[0001] Die Erfindung betrifft ein Schaltschloß für ein elektrisches Schaltgerät gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
[0002] Elektrische Schaltgeräte besitzen u. a. eine Kontaktstellenanordnung mit einer feststehenden
und einem beweglichen Kontaktstückanordnung, einem thermischen und/oder einen elektromagnetischen
Auslöser sowie einem Schaltschloß, das einerseits mit dem bzw. den Auslösern und andererseits
mit der beweglichen Kontaktstückanordnung zusammen wirkt. Im Falle einer Auslösung
wird ein Klinkenmechanismus vom Auslöser entklinkt, und die Kontaktöffnung erfolgt
üblicherweise über ein Kniehebelsystem, das in Verbindung mit weiteren Hebeln und
Laschen die Bewegung des Schaltschlosses auf die Kontaktstücke überträgt und diese
bleibend öffnet. Das Kniehebelsystem wird durch ein Betätigungselement über eine translatorische
Bewegung (Druckknopf), über eine Dreh- oder Kippbewegung (Drehknopf, Schalthebel)
bewegt und in eine Übertotpunktstellung gebracht. Durch diese Bewegung des Kniehebelsystems,
welches sich üblicherweise über den Klinkermechanismus abstützt, wird ein Kraftspeicher
gespannt. Dieser Klinkenmechanismus wirkt auf Übertragungsteile und damit, auf die
Kontaktstellenanordnung. Beim Einschalten wird diese über das Schaltschloß geschlossen
und beim Ausschalten geöffnet. Durch eine Auslösung wird der Verklinkungsmechanismus
entklinkt, in dem die Abstützung einer Klinke außer Kraft gesetzt wird, so daß das
Kniehebelsystem zusammenbrechen kann. Das Schaltschloß wirkt bei dem Zusammenbrechen
des Kniehebelsystems aufgrund der Federkraft in öffnender Weise. Beim selbsttätigen
Rückstellen des Betätigungselementes in die Ursprungsposition (Aus-Stellung) wird
der Verklinkerungsmechanismus wieder aktiviert, so daß das Schaltschloß wieder eingeschaltet
werden kann. Das Schaltschloß kann bei Festhalten des Betätigungselements in Ein-Stellung
unbeeinflußt auslösen. Bei Kontaktverschweißung darf das Betätigungselement nicht
in die Ausposition gelangen und dem Bediener eine Kontaktöffnung anzeigen.
[0003] Aus der EP 0 612 089 A2 ist ein Schaltschloß mit Drehantrieb bekannt. Über das Bedienteil
wird über zwei drehbar gelagerte Teile mit Kegelrad eine Umlenkung der Drehachse um
90° erreicht. Das zweite schwenkbare Teil mit Kegelzahnrad enthält eine bananenförmige
Ausnehmung, welche den Kniehebel bewegt. Durch die Abstützung des Kniehebels an einer
Klinke beim Einschalten des Schaltschlosses wird der Kraftspeicher mit zwei Druckfedern
gespannt und über einen Hebelmechanismus mit Kontakttragerteil der Kontaktapparat
geschlossen bzw. das Gerät eingeschaltet. Beim Ausschalten des Schaltschlosses wird
das Schaltwerk über einen Schiebemechanismus entklinkt, so daß das Öffnen der Kontaktstellenanordnung
bzw. das Ausschalten sprunghaft erfolgt.
[0004] Bei dieser Anordnung ist eine große Anzahl von Teilen vorhanden, so daß die Fertigungskosten
hoch sind. Auch erfolgt zweimal eine 90° -Umlenkung, um die Kontaktschließung oder
Kontaktöffnung zu erreichen. Dadurch, daß beim Ausschalten das Schaltschloß über einen
Schiebemechanismus entklinkt wird, ist die Belastung der Verklinkungsstelle, die aus
einer Metall/Kunststoffkombination besteht (Wechsel von Ein/Aus), groß und es kann
frühzeitig zum sogenannten Durchschnappern kommen.
