 drehbar miteinander durch die Wellen 113, 114 bzw. 115 gekoppelt. Die Isolierstange 109 ist ferner mit einem Verbindungshebel 117 gekoppelt, welcher an einem Querstab 116 durch eine Welle 113 gesichert ist, und eine Trennfeder 118, von der ein Ende an der Welle 113 befestigt ist, spannt den beweglichen Kontakthalter 106 im Gegenuhrzeigersinn und den Verbindungshebel 117 im Uhrzeigersinn vor. Es wird darauf hingewiesen, daß ein Schaltmechanismus, welcher mit dem Schalthebel 112 gekoppelt ist, sich nicht direkt auf die Erfindung bezieht und deshalb nicht beschrieben wird.
Der Betrieb des Trennschalters wird nun beschrieben.
In diesem Trennschalter sind in einem geschlossenen Zustand, wie in Fig. 9 gezeigt ist, die Schließverbindung 110 und die Schaltverbindung 111 derart vorgespannt, daß sie in eine Knickform an der Welle 114 gebogen werden, einem Kopplungsabschnitt, durch die Drehkraft des Verbindungshebels 117 durch die Kraft der Trennfeder 118 und der Kontaktdruckfeder 107, aber sie werden in einem gestreckten Zustand gehalten aufgrund des Angreifens eines Endes eines Schließriegels 120 an einer Schließwalze 119, die an der Welle 114 vorgesehen ist.
Wenn eine Schaltanweisung in diesem geschlossenen Zustand erfolgt, obwohl sie nicht detailliert ist, dreht sich der Schalthebel 112 im Uhrzeigersinn, die Schaltverbindung 111 und die Schließverbindung 110 bewegen sich abwärts, der Verbindungshebel 117 dreht sich im Uhrzeigersinn und der bewegliche Kontakthalter 106 dreht sich im Uhrzeigersinn, so daß sich beide Kontakte im einem Schaltzustand, wie in Fig. 10 gezeigt, trennen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Schließwalze 119 von dem Schließriegel 120 abgetrennt und bewegt sich entlang des äußeren Umfanges eines Schließnockens 121, welcher beschrieben wird.
Der Trennschalter ist von einer Federschließart, welcher durch Betreiben eines Öffnungs-/Schließmechanismus durch Auslösen bzw. Entspannen einer Schließfeder (nicht gezeigt), die durch einen elektrischen Motor oder dergleichen vorgespannt bzw. betrieben wird, geschlossen wird, und in einem Schaltzustand, wenn die Feder vorgespannt ist (bzw. die Kraft der Feder erzeugt ist), dreht sich der Schließnocken 121 im Gegenuhrzeigersinn in dem Vorgang, der Schließnocken 121 wird im Gegenuhrzeigersinn vorgespannt, wenn das Vorspannen vervollständigt wird, eine Haltewalze 122, welche an dem Schließnocken 121 befestigt ist, greift an einen Enspannungs- bzw. Auslösehebel 123 an bzw. berührt diesen, und ein Rücksetzzustand, wie in Fig. 11 gezeigt, wird erreicht. Zu diesem Zeitpunkt kommt die Schließwalze 119 in eine Position gegenüber dem Kantenausnehmungsabschnitt (bzw. Kanteneinbuchtungsabschnitt) 121a des Schließnockens 121, und der Schalthebel 112 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, um die Ursprungsposition wieder zu erreichen.
In dem Schließbetrieb dieses Trennschalters, verursacht, da sich der Auslösehebel 123 im Gegenuhrzeigersinn als Reaktion auf eine Schließanweisung dreht und von der Haltewalze 122 abgelöst wird, eine große Schließkraft, welche in der Schließfeder gespeichert ist, daß sich der Schließnocken 121 schnell im Gegenuhrzeigersinn dreht, und der äußere Umfang des Schließnockens 121, dessen Position von dem Zentrum der Drehung entfernt wird, wenn die Drehung fortgesetzt wird, schiebt die Schließwalze 119 nach rechts, was verursacht, daß sich die Schließverbindung 110 und die Schaltverbindung 111 strecken. Diese Streckung verursacht, daß der Verbindungshebel 117 sich im Gegenuhrzeigersinn durch die Welle 113 dreht und daß sich der bewegliche Kontakthalter 106 im Uhrzeigersinn derart dreht, daß der in Fig. 9 gezeigte geschlossene Zustand erreicht wird.
Dieser Trennschalter muß die Isolierleistung aufrechterhalten, wenn die Kontakte in einem offenen Zustand sind, derart, wie in einem Schaltzustand und in einem Rücksetzzustand, und deshalb müssen der Stationärkontakt 101 und der Bewegungskontakt 103 entfernt voneinander angeordnet sein, mit einem relativ großen Isolierabstand. Der Bewegungskontakt 103 dreht sich im Uhrzeigersinn um einen Drehwinkel, welcher diesem relativ großen Isolierabstand entspricht, bis zum Kontakt. Während der Drehung ist nur die Schließkraft gegen die Trennfeder 118 notwendig. Nachdem beide Kontakte kontaktieren, verbleibt der Bewegungskontakt 103 an der Position und der bewegliche Kontakthalter 106 dreht sich weiter geringfügig in die Uhrzeigerrichtung. Die weitere Drehung nach dem Kontaktieren wird derart beschrieben, daß der Bewegungskontakt 103 in den Stationärkontakt 101 gedrückt wird, und das Ausmaß der weiteren Drehung ist sehr klein im Vergleich zu dem Ausmaß der Drehung von dem Drehbeginn des beweglichen Kontaktes 103 bis zum Kontaktschließen der beiden Kontakte. Das Ausmaß bzw. die Stärke der weiteren Drehung ist notwendig zum Sichern der Stromleitung, falls die Kontakte verschleißen.
Weiterhin wird eine Feder mit einer großen Wirkkraft für die Kontaktdruckfeder 107 ausgewählt, weil ein großer Kontaktdruck notwendig ist zwischen beiden Kontakten, um einen Nennstrom zu leiten, oder einem großen Kurzschlußstrom zu widerstehen. Als eine Folge ist eine große Schließkraft, die ausreicht, um der Trennfeder 118 und der Kontaktdruckfeder 107 zu widerstehen, bei der Drehung nach dem Kontaktieren nötig.
