[0001] Die Erfindung betrifft ein Schaltwerk für einen elektrischen Schalter, insbesondere
für einen Leitungsschutzschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
[0002] Derartige Schaltwerke haben die Aufgabe, einen mechanischen Energiespeicher in Form
einer Feder in gespanntem Zustand zu halten und die Kraft der Feder plötzlich zur
Öffnung der Kontaktstelle freizugeben. Zu diesem Zweck besitzt das Schaltwerk eine
Verklinkungsstelle mit einem Klinkenhebel und einem Auslösehebel. Dieser Auslösehebel
kann gegebenenfalls auch Teil des das bewegliche Kontaktstück tragenden Kontakthebels
sein. Auf den Klinkenhebel wird zwecks Ausschaltens des Schalters entweder ein elektromagnetischer
oder ein thermischer Auslöser ein.
[0003] Bei allen diesen Schaltschlössern ist eine Rückstellfeder vorhanden, die den Klinkenhebel
immer in die auslösebereite Stellung zu drehen trachtet. Auf die Verklinkungsstelle
wirkt daher neben der Kraft der Auslösefeder bzw. der Energiespeicherfeder auch die
Kraft der Rückstellfeder ein. Das bedeutet, daß verhältnismäßig starke Bimetallelemente
eingesetzt werden müssen, damit die in der Verklinkungsstelle wirkende Reibkraft zwischen
den beiden verklinkten Komponenten sicher überwunden werden kann.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltwerk der eingangs genannten Art soweit zu
verbessern, daß die Verklinkungskraft verringert wird.
[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruches 1.
[0006] Die Rückstellfeder kann unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen. Sie kann eine
Drehfeder, eine Druck- oder Zugfeder sein. Verwendet man eine Drehfeder, dann wird
die Verringerung der Verklinkungskraft durch Abheben des sich an den Klinkenhebel
abstützenden Endes der Drehfeder mittels des Schaltknebels erreicht, gemäß kennzeichnendem
Teil des Anspruches 2. Wenn eine Zug- oder Druckfeder vorgesehen ist, dann wird zweckmäßiger
Weise die Zug- oder Druckfeder am Schalthebel angelenkt, wobei gemäß kennzeichnendem
Teil des Anspruchs 3 die Rückstellkraft der Rückstellfeder in der Ausschaltstellung
des Schaltknebels maximal wird.
[0007] Während des Einschaltvorganges wird also die Rückstellfeder entlastet oder die Rückstellfunktion
der Feder auf die Klinke wirkungslos gemacht. Die Entlastung kann natürlich nur erfolgen,
nachdem der Verklinkungszustand erreicht ist. Vorher würde es dazu führen, daß die
Verklinkung möglicherweise nicht erzielt werden kann. Durch die erfindungsgemäße Lösung
wird die Belastung der Verklinkungsstelle verringert, wodurch sich geringere Entklinkungskräfte
und auch geringere Rückführungskräfte für das andere Verklinkungsteil, das entweder
ein eigenes Auslöseteil oder ein am Kontakthebel angeformtes Auslöseteil sein kann,
erzielt. Damit können billigere, also schwächere Bimetalle eingesetzt werden und es
sind auch energieärmere Auslöser möglich.
[0008] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den weiteren
Unteransprüchen zu entnehmen.
[0009] Anhand der Zeichnung in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind,
sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen
der Erfindung und weitere Vorteile erläutert werden.
[0010] Es zeigt:
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Schaltschloß in Ausschaltstellung,
Figur 2 das Schaltschloß gemäß Figur 1 in einer Zwischenstellung,
Figur 3 das Schaltschloß gemäß den Figuren 1 und 2 in der Einschaltstellung und
Figur 4 eine andere Lösung eines Schaltschlosses mit einer Zugfeder als Rückstellfeder.
[0011] Das erfindungsgemäße Schaltschloß, das in einen Leitungsschutzschalter eingebaut
werden kann, dessen Form an sich so bekannt ist, daß sie hier nicht näher beschrieben-werden
muß, ist in ein Gehäuse eingesetzt, von dem in der Figur 1 lediglich schematisch die
zum Verständnis der Erfindung wichtigen Gehäuseteile sehr schematisch eingezeichnet
sind. Es sind dies die mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten teilweise schraffierten
Bereiche.
[0012] Der Leitungsschutzschalter besitzt ferner einen Schaltknebel 12 mit einem Betätigungsgriff
11, der aus dem Gehäuse herausragt und der im Ein- bzw. Ausschaltzustand gegen zwei
am Gehäuse 10 liegenden Begrenzungsflächen 10a und 10b zum Anliegen kommt. Auf der
dem Betätigungsgriff 11 gegenüberliegenden Seite des Betätigungsknebels ist ein Fortsatz
13 vorgesehen, an dem ein Ende eines Bügels 16 angelenkt ist; das andere Ende des
Bügels 16 ist mit einer Kontaktdruckfeder 18 gelenkig verbunden, die an dem Kontakthebel
19, der ein bewegliches Kontaktstück 20 trägt, befestigt ist. Das bewegliche Kontaktstück
20 wirkt mit einem Festkontaktstück 22 zusammen; beide bilden die Kontaktstelle.
