Leitungsschutzschalter

Abstract

 Leitungsschutzschalter, dessen Schaltschloß eine drehbar gelagerte Klinke (1) aufweist, die einerseits ein Kontakt­stück (2) trägt und andererseits mit einem Auslöseorgan (3) verklinkt ist, wobei auf die Klinke (1) ein Handbe­tätigungsorgan (4) und zumindest eine Schaltfeder (5) einwirken. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Klin­ke (1) nahe vor der Verklinkungsstelle (11) durch eine Koppelstelle (23) unterbrochen ist, so daß eine kürzere Teilklinke (14) zwischen ihrer Verklinkungsstelle (11) und einer Auflage (16) am Gehäuse jenseits der Koppel­stelle (23) und eine längere Teilklinke (15) vorliegt, die sich zwischen der Koppelstelle und zumindest bis zum Angriff der Schaltfeder (5) erstreckt, wobei sich die Teilklinken(14, 15) in der Koppelstelle überlappen und die kürzere Teilklinke (14) drehbar in einer Kulissen­führung (17) zwischen ihrer Verklinkungsstelle (11) und ihrer Auflage (16) gelagert ist, so daß zumindest an der kürzeren Teilklinke (14) eine Kraftuntersetzung zur Ver­klinkungsstelle (11) durch Wahl der Hebelarme, von der Koppelstelle (23) zur Auflage (16) am Gehäuse sowie zur Verklinkungsstelle (11), besteht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Leitungsschutzschal­ter, dessen Schaltschloß eine drehbar gelagerte Klinke aufweist, die einerseits ein Kontaktstück trägt und ande­rerseits mit einem Auslöseorgan verklinkt ist, wobei auf die Klinke ein Handbetätigungsorgan und zumindest eine Schaltfeder einwirken.

[0002] Derartige Leitungsschutzschalter, die aus wenigen Bau­teilen aufgebaut sind, und besonders solche, deren be­wegliche Teile des Schaltschlosses direkt in den Gehäu­sewänden gelagert sind, erweisen sich in der Praxis gegen Abweichungen in den Abmessungen von Bauteilen besonders empfindlich. Bei einer Lagerung in Gehäusewänden aus Kunststoff ergeben sich auch mit der Alterung weitere Abweichungen, die die Funktion des Leitungsschutzschal­ters beeinträchtigen können. Eine Abhilfe hat man bisher in einer aufwendigen Überdimensionierung der auslösenden Elemente gesucht. Andererseits ist man aus Wirtschaftlich­keitsgründen bestrebt, Leitungsschutzschalter aus mög­lichst wenigen Bauteilen aufzubauen.

[0003] Der Erfindung liegt weiter die Erkenntnis zugrunde, daß insbesondere dann, wenn die Schaltfeder auf einen in der Klinke drehbeweglich gelagerten Kontakthebel angreift und zugleich die Kontaktkraft bereitstellt, die Verklin­kungskraft, also die Kraft zwischen der Klinke an ihrer Auflage auf dem Auslöseorgan verhältnismäßig hoch ist, was durch Reibung und Verhakungen weitere Unregelmäßig­keiten im Auslöseverhalten eines derartigen Leitungs­schutzschalters bewirken kann.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leitungs­schutzschalter der eingangs geschilderten Art, also aus wenigen Bauteilen, in seiner Funktionssicherheit zu er­höhen und wirtschaftlich auszuführen.

[0005] Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht nach der Er­findung darin, daß die Klinke nahe vor der Verklinkungs­stelle durch eine Koppelstelle unterbrochen ist, so daß eine kürzere Teilklinke zwischen ihrer Verklinkungsstel­le und einer Auflage am Gehäuse jenseits der Koppelstelle und eine längere Teilklinke vorliegt, die sich zwischen der Koppelstelle und zumindest bis zum Angriff der Schalt­feder erstreckt, wobei sich die Teilklinken in der Kop­pelstelle überlappen und die kürzere Teilklinke drehbar in einer Kulissenführung zwischen ihrer Verklinkungs­stelle und ihrer Auflage am Gehäuse gelagert ist, so daß zumindest an der kürzeren Teilklinke eine Kraftunter­setzung zur Verklinkungsstelle durch Wahl der Hebelarme, von Koppelstelle zur Auflage am Gehäuse sowie zur Ver­klinkungsstelle, besteht.

[0006] Dadurch wird das Auslöseorgan bewegungsmäßig vom eigent­lichen Schaltschloß entkoppelt, so daß Längenänderungen der abgekoppelten Teilklinke über die kurze Teilklinke mit der Abstützung auf dem Auslöseorgan nicht übertragen werden. Darüber hinaus führt die Kraftuntersetzung zur Ver­klinkungsstelle zu einer kleineren erforderlichen Auslöse­arbeit und zu geringerem Einfluß von Streuungen der Auslö­searbeit auf das Auslöseverhalten.