[0005] Aus der DE 42 01 026 A1 ist ein Schaltschloß bekannt geworden, welches sowohl durch
Tastendruck als auch über einen Drehantrieb eingeschaltet werden kann. Das Schaltschloß
wird über eine Wippe eingeschaltet, welche ein Hebel des Kniehebelsystems ist. Diese
Wippe wird durch eine Taste zum Einschalten und durch eine weitere Taste zum Ausschalten
des Schaltschlosses bewegt. Beim Drehantrieb wird die Wippe durch eine Umlenkung der
Drehachse um 90° mittels zusätzlicher Teile bewegt. Durch die Bewegung des Kniehebelsystems
über eine Totpunktstellung hinaus spannt das Kniehebelsystem über einen Übertragungshebel
den Kraftspeicher, der über einen Zusatzhebel auf die Stößel wirkt und die Kontaktstücke
schließt. Das Ausschalten erfolgt nicht sprunghaft, weil ein Schnappmechanismus für
den Ausschaltvorgang nicht vorhanden ist. Die Geschwindigkeit der Kontaktöffnung ist
daher verlangsamt und dadurch erhöht sich aufgrund der längeren Lichtbogeneinwirkung
der Abbrand der Kontaktstükke.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schaltschloß der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei dem die Anzahl der Teile im Vergleich zu den bekannten Anordnungen verringert
ist und darüber hinaus auch die mechanische Belastung und damit der Verschleiß des
Schaltschlosses verringert werden. Darüber hinaus soll die Anordnung als Schnappmechanismus
insbesondere beim Ausschalten wirken, so daß das Ausschalten sprunghaft erfolgt.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 1.
[0008] Erfindungsgemäß also besitzt das Schaltschloß einen ersten Hebel, der an seinem einen
Ende ortsfest drehbar gelagert ist, einen zweiten Hebel, der mit einem Ende mit dem
anderen Ende des zweiten Hebels drehbar verbunden ist und einen Teil der Verklinkungsstelle
bildet, wobei beide Hebel etwa parallel zueinander und etwa senkrecht zur Kraftrichtung
des Auslösers verlaufen, und dessen anderes Ende im Bereich der ortsfesten Auflagerung
des ersten Hebels an einem Haltebügel gelagert ist, sowie einen dritten Hebel, der
mit einem Ende ortsfest drehbar gelagert ist und mit dem anderen Ende den anderen
Teil der Verklinkungsstelle bildet. Weiterhin ist erfindungsgemäß eine Kniehebelanordnung
aus einem am dritten Hebel angelenkten Zwischenhebel und einer Lasche, deren freies
Ende linear geführt und mit dem beweglichen Teil der Kontaktstelle gekoppelt ist,
wobei die lineare Führung etwa senkrecht zur Kraftrichtung des Auslösers verläuft,
vorgesehen.
[0009] Der Vorteil dieser Anordnung besteht im wesentlichen darin, daß die Anzahl der Teile
reduziert und darüber hinaus auch der Verschleiß der einzelnen Teile vermindert werden,
so daß die Gefahr einen sogenannten Durchschnappens nicht mehr gegeben ist.
[0010] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ein zwischen Verklinkungsstelle
und Auslöser drehbar gelagertes Verbindungselement vorgesehen sein, das in verklinktem
Zustand den ersten und damit den zweiten Hebel in der Verklinkungsstelle festhält
und bei einer Auslösung den zweiten Hebel zur Öffnung der Verklinkung freigibt.
[0011] Dabei kann das Verbindungselement mittels einer Feder dauernd in Festhalterichtung
beaufschlagt sein.
[0012] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist am Verbindungselement eine Haltefläche angeformt,
die mit einer Stützfläche am ersten Hebel in Einschaltstellung zusammenwirkt, bei
Auslösung jedoch von der Stützfläche freikommt und den ersten Hebel freigibt.