Insbesondere ist in dem Öffnungs-/Schließmechanismus für den Trennschalter der Drehwinkel, bis der Bewegungskontakt den Stationärkontakt kontaktiert, groß, während die Schließkraft klein sein kann bis zum Kontakt, und der Drehwinkel kann klein sein, während die Schließkraft groß genug sein muß, um der Trennfeder 118 und der Kontaktdruckfeder 107 bei der Drehung nach dem Kontaktieren zu widerstehen.
Einfaches Benutzen einer Schließfeder, welche eine Schließkraft erzeugt, die größer ist als für den Trennschalter notwendig ist, ist jedoch nicht wünschenswert. Der Grund dafür ist, daß das Benutzen einer derartigen Feder die Größe des Trennschalters vergrößert, und die anderen Elemente müssen auch stabil genug sein, um der Schließkraft zu widerstehen und die mechanische Belastung steigt als eine Folge, was im Hinblick auf die Nutzungszeit des Trennschalters nicht wünschenswert ist.
In diesem Trennschalter ist die Nockenoberfläche des Schließnockens 121 so ausgebildet, daß sie eine derartige Form hat, daß die Schließverbindung 110 und die Schaltverbindung 111 größtenteils gestreckt sind in dem anfänglichen Schritt des Auslösens bzw.. Entspannens der Schließfeder bis beide Kontakte in Kontakt kommen, und nachdem beide Kontakte in Kontakt sind und bis zur Vervollständigung des Schließens wird ein großer Teil der Schließkraft der Schließfeder benutzt, um die Verbindungen leicht zu strecken zum Zwecke des Lösens des oben beschriebenen Problems wie auch zum Erfüllen der erforderlichen Schließeigenschaften.
Die Schließkraft dieses Trennschalters kann nicht genau gesteuert werden, da der Trennschalter nur einen Satz von Nockenmitteln (Schließnocken 121 und Schließwalze 119) benutzt, und die Nockenmittel an einer Kupplungswelle 114 zwischen der Schließverbindung 110 und der Schaltverbindung 111 durch eine Anzahl von Elementen von der Kontaktposition der beiden Kontakte vorgesehen sind, so daß eine größere Schließfeder mit einer größeren Toleranz im Hinblick auf die Veränderung der Größe der Teile bereitgestellt werden muß.
Ferner muß der Kontaktabschnitt und der Öffnungs-/Schließmechanismusabschnitt zum Beispiel durch die Isolierstange 109, den Verbindungshebel 117, die Schließverbindung 110 und die Welle 113 kombiniert werden, was die Zusammensetzung kompliziert macht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist deshalb eine Hauptaufgabe der Erfindung, einen Trennschalter vorzusehen, welcher kompakt und erschwinglich hergestellt werden kann und eine verlängerte Nutzungszeit besitzt, ohne daß eine Vorrichtung zum Erzeugen einer großen Schließkraft und Elemente mit einer hohen Stabilität benutzt werden müssen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Trennschalter nach Anspruch 1.
Deshalb kann, da der Kontakthebelabschnitt, welcher dem zweiten Kontakt nahe ist, das Nockenmittel bilden kann, die Schließeigenschaft mit einer geringen Schwankung gesteuert werden. Da der Kontakthebel, mit dem der Kontaktabschnitt gekoppelt ist und der Antriebshebel, der in dem Öffnungs-/Schließmechanismus vorgesehen ist, nur durch Kontaktieren mit dem Nockenmittel ohne eine dazwischenliegende Einrichtung gekoppelt werden können, falls der Kontaktaktabschnitt und der Öffnungs-/Schließmechanismusabschnitt beide in einer Einheit gebildet sind, kann der Trennschalter ohne komplizierte Teile zum Koppeln beider Einheiten zusammengesetzt sein.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Trennschalter nach Anspruch 2.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Wenn das erste und das zweite Nockenmittel vorgesehen sind und die Schließnocke zwei Nockenoberflächen ausbildet, kann das Schließen genauer mit einer kleineren Anzahl von Teilen gesteuert werden.
Wenn das erste Nockenmittel und das dritte Nockenmittel vorgesehen sind, kann der Trennschalter ohne komplizierte Teile zusammengesetzt werden und das Schließen kann genauer gesteuert werden.
Ferner kann durch Vorsehen des ersten, des zweiten und des dritten Nockenmittels das Schließen genauer mit einer kleineren Anzahl von Teilen gesteuert werden als in dem Fall des Vorsehens von nur zwei Nockenmitteln.
Die vorangehenden und andere Aufgaben, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wenn sie im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 eine Seitenschnittansicht eines Trennschalters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem geschlossenen Zustand;
Fig. 2 eine Seitenschnittansicht des Trennschalters gemäß der Ausführungsform der Erfindung in einem Rücksetzzustand (Rückstellzustand);
Fig. 3 eine Seitenschnittansicht des Trennschalters gemäß der Ausführungsform der Erfindung in einem Schaltzustand;
Fig. 4 eine Seitenschnittarisicht des Trennschalters gemäß der Ausführungsform der Erfindung in dem Moment, in dem die Kontakte in Kontakt sind;
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteiles der Fig. 1;
Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteiles der Fig. 2;
Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteiles der Fig. 3;