[0013] An dem Betätigungsknebel 11, 12, 13 ist eine Hebelrückstellfeder 14 angeformt, die
als Schenkelfeder ausgebildet ist und deren eines Ende ortsfest am Gehäuse 10 und
deren anderes Ende an dem Schaltknebel 12 abgestützt ist.
[0014] Das Schaltwerk umfaßt einen Klinkenhebel 26, der am Gehäuse 10 mit seiner Achse 27
drehbar gelagert ist und der einen hakenförmigen Absatz 29 aufweist, der sich hinter
einem Rücksprung (nicht näher gezeigt) am Kontakthebel 19 abstützt; der Rücksprung
am Kontakthebel 19 bildet damit das Auslöseteil und er wirkt mit dem hakenförmigen
Fortsatz am Klinkenhebel 26 zur Bildung der Verklinkungsstelle 30 zusammen. Dieser
Klinkenhebel 26 wird im Leitungsschutzschalter - dies sei zur Erläuterung gesagt -
bei Auftreten eines Überstromes oder Kurzschlußstromes von einem thermischen oder
elektromagnetischem Auslöser (Thermobimetall bzw. Tauch- oder Klappankermaghetauslöser)
entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt; dabei wird die Verklinkungsstelle 30 geöffnet,
so daß der Kontakthebel freigegeben wird.
[0015] Am Klinkenhebel 26 ist eine radiale Fahne 31 angeformt und um den Klinkenhebel 26
herumgeschlungen ist eine Rückstellfeder 32, deren eines Ende 28 sich am Gehäuse 10
abstützt, wogegen das andere Ende 33 der Rückstellfeder 32 gegen den Vorsprung 31
zum Anliegen kommt. An dem Fortsatz 13 ist ferner ein Verlängerungsteil 34 angeformt,
dessen Länge so bemessen ist, daß sich das freie Ende 33 und die Verlängerung überlappen
können. Am beweglichen Kontakthebel 19 greift weiterhin eine Kontaktrückstellfeder
24 an, die das bewegliche Kontaktstück dauernd in Ausschaltstellung beaufschlagt.
Die Rückstellfeder 32, die hier als Dreh- bzw. Biegefeder angebracht ist, hat die
Aufgabe, den Klinkenhebel 26 nach der Auslösung der Verklinkungsstelle 30 wieder in
die auslösebereite Stellung zu verringern, damit die Verklinkungsstelle 30 sofort
beim Einschalten verklinkt wird. Natürlich würde die Feder 32 unwirksam bleiben, wenn
z.B. der thermische Auslöser verbogen bleibt und den Klinkenhebel 26 in Auslösestellung
hält, was dann vorkommen kann, wenn der Schalter eingeschaltet werden würde, wenn
das Thermobimetall aufgrund der unmittelbar vorhergehenden Ausschaltung noch warm
und verbogen ist. Die Figur 1 zeigt nun das Schaltwerk in ausgeschaltetem Zustand.
Um das Schaltwerk einschalten zu können, muß der Betätigungsgriff 11 im Uhrzeigersinn
(Pfeilrichtung P) verschwenkt werden und dabei wird über den Bügel 16 das bewegliche
Kontaktstück bzw. der Kontakthebel 19 in Einschaltstellung gebracht. Dabei stützt
sich der Kontakthebel 19 auch an der Verklinkungsstelle 30 oder genauer gesagt an
dem hakenförmigen Fortsatz 29 ab.
[0016] In der Figur 2 ist dargestellt, daß der Kontakthebel 19 und das bewegliche Kontaktstück
20 in Einschaltstellung gelangt sind. Die Verlängerung 34 legt sich gerade an das
freie längere Ende 33 der Feder 32 an; der Einschaltvorgang ist aber noch nicht beendet.
Bei weiterem Verschwenken des Betätigungsknebels 12, bis also der Betätigungsgriff
11 an dem Anschlag 10b zum Anliegen kommt, verschwenkt die Verlängerung 34 das Ende
33, so daß das Ende 33 entgegen dem Uhrzeigersinn P
1 von dem Fortsatz 31 abgehoben wird. Der Betrag, um den dies erfolgt ist mit A in
Figur 3 bezeichnet. Dadurch wird der Klinkenhebel praktisch von der Kraft der Rückstellfeder
des Klinkenhebels entlastete so daß an der Verklinkungsstelle 30 eine geringere Kraft
wirkt. Damit ist ein Verschwenken des Klinkenhebels 26 in Pfeilrichtung F
R ist daher mit geringerer Kraft möglich, weil in jedem Fall die Kraft der Rückstellfeder
nicht überwunden werden muß, zumindest in dem Moment des Auslösens.