[0013] Weiterhin ist vorgesehen, daß der am anderen Ende des zweiten Hebels mit seinem einen
Ende angelenkte Haltebügel an seinem anderen Ende federnd gegen einen Anschlag gedrückt
ist und so einen beweglichen Drehpunkt für den ersten und zweiten Hebel bildet.
[0014] Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Lasche an dem Ende, an dem sie mit
dem Zwischenhebel verbunden ist, eine Nase aufweisen, die mit einem Vorsprung am Haltebügel
zusammenwirkt, so daß bei Verschwenken der Lasche auch der Haltebügel verschwenkt.
[0015] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den weiteren
Unteransprüchen zu entnehmen.
[0016] Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist,
sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen
der Erfindung und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.
[0017] Es zeigen:
- Fig. 1 bis 5
- eine Einsicht in ein Schaltschloß in unterschiedlichen Stellungen,
- Fig. 6
- eine perspektivische Darstellung eines Schaltschloßträgers in einem Motorschutzschalter,
- Fig. 7 und 8
- die Übertragung der Bewegung des Schaltschlosses auf eine Doppelkontaktstelle in Aus-
und Einschaltstellung und
- Fig. 9
- eine Drehknopfsteuerung zur Übertragung der Drehwegegung eines Drehknopfes auf das
Schaltschloß
[0018] Es sei nun Bezug genommen auf die Fig. 8.
[0019] Die Fig. 8 zeigt ein Schaltschloß 10 von der Seite, dessen Ausgang bei 11 mit einem
ersten Arm 12 eines L-förmigen Drehhebels 13 gekuppelt ist, dessen zweiter Arm 14
auf einen Kontaktträger 15 einwirkt, an dem eine Kontaktbrücke 16 angebracht ist,
die zwei bewegliche Kontaktstücke 17 und 18 trägt. Die beweglichen Kontaktstücke 17
und 18 wirken mit feststehenden Kontaktstücken 19 und 20 zusammen, die an Lichtbogenleitschienen
21, 22 befestigt sind. Die Lichtbogenleitschienen 21, 22 begrenzen nicht näher dargestellte
Lichtbogenläschblechpakete und dienen dazu, den am feststehenden Kontaktstück 19 bzw.
20 entstehenden Lichtbogenfußpunkt in das Lichtbogenlöschblechpaket zu führen.
[0020] Der L-förmige Drehhebel ist bei 23 beweglich und drehbar gelagert; der erste Arm
12 ist von einer Druckfeder 24 beaufschlagt, dergestalt, daß die Durckfeder 24 den
Drehhebel im Uhrzeigersinn in Ausschaltrichtung zu verschwenken trachtet, so daß der
zweite Arm 14 auf einen Absatz 25 am Kontaktträger 15 aufschlagen kann, sobald das
Schaltschloß den ersten Arm 12 freigegeben hat. Die Fig. 7 zeigt die Ausschaltstellung:
Die Druckfeder 24 hat den Drehhebel verschwenkt, so daß der zweite Arm 14 auf den
Absatz 25 aufschlagen und den Kontaktträger 15 zusammen mit der Kontaktbrücke 16 in
Ausschaltstellung bringen konnte.
[0021] Das Schaltschloß 10 ist, wie aus Fig. 6 ersichtlich, in einem Schaltschloßträger
26 aufgenommen. Er besitzt einen Aufnahmeraum 27, in den das Schaltschloß eingesetzt
ist.
[0022] Es sei nun Bezug genommen auf die Figuren 1 bis 5.
[0023] Die Fig. 1 zeigt das Schaltschloß in Einschaltstellung. Es besitzt einen ersten Hebel
30, der eine etwa bananenförmige Kontur aufweist und an seinem einen Ende bei 31 ortsfest
drehbar gelagert ist. Das andere Ende des ersten Hebels 30 ist über ein Gelenk 32
gelenkig mit einem zweiten Hebel 33, der den ersten Hebel 30 teilweise verdeckt, verbunden.