[0007] Es ist ein Schalter bekannt (US-PS 2 190 517), der eine kürzere und eine längere Teilklinke um einen gemeinsamen Drehpunkt aufweist, wobei die Verklinkung durch eine wär­meempfindliche Feder erfolgt, die beim Abspringen von der kürzeren Teilklinke die Kraft der Schaltfeder überkom­pensiert und ein Kontaktstück am freien Ende der längeren Teilklinke von einem festen Gegenkontakt abhebt. Hierbei stellt die Schaltfeder auch die Kontaktkraft bereit; der federnde Bimetallbügel begrenzt in der Praxis jedoch den Einsatzbereich eines derartigen Schalters. Außerdem kann man durch die gemeinsame Lagerung der Teilklinken eine Abkopplung von Schiebebewegungen der längeren Teilklinke von der kürzeren Teilklinke nicht erreichen. Bei einem derartigen Aufbau kann zur Verklinkungsstelle auch keine Kraftuntersetzung erreicht werden.

[0008] Beim erfindungsgemäßen Leitungsschutzschalter kann die Koppelstelle zumindest in etwa in der Drehachse der kürzeren Teilklinke liegen. Das hat den Vorteil, daß einerseits die Hebeluntersetzung nicht verschlechtert wird und andererseits Reibungseinflüsse das Freikommen und Wiederanlegen am Gehäuse nicht stören.

[0009] Es ist günstig, wenn die kürzere Teilklinke für die län­gere Teilklinke an der Koppelstelle in zwei Koordinaten eine ballige Auflage bildet. Dadurch wird die Kopplung gegen Verwindungen unempfindlich.

[0010] Die kürzere Teilklinke kann insbesondere ein Formstoff­teil aus Isoliermaterial sein, wodurch nicht nur die Her­stellung kompliziertere Formen erleichtert wird, sondern auch eine elektrische Trennung zwischen Klinke und Aus­löseorgan erfolgt, So daß die Verklinkungsstelle durch Lichtbögen nicht beeinträchtigt werden kann.

[0011] Es ist weiter günstig, die kürzere Teilklinke an der Ver­klinkungsstelle in zwei Koordinaten der Verklinkungsebene ballig auszuführen. Verwindungen in der Lagerung der Klin­ke können dann das Auslöseverhalten nicht beeinflussen.

[0012] Nach einer Ausgestaltung bildet die kürzere Teilklinke die Koppelstelle auf einer Seite einer taschenförmigen Aufnahme, deren andere Seite zu einem Arm verlängert ist, der sich bei einer Rückverklinkung in der Offenstellung nach einer Auslösung gegen eine Führungskontur legt, die die kürzere Teilklinke in Richtung der gedachten Längs­achse der längeren Teilklinke ausrichtet. Dadurch wird in einfacher Weise die Rückverklinkung sichergestellt.

[0013] Die Erfindung soll nun anhand von in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:

In Fig. 1 ist ein Leitungsschutzschalter in Seitenansicht, teilweise aufgebrochen, im ausgeschalteten Zustand wieder­gegeben.

In Fig. 2 ist der Leitungsschutzschalter nach Fig. 1 kurz vor der Einschaltstellung, also der Kontaktberührung, dar­gestellt.

In Fig. 3 ist der Leitungsschutzschalter im eingeschal­teten Zustand wiedergegeben.

In Fig. 4 ist der Leitungsschutzschalter unmittelbar nach seiner Entklinkung veranschaulicht.

In Fig. 5 ist die Freiauslösung, also die Ausschaltung bei festgehaltenem Handbetätigungsorgan, dargestellt.

In Fig. 6 ist der Zustand kurz vor der Rückverklinkung veranschaulicht.

In Fig. 7 sind zwei Teilklinken und ein Auslöseorgan in Explosionsdarstellung veranschaulicht.

In Fig. 8 ist die Aufsicht auf die zusammengefügten Teil­klinken nach Fig. 7 bei Eingriff im Auslöseorgan veran­schaulicht.

[0014] Der Leitungsschutzschalter nach Fig. 1 weist ein Schalt­schloß mit einer drehbar gelargerten Klinke 1 auf, die einerseits ein Kontaktstück 2 trägt und andererseits mit einem Auslöseorgan 3 verklinkt ist. Auf die Klinke wirkt ein Handbetätigungsorgan 4 und eine Schaltfeder 5 ein.