Fig. 8 eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteiles der Fig. 4;
Fig. 9 eine Seitenschnittansicht eines in der Beschreibungseinleitung beschriebenen Trennschalters in einem geschlossenen Zustand;
Fig. 10 eine Seitenschnittansicht eines Hauptteiles des herkömmlichen Trennschalters in einem Schaltzustand; und
Fig. 11 eine Seitenschnittansicht eines Hauptteiles des herkömmlichen Trennschalters in einem Rücksetzzustand.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ein Trennschalter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun in Verbindung mit den Fig. 1 bis 8 beschrieben. Der Trennschalter gemäß der Ausführungsform weist eine Kontakteinheit 1 mit Öffnungs-/Schließkontakten und eine Öffnungs-/Schließmechanismuseinheit 2, welche das Öffnen/Schließen der Öffnungs-/Schließkontakte steuert.
Die Kontakteinheit 1 weist folgendes auf: eine Stromversorgungsseite und Lastseitenanschlüsse 4 und 5, welche in einer Isolierform 3 vorgesehen sind und durch ein Mittel getragen werden, welches nicht gezeigt ist, Stationärseitenkontakteinheiten 6 und 7, welche entsprechend zu der Stromversorgung und den Lastseiten vorgesehen sind, einen Bewegungskontakt 8, der als ein zweiter Kontakt dient und sich von beiden Stationärseitenkontakteinheiten 6 und 7 trennt, um den Stromversorgungsseitenanschluß 4 und den Lastseitenanschluß 5 zu trennen und zu verbinden, einen beweglichen Kontakthalter 9 eines Isoliermittels, welches den beweglichen Kontakt 8 hält, ein Führungsmittel (nicht gezeigt), welches den beweglichen Kontakthalter 9 nach rechts und nach links führt, einen drehbar gehaltenen Querstab 10, einen Kontakthebel 13, welcher mit einem Ende des beweglichen Kontakthalters 9 drehbar gekoppelt ist und zusammen mit dem Querstab 10 gedreht wird, eine Kipphebelwalze 14, welche drehbar an dem Kontakthebel 13 angebracht ist, und Lichtbogenauslöschungsvorrichtungen 15 und 16, welche entsprechend der Stromversorgung und den Lastseiten vorgesehen sind, zum jeweiligen Auslöschen eines Lichtbogens, der erzeugt wird, wenn der Trennschalter einen Strom unterbricht.
Die Stationärseitenkontakteinheit 6 weist folgendes auf: einen Stationärkontakt 19, d. h. einen ersten Kontakt, welcher entfernbar an der Isolierform 3 angebracht ist und drehbar auf der Stationärkontaktform 17 durch eine Welle 18 vorgesehen ist, ein Paar von Relaiskontakten 20, welche den Stationärkontakt 19 und den Stromversorgungsseitenanschluß 4 elektrisch verbinden, eine Feder 21, welche verursacht, daß der Relaiskontakt 20 einen Kontaktdruck erzeugt, eine Kontaktdruckfeder 24, welche ein Ende des Stationärkontaktes 19 vorspannt, welcher mit einem Stationärkontaktstück 22 in Richtung eines Bewegungskontaktstückes 23 angebracht ist, welches an einem Ende des Bewegungskontaktes 8 angebracht ist. Es wird darauf hingewiesen, daß die Stationärkontakteinheit 7 symmetrisch in der horizontalen Richtung mit der Stationärseitenkontakteinheit 6 vorgesehen ist, dieselbe Konfiguration (d. h. Aufbau) wie die Einheit 6 besitzt und deshalb nicht im Detail beschrieben wird. Es wird darauf hingewiesen, daß der Stationärkontakt 19 gemäß dieser Ausführungsform sich geringfügig dreht, aber er kann sich auch überhaupt nicht drehen, wie der in der Beschreibungseinleitung beschriebene Stationärkontakt 101.
Die Öffnungs-/Schließmechanismuseinheit 2, welche insgesamt durch eine Bedeckung 25 bedeckt ist, ist auf einem Rahmen 26 gebildet und weist folgendes auf: eine Schließfeder 27, welche eine Schließkraft erzeugt, einen Betriebshebel 29, welcher sich hin- und herdreht als Antwort auf das Entspannen/Spannen der Schließfeder 27 und an einer Welle 28 gebildet ist, eine Schließnocke 34 an einer Welle 31, einen Schalthebel 35 an einer Welle 32, eine Kipphebelnocke 36 an einer Welle 33, einen Auslösehebel 47 an einer Welle 43, ein Schaltaktivierungselement 48 an einer Schaltriegelwelle 44, eine Verriegelungsplatte 49 an einer Welle 45 und einen Schaltknopf 50 an einer Welle 46. Eine Betriebshebelwalze 30 ist drehbar auf dem Betriebshebel 29 eingefügt. Die Kipphebelnocke 36 und obere Kipphebelverbindung 39 sind drehbar durch eine Welle 37, der Schalthebel 35 und eine untere Kipphebelverbindung 40 sind drehbar durch eine Welle 38 und eine obere Kipphebelverbindung 29 und die untere Kipphebelverbindung 40 sind drehbar durch eine Kopplungswelle 41, welche eine Kopplungswellenwalze 42 aufweist, gekoppelt.
Die Schließfeder 27 ist zwischen einer Stationärwelle 59 und einer Welle 60 angebracht, welche an dem Betriebshebel 29 durch eine Haltestruktur angebracht ist, die durch ein Paar von Führungskleineisen 70, 70 gebildet ist, welche an einem oberen Kleineisen 68 gesichert sind und durch ein Loch in einem unteren Kleineisen 69 eingeführt sind.
Ferner ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist, auf einem Rahmen 26 fol- gendes vorgesehen; eine Nockenwelle 51, welche durch einen Kraftlademechanimus (nicht gezeigt) gedreht wird, der durch einen Motor oder dergleichen zum Schließen der Feder angetrieben wird, eine Spannocke 52, welche zusammen mit der Nockenwelle 51 gedreht wird, ein Schließriegel 55, welcher durch eine Welle 53 drehbar gehalten wird und ein Schließanweisungsarm 56, welcher zusammen mit einer Schließriegelwelle 54 gedreht wird.