An diesem zweiten Hebel 33 befindet sich eine Nase 34, die in weiter unten beschriebenen
Weise einen Teil einer Verklinkungsstelle bildet. Das andere Ende des zweiten Hebels
ist bei 35 mit einem etwa U-förmigen Steuerhebel 36 drehbar gelagert, dessen anderes
Ende von einer Druckfeder 37 gegen einen Vorsprung 37a gedrückt wird. Die beiden Hebel
30 und 33 verlaufen etwa parallel zueinander. Auf der der Nase 34 entgegengesetzten
Seite des ersten Hebels 30 ist eine Abstütznase 38 angeformt, die sich gegen eine
Abstützfläche 39 eines drehbar gelagerten Drehteils 40 abstützt, welches Drehteil
40 einen Angriffsbereich 41 aufweist, an dem ein thermisches oder elektromagnetisches
Auslöseelement angreifen kann und das Drehteil 40 im Uhrzeigersinn verschwenkt. Über
eine Doppelschenkelfeder 42 ist das Drehteil 40 entgegen dem Uhrzeigersinn beaufschlagt,
so daß es bei Beendigung der Auslösung in die in Fig. 1 gezeichnete Stellung zurückbewegt
werden kann.
[0024] Das Schaltschloß besitzt weiterhin einen dritten Hebel 43, der etwa L-förmig gebogen
ist und dessen erster Schenkel 44 auf der diametral zum Drehteil 49 gegenüberliegenden
Seite bei 45 drehbar gelagert ist. Dieser erste Schenkel 44 verläuft etwa parallel
zu dem ersten und dem zweiten Hebel 30, 33. Senkrecht zum ersten Schenkel 44 ist ein
zweiter Schenkel 46 angeschlossen, dessen freies Ende eine Stützfläche 47 für die
Nase 34 bildet. Etwa in der Mitte des zweiten Schenkel 46 ist gelenkig eine Kniehebelanordnung
48 mit zwei Laschen 49 und 52 angeschlossen, wobei die erste Lasche 49 mit ihrem freien
Ende bei 50 am zweiten Schenkel 46 angelenkt und mit ihrem anderen Ende bei 51 mit
der zweiten Lasche 52 gelenkig verbunden ist. In der Fig. 1 dargestellten Lage (Verklinkungsstellung)
verlaufen die erste und zweite Lasche 49, 52 etwa parallel zum ersten Schenkel 44
sowie zu dem ersten und zweiten Hebel 30 und 33, wobei der Gelenkpunkt 51 auf der
dem Gelenkpunkt 45 zugewandten Seite einer Verbindungslinie zwischen dem Gelenkpunkt
50 am zweiten Schenkel 43 und dem Abstützpunkt 53, an der Lasche 52 und dem Abstützpunkt
53a (Fig. 6) am Gehäuse 26 liegt. Wenn die Laschen 49 und 52 miteinander fluchten,
ist eine Totpunktlage erreicht worden; die Fig. 1 zeigt die Stellung in der sogenannten
ersten stabilen und verklinkten Lage. Mit anderen Worten: in der Verklinkungsstellung
bilden der erste und zweite Hebel 30, 33 mit dem Steuermittelhebel 36 eine U-Form,
die durch die Laschen 49, 48 zu einer E-Form ergänzt wird. Die Nase 34 und die Stützfläche
47 befinden sich etwa in der Mitte des sogenannten Schenkels der U-Form, der aus den
beiden Hebeln 30, 33 gebildet wird. Der Steuerhebel 36 schließt an das "freie Ende"
des aus den Hebeln 30, 33 gebildeten sogenannten Schenkels an.
[0025] Am ersten Schenkel 44 greift eine Druckfeder 54 an, die den dritten Hebel 43 in Uhrzeigersinn
verschwenken will und auf diese Weise die beiden Laschen 49 und 52 in der sogenannten
ersten stabilen Lage hält. An der zweiten Lasche 52 ist ein Nasenvorsprung 55 angeformt,
der in weiter unten dargestellten Weise mit einem entsprechenden Nasenvorsprung 56
am Steuerhebel 36 zusammenwirkt, siehe weiter unten.