[0017] Beim Auslösen wird die Verlängerung 34 sich wieder von dem Ende 33 entfernen und
damit kann die volle Rückstellkraft wieder auf den Klinkenhebel 26 einwirken.
[0018] Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 4 ist zur Rückstellung des Klinkenhebels 26 eine
Zugfeder 40 vorgesehen, die mit ihrem einen Ende an eine dem Fortsatz 31 entsprechende
Ausformung 41 angehängt ist, wogegen das andere Ende an dem Fortsatz 13 angebracht
ist. Der Schalter gemäß Figur 4 befindet sich wieder in der Ausschaltstellung in der
der Ausführung gemäß Figur 1 gleichen Stellung. In dem Ausschaltzustand besitzt die
Feder 40 ihre maximale Länge L
1, so daß die Rückstellkraft hierbei auch maximal ist. Wenn der Schalter eingeschaltet
werden soll, wenn also der Schaltknebel 42 in Pfeilrichtung P verschwenkt wird, bewegt
sich der Anlenkpunkt 43 der Feder am Fortsatz 13 in die Stellung, die in der Figur
4 mit 44 bezeichnet ist. Die Länge L
2 der Feder 40 ist dann kleiner als die Länge L
1 der Feder 40 im ausgeschalteten Zustand.
[0019] Die Rückstellkraft auf den Klinkenhebel ist dabei in der Ausschaltstellung maximal.
[0020] Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, die in den Figuren 1 bis 4 anhand zweier
Rückstellfederkonstruktionen gezeigt und erläutert worden ist, wird während des Einschaltvorganges
die Rückstellfeder entlastet (siehe Figur 4) bzw. die Rückstellfunktion der Feder
nach dem Herstellen des Verklinkungszustandes wirkungslos gemacht. Dadurch ergeben
sich zwangsläufig geringere Entklinkungskräfte, und zwar um die Kraft der Rückstellfeder
verringert, und gleichzeitig geringere Rückführungskräfte für das andere Verklinkungsteil
d. h. bei der Ausgestaltung gemäß den Figuren 1 bis 4 für den beweglichen Kontakthebel.
Dies bedeutet, daß entweder billigere Bimetalle (in Figur 4 ist es ein Bimetall 45,
das mit einem Vorsprung 46 gegen eine Verlängerung 47 am Klinkenhebel 26 im Auslösefall
anschlägt) einsetzbar sind oder energieärmere Auslöser verwendet werden können. Die
Entlastung der Rückstellfedern 32 und 40 erfolgt durch Veränderung der Ruhestellung
der Klinkenfedern bzw. der Rückstellfedern während des Einschaltvorganges durch ein
Schaltwerkteil. Bei den erfindungsgemäßen Ausführungen ist dieses Schaltwerkteil der
Betätigungsgriff 12/42.
1. Schaltwerk für einen elektrischen Schalter, insbesondere für einen Leitungsschutzschalter,
mit einem Klinkenhebel (26), der mittels einer Rückstellfeder (32, 40) in Richtung
auslösebereite Stellung beaufschlagt (belastet) ist, und mit einem mit dem Klinkenhebel
(26) eine Verklinkungsstelle (30) bildenden Auslöseteil (19), das gegebenenfalls einstückig
mit dem beweglichen Kontakthebel (19) verbunden oder Teil davon sein kann, dadurch
gekennzeichnet, daß Mittel (33, 34) vorgesehen sind, die die Rückstellfeder (32) während
des Einschaltvorganges nach Herstellung der Verklinkung entgegen der Rückstellrichtung
beaufschlagen.
2. Schaltwerk nach Anspruch 1, mit einer als Drehfeder ausgebildeten Rückstellfeder
(32), deren erstes Ende (28) ortsfest gelagert oder eingespannt und deren zweites
Ende (33) sich am Klinkelhebel abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß am Schaltknebel
(12) ein Fortsatz (13, 34) vorgesehen ist, der das verlängerte zweite Ende (33) eine
bestimmte Wegstrecke (A) von der Abstützstelle am Klinkenhebel (26) abhebt.
3. Schaltwerk nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, mit einer als Zugfeder ausgebildeten
Rückstellfeder, deren eines Ende an dem Klinkenhebel (26) angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das andere Ende der Zugfeder (40) am Schaltknebel (42) derart angelenkt ist, daß
die Rückstellkraft in der Ausschaltstellung des Schaltknebels (42) maximal ist.
4. Schaltwerz zaec dem Oberbegriff des Anspruches 1, mit einer als Druckfeder ausgebildeten
Rückstellfeder, deren eines Ende an dem Klinkenhebel (26) angelenkt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das andere Ende der Druckfeder (40) am Schaltknebel (42) derart angelenkt - ist,
daß die Rückstellkraft in der Ausschaltstellung des Schaltknebels (42) maximal ist.