Es wird darauf hingewiesen, daß eine Trennfeder bzw. Unterbrechungsfeder 58 (Fig. 1), welche den Kontakthebel 13 zum im Uhrzeigersinndrehen vorspannt, zwischen der Kontakthebelwelle 12 der Kontakteinheit 1 und einem gesicherten Anschlußstift bzw. Stift 57 vorgesehen ist, welcher an der Öffnungs-/Schließmechanismuseinheit 2 angebracht ist.
Im Betrieb der auf diese Weise gebildeten Ausführungsform werden die Betriebe des Spannens und Entspannens nun anhand der Fig. 2 beschrieben. Die Fig. 2 zeigt einen Rücksetzzustand, in dem der Bewegungskontakt 8 und der Stationärkontakt 19 getrennt sind, und die Schließfeder 27 hat eine gespeicherte Kraft. In Fig. 2 spannt die Schließkraft, welche von der Schließfeder 27 gespeichert ist, den Betriebshebel 29 vor, damit sich dieser durch die Welle 60 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Der vorgespannte Betriebshebel 29 spannt die Spannocke 52 zum im Gegenuhrzeigersinndrehen durch eine Spannwalze 61, welche auf dem Betriebshebel 29 drehbar vorgesehen ist, und eine Riegelnockenoberfläche 52a auf der Spannocke 52, an der die Spannwalze 61 angreift, vor. (Die Spannocke 52 weist die Riegelnockenoberfläche 52a, eine Spannoberfläche 52b und eine Ausnehmung 52c auf). Die Drehkraft der Spannocke 52 spannt eine Schließriegelwalze 62, welche drehbar auf der Spannocke 52 vorgesehen ist, vor, damit sie mit dem Schließriegel 55 in einem gebildeten Angreifabschnitt 55a angreift bzw. eingreift und den Schließriegel 55 im Uhrzeigersinn dreht, dessen Drehkraft durch die Schließriegelwelle 54 an ihrem Angreifende 55b empfangen wird.
Wenn die auf diese Weise gespannte bzw. mit Kraft geladene Schließfeder 27 entspannt bzw. ausgelöst wird, wird ein Schließknopf 63 (welcher von dem Schaltknopf 50 verschieden ist, obwohl er dieselbe Form hat), der durch die Welle 46 gehalten wird, dieselbe Welle wie diejenige für den oben genannten Schaltknopf 50, im Gegenuhrzeigersinn gedreht, die Schließriegelwelle 54 wird im Gegenuhrzeigersinn zusammen mit dem Schließanweisungsarm 56 durch einen Arm 63a gedreht. Da ein Querschnitt der Schließriegelwelle 54 eine halbkreisförmige Kerbe aufweist, löst die Drehung der Schließriegelwelle 54 den halbkreisförmigen Abschnitt und das Angreifende 55b ab und der Schließriegel 55 dreht sich im Uhrzeigersinn. Wenn diese Drehung den Angreifabschnitt 55a und die Schließriegelwalze 62 ablöst und die Spannocke 52 sich im Gegenuhrzeigersinn derart dreht, daß die Ausnehmung 52c der Spannocke 52 die Position der Spannwalze 61 erreicht, dreht sich der Betriebshebel 29 im Gegenuhrzeigersinn.
Damit die entspannte Schließfeder 27 gespannt werden kann, dreht ein Kraftladungsmechanismus die Spannocke 52 im Gegenuhrzeigersinn. Die Spannwalze 61 bewegt sich auf der Spannoberfläche 52b, die einen äußeren Umfang hat, um von dem Zentrum der Drehung weg zu bewegen, wenn die Drehung voranschreitet, der Betriebshebel. 29 dreht sich im Uhrzeigersinn der Bewegung folgend und die Welle 60 bewegt sich aufwärts, um zu spannen. Während des derartigen Spannens wird die Spannocke 52 angetrieben, um sich im Uhrzeigersinn durch die Spannwalze 61 zu drehen, und wenn das Spannen vervollständigt wird, greift die Spannwalze 6 in die Riegelnockenoberfläche 52a bzw. an der Riegelnockenoberfläche 52a an mit einem derartigen Winkel, daß die Spannocke 52 im Gegenuhrzeigersinn vorgespannt wird. In diesem Zustand greift die Schließriegelwalze 62 an dem Schließriegel 55 an seinem Angreifabschnitt 55a und der Schließanweisungsarm 56 und der Schließknopf 63, welche im Gegenuhrzeigersinn bzw. dem Uhrzeigersinn vorgespannt wurden, kehren zu ihren ursprünglichen Positionen durch die Wirkung einer Wiedererlangungsfeder, welche nicht gezeigt ist, zurück, und der Rücksetzzustand, wie in Fig. 2 gezeigt, wird wieder erreicht.
Der Betrieb des Schließens des Trennschalters durch Entspannen der Schließfeder 27 wird nun anhand der Fig. 1, 2, 5 und 6 beschrieben. In den Rücksetzzuständen, die in Fig. 2 und 6 gezeigt sind, sind die Schließnocke 34, der Schalthebel 35 und die Kipphebelnocke 36 im Gegenuhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn vorgespannt durch eine Wiedererlangungsfeder oder dergleichen, welche nicht gezeigt ist, der Kontakthebel 13 ist im Gegenuhrzeigersinn durch die Trennfeder 58 vorgespannt, wobei sie jeweils anstoßend an einem Stopper, welcher auch nicht gezeigt ist, zum Stillstand kommen, und die Kipphebelwalze 14 liegt der Nockenoberfläche 36a, welche auf der Kipphebelnocke 36 gebildet ist, gegenüber. Die obere Kipphebelverbindung 39 und untere Kipphebelverbindung 40 sind in einer Knickform gebogen, und die Kopplungswellenwalze 42 paßt in die Ausnehmung 34a, welche an der Schließnocke 34 gebildet ist (Ausnehmung 34a, Wirkungs-Nockenoberfläche 34b und Antriebs-Nockemoberfläche 34c sind an der Schließnocke 34 gebildet), und die Schließnocke 34 liegt der Betriebshebelwalze 30 an der Antriebs-Nockenoberfläche 34c gegenüber.