[0026] Das Schaltschloß besitzt demgemäß zwei Verklinkungsstellen, nämlich die Verklinkungsstelle
38/39 sowie die Verklinkungsstelle 34/47.
[0027] Die Fig. 2 zeigt das Schaltschloß in einer Auslösestellung, bei der die Verklinkungsstelle
38 und 39 entklinkt ist, weil auf den Angriffsbereich 41 eine Kraft in Pfeilrichtung
P, also etwa parallel zum zweiten Schenkel 46 und etwa senkrecht zu den Hebeln 30,33
eingewirkt hat. Dadurch wird der erste Hebel 30 freigegeben und aufgrund der Druckfeder
37 über den Steuerhebel 36 und den zweiten Hebel 33 verschwenkt, so daß die zweite
Verklinkungsstelle 34 und 47 freigegeben wird; dadurch kann sich der dritte Hebel
43 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenken und gibt so die Kniehebelanordnung 48 frei,
so daß diese sich in die zweite stabile Lage verschieben kann, siehe Fig. 3, wobei
sich der Abstützpunkt 53 in die Richtung bewegen kann, die dann parallel zum ersten
Schenkel 44 in Richtung auf den zweiten Schenkel 46 verläuft.
[0028] Die Bewegung des Abstützpunktes 53 wirkt auf die Drehbewegung eines Drehknopfes,
wie weiter unten dargestellt wird.
[0029] An dem Gelenkpunkt 51 ist ein Zapfen (mit gleicher Bezugsziffer) angeformt, der in
eine Kulisse 60 an einem Drehknopf oder Drehbetätigungselement 61 eingreift. Über
diese Kulisse 60 wird bei einer Auslösung einerseits der Drehknopf 61 verschwenkt
bzw. verdreht und beim Einschalten die Kniehebelanordnung 48 aus der Ausschaltung,
siehe Fig. 4 in die Einschaltstellung, siehe Fig. 1 verbracht.
[0030] Zur Ausschaltung wirkt der Drehknopf über die Kulisse auf das Gelenk 51, wodurch
die Lasche 48 entgegen der Pfeilrichtung A (Fig. 2) verschoben wird. Dabei drückt
die Nase 55 an der Lasche 48 auf die Nase 56 des Steuerhebels 36 und verdreht diesen,
so daß er sich um den Abstützpunkt am Vorsprung 37a im Uhrzeigersinn verschwenkt.
Dadurch wird der zweite Hebel 33 mitgenommen und so die Verklinkungsstelle 34/47 entklinkt,
so daß der Schalter ausschalten kann.
1. Schaltschloß für ein elektrisches Schaltgerät, insbesondere für einen Motorschutzschalter,
dessen Eingang mit einem thermischen oder elektromagnetischen Auslöser und dessen
Ausgang mit dem beweglichen Teil einer Kontaktstelle gekuppelt sind, mit einer Verklinkungsstelle,
die von dem Auslöser entklinkbar ist, und mit einem Schaltgriff, mit dem die Verklinkungsstelle
zum Ausschalten entklinkt und zum Einschalten verklinkt wird,
gekennzeichnet durch
- einen ersten Hebel (30), der an seinem einen Ende (31) ortsfest drehbar gelagert
ist,
- einen zweiten Hebel (33), der mit einem Ende mit dem anderen Ende des ersten Hebels
(30) (bei 32) drehbar verbunden ist und einen Teil der Verklinkungsstelle bildet,
wobei beide Hebel (30, 33) etwa parallel zueinander und etwa senkrecht zur Kraftrichtung
(P) des Auslösers verlaufen, und dessen anderes Ende im Bereich der ortsfesten Auflagerung
des ersten Hebels an einem Steuerbügel (36) gelagert ist.