Wenn die Schließfeder 27 in diesem Zustand entspannt wird, dreht sich der Betriebshebel 29 im Gegenuhrzeigersinn, die Betriebshebelwalze 30 bewegt sich an der Antriebs-Nockenoberfläche 34c gegen die Wirkungskraft der Trennfeder 58 und dreht auch die Schließnocke 34, die Kopplungswellenwalze 32 wird nach links geschoben durch die Wirkungs-Nockenoberfläche 34b der Schließnocke 34, was bewirkt, daß die obere Kipphebelverbindung 39 und die untere Kipphebelverbindung 40 sich strecken, und die Kipphebelnocke 36 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, um die Kipphebelwalze 14 von der Ausnehmung auf der Nockenoberfläche 36a in Richtung des erhobenen bzw. vorspringenden Abschnittes zu drehen. Die Bewegung verursacht, daß sich der Kontakthebel 13 im Uhrzeigersinn dreht, um den Bewegungskontakt 8 nach rechts zu bewegen und den Stationärkontakt 19 im Gegenuhrzeigersinn gegen die Wirkungskraft der Kontaktdruckfeder 24 zu drehen, nachdem der Bewegungskontakt 8 den Stationärkontakt 19 kontaktiert, so daß der Betriebshebel 29 gegen den Stopper 65 anstößt, um diesen Schließbetrieb zu vervollständigen, und der in Fig. 1 und 5 gezeigte Zustand wird erreicht.
Es wird darauf hingewiesen, daß dieser Trennschalter mit einem Schließbeibehaltungsriegel, d. h. Sperriegel 64 koaxial mit der Schließnocke versehen ist, welcher im Gegenuhrzeigersinn durch eine Wiedererlangungsfeder (nicht gezeigt) vorgespannt ist. Während des Schließbetriebs dreht die Kopplungswelle 41 den Sperriegel 64 durch Hinaufschieben seiner Nockenoberfläche 64a und entfernt sich auf einmal von der Nockenoberfläche 64a, wenn der Schließbetrieb vervollständigt wird. Dies verursacht, daß der Sperriegel 64 sich im Gegenuhrzeigersinn dreht und zu der ursprünglichen Position zurückkehrt, in der eine Wiedererlangungsangreifoberfläche 64b und die Kopplungswelle 41 einem Stopper gegenüberliegen, welcher nicht gezeigt ist. In diesem Trennschalter wird die Schließfeder automatisch gespannt durch einen elektrischen Motor, nachdem das Schließen vervollständigt ist, und durch den Spannbetrieb dreht sich der Betriebshebel 29 im Uhrzeigersinn, um die Schließnocke 34 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, während die Kopplungwelle 41 mit dem Sperriegel 64 eingreift bzw. an diesen angreift an seiner Wiedererlangungsangreifoberfläche 64b anstelle der Schließnocke 34 und der Kopplungswalze 42, um die Streckung beider Kipphebelverbindungen beizubehalten.
Der Betrieb des Öffnens des Trennschalters, sobald er einmal geschlossen ist, wird nun anhand der Fig. 1, 3, 5 und 7 beschrieben. In dem in Fig. 1 und 5 gezeigten geschlossenen Zustand spannt die Wirkungskraft der Kontaktdruckfeder 24 und der Unterbrechungsfeder 58 den Schalthebel 35, um diesen im Gegenuhrzeigersinn durch den Kontakthebel 13, die Kipphebelnocke 36, die obere Kipphebelverbindung 39 und die untere Kipphebelverbindung 40 zu drehen. Die Vorspannungskraft spannt den Auslösehebel 47 vor, um diesen im Gegenuhrzeigersinn durch eine Schaltwalze 66, welche an dem Auslösehebel 47 drehbar angebracht ist, und sein Angreifende 47a greift an der Schaltriegelwelle 44 an, um die Drehung zu beenden.
Um den Trennschalter zu öffnen, wird der Schaltknopf 50 im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Diese Drehung verursacht, daß die Verriegelungsplatte 49 im Uhrzeigersinn durch einen Arm 50a gedreht wird, und die Schaltriegelwelle 44 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn zusammen mit dem Schaltaktivierungselement 48, welches einen durch einen gegabelten Arm 49a gehaltenen Stift 67 aufweist. Ein Querschnitt dieser Schaltriegelwelle 44 hat eine halbkreisförmige Kerbung. Die Drehung der Schaltriegelwelle 44 verursacht, daß der halbkreisförmige Abschnitt und das Angreifende 47a sich voneinander lösen, und daß der Auslösehebel 47 sich im Gegenuhrzeigersinn dreht, und der Schalthebel 35 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, wobei dieser von der Schaltwalze 66 abgelöst wird. Diese Drehung verursacht, daß die Kipphebelnocke 36 sich im Uhrzeigersinn dreht durch die untere Kipphebelverbindung 40 und die obere Kipphebelverbindung 39, welche auch den Kontakthebel 13 im Gegenuhrzeigersinn drehen, so daß der Bewegungskontakt 8 sich von dem Stationärkontakt 19 entfernt. Danach wird der Bewegungskontakt 8 weiter nach links bewegt nur durch die Wirkung der Trennfeder 58, und der Schaltzustand, wie in Fig. 3 und 7 gezeigt, wird erreicht.
Der Betrieb des Rücksetzens des Trennschalters in dem Schaltzustand wird nun anhand der Fig. 2, 3, 6 und 7 beschrieben. In diesen Schaltzustand ist durch die Vorspannkraft des Auslösehebels 47, der im Uhrzeigersinn durch eine Wiedererlangungsfeder, welche nicht gezeigt ist, vorgespannt wird, die Schaltwalze 66 in Kontakt mit dem Schalthebel 35 an seiner Nockenoberfläche 35a.