- einen dritten Hebel (43), der mit einem Ende (bei 45) ortsfest drehbar gelagert
ist, und mit dem anderen Ende den anderen Teil der Verklinkungsstelle bildet, und
- eine Kniehebelanordnung (48) aus einem am dritten Hebel (43) angelenkten Zwischenhebel
(49) und einer Lasche (52), deren freies Ende linear geführt und mit dem beweglichen
Teil der Kontaktstelle (18, 20; 17, 19) gekoppelt ist, wobei die lineare Führung etwa
senkrecht zur Bewegungsrichtung des Auslösers verläuft.
2. Schaltschloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen der Verklinkerungsstelle (34, 47) und dem Auslöser ein drehbar gelagertes
Verbindungselement (40) vorgesehen ist, das im verklinkerten Zustand den ersten (30)
und damit auch den zweiten Hebel (32) in Verklinkungsstellung festhält und bei einer
Auslösung den ersten Hebel zur Öffnung der Verklinkung freigibt.
3. Schaltschloß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verklinkungselement (40) mittels einer Feder (42) dauernd in die Richtung beaufschlagt
ist, in der das Verbindungselement (40) den ersten Hebel (33) in Verklinkungsstellung
beaufschlagt.
4. Schaltschloß nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Verbindungselement (40) eine Abstützfläche (39) vorgesehen ist, die mit einer
Abstütznase (38) am ersten Hebel (30) in Einschaltstellung zusammenwirkt und somit
eine weitere Verklinkungsstelle bildet, bei Auslösung jedoch von der Abstütznase freikommt
und den ersten Hebel (30) freigibt.
5. Schaltschloß nach einem der vorigen Ansprüche, daß der am anderen Ende des zweiten
Hebels (33) mit seinem einen Ende angelenkte Steuerhebel (36) an seinem anderen Ende
federnd gegen einen ortsfesten Anschlag (37a) gedrückt ist und so einen beweglichen
Drehpunkt für den ersten und zweiten Hebel bildet.
6. Schaltschloß nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasche (52) an dem Ende, an dem sie mit dem Zwischenhebel (49) einen Nasenvorsprung
(55) aufweist, der mit einem Vorsprung (56) am Steuerbügel (36) zusammenwirkt, so
daß bei Verschwenkung der Lasche (52) auch der Steuerbügel (36) verschwenkt.
7. Schaltschloß nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Hebel (43) L-förmig mit einem ersten Schenkel (44), der etwa parallel
zur Totpunktlinie der Laschen (52, 49) verläuft und dessen freies Ende (bei 45) drehbar
ortsfest gelagert ist, und mit einem zweiten Schenkel (46) ausgebildet ist, der etwa
senkrecht zu der Totpunktlinie verläuft und mit einem freien Ende einen Teil der Verklinkungsstelle
bildet.
8. Schaltschloß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Schenkel (44) eine Feder (54) angreift, die den dritten Hebel (43) in Richtung
Verklinkungsstelle (34, 47) und damit die Kniehebelanordnung in ihre verriegelte erste
stabile Lage (Einschaltstellung, siehe Fig. 1) beaufschlagt.
9. Schaltschloß nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Gelenkachse der Kniehebelanordnung (48) ein Zapfen (51) angeformt ist, der
in einer Nocken- oder Kulissennut (60) am als Drehgriff ausgebildeten Schaltgriff
(61) geführt ist.
10. Schaltschloß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (60) eine Z-Form bildet.
11. Schaltschloß nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichent, daß zwischen
den beiden parallel verlaufenden Abschnitten der Kulisse (60) ein kreisbogenförmiger
Abschnitt verläuft, dessen Mittelpunkt der Drehachsenmittelpunkt des Drehgriffes ist.
12. Schaltschloß nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehgriff so montiert ist, daß die parallelen Abschnitte in Richtung der Bewegung
des beweglichen Teiles der Kontaktstelle verlaufen.