Nach diesem Schaltzustand dreht sich, während die Schließfeder 27 gespannt wird, der Betriebshebel 29 im Uhrzeigersinn, und während die Betriebshebelwalze 30 sich bewegt, dreht sich die Schließnocke 34 im Gegenuhrzeigersinn durch eine Wiedererlangungsfeder. Auf die Drehung der Schließnocke 34 folgend bewegt sich die Kopplungswellenwalze 42 nach rechts entlang der Wirkungs-Nockenoberfläche 34b, und der Schalthebel 35 dreht sich im Uhrzeigersinn durch die Wiedererlangungsfeder. Wenn das Spannen vervollständigt ist, erreicht die Kopplungswellenwalze 42 die Position der Ausnehmung 34a der Schließnocke 34. Wenn das Spannen vervollständigt ist, dreht sich der Auslösehebel 47, der durch den Öffnungsbetrieb betrieben wird, im Uhrzeigersinn durch die Wiedererlangungsfeder, was verursacht, daß die Schaltwalze 66 sich von der Nockenoberfläche 35a entfernt und an die Angreifoberfläche 35b angreift, und die anderen Teile kehren zu dem teilweise in Fig. 1 gezeigten Zustand zurück.
In dem Schließbetrieb dieses Trennschalters ist der Bewegungsabstand bzw. -entfernung des Bewegungskontaktes 8 groß nach dem offenen Zustand in Fig. 2, bis beide Kontakte ähnlich zu dem in der Beschreibungseinleitung beschriebenen Trennschalter kontaktieren, aber es mußte nur die Schließkraft vorliegen, um der Wirkungskraft der Unterbrechungsfeder 58 zu widerstehen. Der Bewegungsabstand, nachdem beide Kontakte in Fig. 4 kontaktieren, bis der vollständig geschlossene in Fig. 1 gezeigte Zustand erreicht ist, ist klein, und es muß die Schließkraft vorhanden sein, um der gesamten Wirkungskraft der Kontaktdruckfeder 24 und der Unterbrechungsfeder 58 zu widerstehen. Die vorliegende Ausführungsform hat folgende Eigenschaften, um diese Bedingungen zu erfüllen.
Fig. 4 und 8 zeigen die Positionsbeziehungen der Komponenten in dem Moment, in dem die Kontakte in dem Trennschalter gemäß diese Ausführungsform kontaktieren. Wenn der in Fig. 4 gezeigte Zustand mit dem in Fig. 1 und 5 gezeigten Zustand des vervollständigten Schließens verglichen wird, wird folgendes festgestellt.
Wenn die Kraft der Schließfeder 27 freigesetzt, d. h. wenn die Schließfeder 27 entspannt wird im Hinblick auf die Größe nur bis zu der Länge, die so groß ist wie ein Drittel der gesamten entspannten Größe (L2-L1/L3-L1), hat sich die Schließnocke 34 nur geringfügig relativ zu dem gesamten Drehwinkel gedreht, ein großer Teil des Prozesses der gesamten Streckung der oberen Kipphebelverbindung 39 und der unteren Kipphebelverbindung 40, welche in einer geknickten Form gebogen wurden, ist vervollständigt, die Kipphebelnocke 36 hat einen großen Teil der Drehung relativ zu dem gesamten Drehungswinkel vervollständigt und der Bewegungskontakt 8 hat sich für fast den gesamten Bewegungsabstand bewegt. Dieser Zustand wird verursacht, weil nur eine kleine Kraft zum Widerstehen der Wirkungskraft der Trennfeder 58 nötig ist, bis beide Kontakte kontaktieren. Anders ausgedrückt wird die Arbeit des Bewegens des Bewegungskontaktes 8 über eine kleine Entfernung gegen die große Wirkungskraft der Kontaktdruckfeder 24 durch Freisetzen der Schließkraft der Schließfeder 27 ausgeführt, von der ungefähr 2/3 ihrer Größe verbleibt.
Für diesen Betrieb ist die Antriebsnockenoberfläche 34c der Schließnocke 34 aus kontinuierlichen Nockenoberflächen gebildet, welche fast in rechten Winkeln aufeinanderstoßen, so daß der Angreifwinkel mit der Betriebshebelwalze 30, welche die Schließnocke 34 zum Drehen betreibt, sehr verschieden in der ersten und in der letzten Hälfte des Schließbetriebes ist. Die Wirkungsnockenoberfläche 34b der Schließnocke 34 ist durch eine kurze fast horizontale Nockenoberfläche, welche von der Ausnehmung 34a ausgeht, an welcher sich die Kopplungswellenwalze 24 in der ersten Hälfte des Schließbetriebes bewegt, und eine lange, fast vertikale Nockenoberfläche gebildet, an welcher sich die Walze 42 in der letzten Hälfte des Schließbetriebes bewegt. In dem Schließbetrieb unter Verwenden einer derartigen Nockenform, ist der Drehwinkel der Schließnocke der Schließnocke 34 pro Drehwinkeleinheit des Betriebshebels 29 beträchtlich größer, nachdem beide Kontakte kontaktieren, als davor, und die Bewegungsstärke der Kopplungswellenwalze 42 nach links pro Drehwinkeleinheit der Schließnocke 34 ist beträchtlich kleiner nach dem Kontaktieren als davor.
Die Nockenoberfläche 36a der Kipphebelnocke 36 ist durch eine Nockenoberfläche mit einer Ausnehmung, einer angehobenen Nokkenoberfläche und einer geneigten Nockenoberfläche, welche diese verbindet, derart gebildet, daß der Schnittwinkel zwischen der Linie, welche die Zentren der Drehung der Kipphebelwalze 14 und der Kipphebelnocke 36 verbindet, und der Linie, welche die. Zentren der Drehung der Kipphebelwalze 14 und des Kontakthebels 13 verbindet, sich beträchtlich ändert (θ1 - A2) in der ersten Hälfte des Schließbetriebes und sich nur geringfügig ändert in der letzten Hälfte (θ3 - θ1). Auf diese Weise ist in dem Schließbetrieb unter Verwenden der Nocke mit einer derartigen Form die Bewegungsstärke des Bewegungskontaktes 8 pro Drehwinkeleinheit der Kipphebelnocke 36 beträchtlich größer, bevor beide Kontakte kontaktieren, als danach.
Insbesondere ist für jede der Nocken die Bewegungsstärke des Bewegungskontaktes 8 nach rechts pro Entspannungsgrößeneinheit der Schließfeder 27 kleiner gesetzt, nachdem beide Kontakte kontaktieren, als davor, und eine große Schließkraft pro Bewegungsstärkeneinheit des Bewegungskontaktes 8 kann nach dem Kontaktieren benutzt werden, was eine große Schließkraft erfordert. Auf diese Weise kann eine Schließfeder 27 mit einer geringen Fähigkeit zum Speichern von Kraft abhängig von einer erforderlichen Schließeigenschaft gebildet werden.
Ferner ist gemäß dieser Ausführungsform, da der Nockenmechanismus, welcher durch die Kipphebelwalze 14 und die Kipphebelnocke 36 gebildet ist, sehr nahe an dem Bewegungskontakt 8 vorgesehen ist, so daß eine große Anzahl von Teilen nicht zwischen dem Bewegungskontakt 8 und dem Nockenmechanismus angeordnet sind, der Einfluß von Veränderungen in der Größe von Teilen klein, der Prozeß vom Beginn des Kontaktierens der Kontakte bis zum Ende des Schließens kann einfachgesteuert werden und deshalb ist nur eine kleine Toleranz für die Schließkraft nötig, so daß die Schließfeder 27 klein ausgebildet werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, daß der Hauptteil des Trennschalters gemäß dieser Ausführungsform die Kontakteinheit 1, die Öffnungs-/Schließmechanismuseinheit 2 und die Bedeckung 25 wie oben erwähnt, aufweist, und ein Teil, welcher diese Einheiten überbrückt, ist nur die Trennfeder 58, welche auf einfache Weise eingefügt und entfernt werden kann, und deshalb kann der Hauptteil durch einen einfachen Vorgang zusammengesetzt werden, wie beispielsweise ein getrenntes Zusammensetzen der Kontakteinheit 1 und der Öffnungs-/Schließmechanismuseinheit 2 und Anbringen des Öffnungs-/Schließmechanismus 2 an die Isolierform 3 durch Schrauben (nicht gezeigt), gefolgt von Anbringen der Trennfeder 58 und der Bedeckung 25. Da die Trennfeder 58 nur den Kontakthebel 13 im Gegenuhrzeigersinn vorspannen muß, kann ein Ende der Feder beispielsweise an einem willkürlichen Teil des Kontakthebels 13 angebracht werden, während das andere Ende an einen willkürlichen Teil der Isolierform 3 angebracht werden kann, neben der Weise gemäß diese Ausführungsform. Dann kann der Trennschalter einfach durch Anbringen der Öffnungs- /Schließmechanismuseinheit 2 und der Bedeckung 25 an der Isolierform 3 zusammengesetzt werden.
Während gemäß dieser Ausführungsform ein erstes Nockenmittel mit der Wirkungsnockenoberfläche 34b der Schließnocke 34 und der Kopplungswellenwalze 42, ein zweites Nockenmittel mit der Antriebsnockenoberfläche 34c und der Betriebshebelwalze 30, ein drittes Nockenmittel mit der Nockenoberfläche 36a der Kipphebelnocke 36 und der Kipphebelwalze 14 vorgesehen sind, kann nur das erste und das dritte Nockenmittel vorgesehen sein durch Koppeln der Schließnocke 34 und des Betriebshebels 29 durch eine Verbindungseinrichtung, während die Betriebshebelwalze 30 entfernt ist, oder nur das erste und das zweite Nockenmittel kann vorgesehen sein durch direktes Koppeln der oberen Kipphebelverbindung 39 mit dem Kontakthebel 13, während die Kipphebelnocke 36 und die Kipphebelwalze 14a entfernt sind, wobei jedes weit effektiver ist als Vorsehen nur eines Nockenmittels, obwohl der Effekt etwas im Vergleich zur beschriebenen Ausführungsform verringert ist.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist eine Walze an einem Kontakthebel zum Bilden einer Nockenoberfläche an einer Kipphebelnocke angebracht und es ist offensichtlich, daß die Wirkungsweise/der Effekt der Erfindung in der entgegengesetzten Weise vorgesehen sein kann. Obwohl die Schließfeder als das· Schließkratterzeugungsmittel benutzt wird, kann dieselbe Wirkungsweise und derselbe Effekt durch Antreiben des Betriebshebels unter Verwenden eines Solenoids vorgesehen sein.
Weil die Erfindung wie oben beschrieben ausgeführt sein kann und das Nockenmittel sehr nahe an dem zweiten Kontakt gemäß dieser Ausführungsform vorgesehen ist, kann die Bewegung des zweiten Kontaktes mit einem kleinen Einfluß durch Schwankungen in der Größe der Teile gesteuert werden und die Toleranz für die Schließkraft kann entsprechend berücksichtigt werden. Auf diese Weise kann, da eine große Schließkrafterzeugungsvorrichtung oder starke Teile nicht notwendig sind, der Trennschalter kompakt und weniger kostenträchtig gebildet sein, und die mechanische Belastung jeden Teiles wird derart verringert, daß die Nutzungszeit des Trennschalters auf vorteilhafte Weise verlängert werden kann.
Ferner können, da eine Kontakteinheit mit Kontakten, einem Kontakthebel und einer Walze und eine Öffnungs-/Schließeinheit mit einem Paar von Verbindungen und Nocken auf einfache Weise gekoppelt werden können, wird das Zusammensetzen auf vorteilhafte Weise einfach.
Gemäß einer anderen Ausführungsform werden mindestens zwei Nockenmittel benutzt, um die Schließkraft auf effektive Weise zu verteilen, abhängig von der veränderlichen Last in dem Prozeß des Schließbetriebs, eine große Schließkrafterzeügungsvorrichtung oder stabile Komponenten sind nicht notwendig, der Trennschalter kann kompakt und weniger kostenträchtig gebildet sein und die Belastung jeden Teiles kann derart verringert werden, daß die Nutzungszeit des Trennschalters verlängert werden kann.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und dargestellt worden ist, ist es klar zu verstehen, dass dieses nur als Weg der Darstellung und des Beispieles dient und nicht als Weg der Begrenzung genommen werden kann, der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nur durch den Inhalt der beigefügten Ansprüche, begrenzt.

Claims

1. Trennschalter mit

einem ersten Kontakt (19)

einem zweiten Kontakt (8), der selektiv den ersten Kontakt (19) kontaktiert und davon trennt;

einer Kontaktdruckfeder (24), die einen Kontaktdruck zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt (19, 8) erzeugt;

einem Kontakthebel (13), der mit dem zweiten Kontakt (8) gekoppelt ist und sich hin- und herdreht, um zu ermöglichen, daß sich der erste und der zweite Kontakt (19, 8) selektiv trennen und kontaktieren;

einem Querstab (10), der den Kontakthebel (13) auf drehbare Weise hält; einer Trennfeder (58) zum Vorspannen des Kontakthebels (13) in die Richtung, in die sich der zweite Kontakt (8) von dem ersten Kontakt (19) trennt;

einem Paar von Verbindungseinrichtungen (39, 40), welche miteinander durch eine Kopplungswelle (41) gekoppelt sind und sich selektiv biegen und strecken, um den Kontakthebel (13) zu betreiben; und einem Schließkrafterzeugungsmittel (27) zum Erzeugen einer Schließkraft, um das Paar von Verbindungseinrichtungen (39, 40) zu strecken; gekennzeichnet durch

einen Antriebshebel (36), der durch das selektive Biegen und Strecken des Paares von Verbindungseinrichtungen (39, 40) hin- und hergedreht wird,

wobei einer von dem Antriebshebel (36) und dem Kontakthebel (13) mit einer Walze (14) versehen ist und ein anderer von dem Antriebshebel (36) und dem Kontakthebel (13) mit einer Nockenoberfläche (36a) versehen ist, auf der sich die Walze (14) bewegt.

2. Trennschalter mit

einem ersten Kontakt (19);

einem zweiten Kontakt (8), der selektiv den ersten Kontakt (19) kontaktiert und sich davon trennt;

einer Kontaktdruckfeder (24), die einen Kontaktdruck zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt (19, 8) selektiv erzeugt;

einem Paar von Verbindungseinrichtungen (39, 40), welche miteinander durch eine Kopplungswelle (41) gekoppelt sind und sich selektiv biegen und strecken, um den Kontakthebel (13) zu betreiben; und einem Schließkrafterzeugungsmittel (27) zum Erzeugen einer Schließkraft, um das Paar von Verbindungseinrichtungen (39, 40) zu strecken,

dadurch gekennzeichnet, dass die Schließkraft verursacht, dass der zweite Kontakt (8) den ersten Kontakt (19) durch mindestens zwei Nockenmittel (34, 34b, 41, 42; 29, 30, 34, 34c; 14, 36a) kontaktiert.

3. Trennschalter nach Anspruch 2 bei dem die mindestens zwei Nockenmittel ein erstes Nockenmittel mit einer Wirkungsnockenoberfläche (34b), welche an einer durch die Schließkraft gedrehte Schließnocke (34) gebildet ist, und einer Kopplungswelle (41), welche durch die Wirkungsnockenoberfläche (34b) bewegt wird, aufweisen.

4. Trennschalter nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die mindestens zwei Nockenmittel ein zweites Nockenmittel mit einer Betriebshebelwalze (30), welche an einem Betriebshebel vorgesehen ist zum Kontaktieren einer Antriebsnockenoberfläche (34c) der Schließnocke (34) nach dem Drehen des Betriebshebels (29) durch die Schließkraft und zum Drehen der Schließnocke (34), aufweisen.

5. Trennschalter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die mindestens zwei Nockenmittel ein drittes Nockenmittel mit einer Hebelwalze (14) und einer Hebelnockenoberfläche (36a) aufweisen, wobei die Hebelwalze (14) an einem von einem Kipphebel (36) und dem Kontakthebel (13) vorgesehen ist und die Hebelnockenoberfläche (36a) an den anderen des Kipphebels (36) und des Kontakthebels (13) vorgesehen ist, wobei der Kipphebel (36) mit einer Verbindungseinrichtung (39) des Paares von Verbindungseinrichtungen (39, 40) gekoppelt ist und durch das selektive Biegen und Strecken des Paares von Verbindungseinrichtungen (39, 40) gedreht wird.