[0015] Im Ausführungsbeispiel ist das Kontaktstück 2 an einem Kontakthebel 6 angeordnet, der drehbeweglich in der Klin­ke 1 gelagert ist. Die Schaltfeder 5 greift am freien En­de des Kontakthebels an und liefert dadurch auch die Kon­taktkraft für den Schaltkontakt, der aus dem beweglichen Kontaktstück 2 und dem Festkontaktstück 7 gebildet ist. Zwischen den Kontaktstücken können in bekannter Weise Löschbleche angeordnet werden, die sich für einfache Schaltaufgaben jedoch erübrigen. Der Strompfad über das Auslöseorgan 3, der im Ausfürhungsbeispiel als Schienen­magnet (z. B. nach DE-OS 30 34 790) veranschaulicht ist, kann über eine Litzenleitung bekannter Art, die nicht dargestellt ist, zum Kontakthebel 6 verlaufen und von dort zum Kontaktstück 7 zu einer Anschlußklemme. Eine weitere Anschlußklemme kann auf der anderen Seite des Leitungs­schutzschalters beim Auslöseorgan 3 angeordnet sein. Der Leitungsschutzschalter kann mit einer Schnappvorrichtung 8 in üblicher Weise auf Tragschienen aufgeschnappt werden. Das Auslöseorgan kann auch ein üblicher elektromagnetischer oder thermischer Auslöser sein.

[0016] Die Klinke 1 ist in einem Klinkenhebel 9 drehbar gela­gert, wobei im Ausführungsbeispiel der Klinkenhebel in einer Klinkenhebelkulisse 10 so geführt ist, daß etwa konstanter Abstand zur Verklinkungsstelle 11 im Auslöse­organ 3 entsteht. Der Klinkenhebel 9 ist exzentrisch zur Drehachse 12 des Handbedienungsorgans 4 mit diesem ver­bunden. Eine Schaltfeder 5, im Ausführungsbeispiel eine Zugfeder, greift an der Klinke 1 über den Kontakthebel 6 an. Der Kontakthebel 6 ist in der Klinke 1 durch eine gedachte Achse 13 drehbeweglich gehalten.

[0017] Wesentlich ist nun, daß die Klinke 1 nahe vor der Verklin­kungsstelle 11 durch eine Koppelstelle unterbrochen ist, so daß eine kürzere Teilklinke 14 und eine längere Teil­klinke 15 entsteht. Die kürzere Teilklinke erstreckt sich zwischen der Verklinkungsstelle 11 und einer Auflage 16 am Gehäuse jenseits der Koppelstelle. Die längere Teil­klinke 15 erstreckt sich zwischen der Koppelstelle und zumindest bis zum Angriff der Schaltfeder 5. Im Ausfüh­rungsbeispiel ist das die Achse 13 für den Kontakthebel 6. An der Koppelstelle überlappen sich die kürzere Teil­klinke 14 und die längere Teilklinke 15 in der Er­streckungsrichtung der Klinke. Die kürzere Teilklinke 14 ist drehbar in einer Kulissenführung 17 zwischen ihrer Verklinkungsstelle 11 und ihrer Auflage 16 am Gehäuse gelagert. - Man vergleiche Fig. 5 - Zweckmäßigerweise ist eine Auflage 16 durch geeignete Ausnehmungen an Ste­gen an beiden Seiten der Gehäusewände symmetrisch zur gedachten Längsachse der Klinke ausgeführt.

[0018] Zumindest an der kürzeren Teilklinke 14 ist eine Kraft­untersetzung zur Verklinkungsstelle 11 durch geeignete Wahl der Hebelarme, von der Koppelstelle zur Auflage 16 am Gehäuse einerseits sowie andererseits von der Koppel­stelle zur Verklinkungsstelle 11, erzielt. Der Hebelarm von Koppelstelle zur Auflage 16 ist entsprechend kürzer als der Hebelarm von der Koppelstelle zur Verklinkungs­stelle 11. Im Ausführungsbeispiel ist die Koppelstelle in etwa in der Drehachse 18 der kürzeren Teilklinke 14 ausgeführt.

[0019] Die kürzere Teilklinke 14 bildet für die längere Teil­klinke 15 zu zwei Koordinaten in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene eine ballige Auflage, wodurch Verkan­tungen zwischen den Teilklinken das Auslöseverhalten nicht beeinflussen. Die kürzere Teilklinke 14 ist im Aus­führungsbeispiel ein Formstoffteil aus Isoliermaterial, so daß der Schaltkontakt aus den Kontaktstücken 2 und 7 elektrisch gegen das Auslöseorgan 3 isoliert ist. Außer­dem kann man auch eine relativ komplizierte Form der kür­zeren Teilklinke 14 so leicht fertigen. Die kürzere Teil­klinke 14 ist auch an der Verklinkungsstelle 11 zu zwei Koordinaten der Verklinkungsebene senkrecht zur Zeichen­ebene und in etwa in Richtung der Klinke aufgespannt und ballig ausgebildet. Dadurch haben Verkantungen zwischen Auslöseorgan 3 und der kürzeren Teilklinke auf das Aus­löseverhalten keinen Einfluß.

[0020] Wenn der Leitungsschutzschalter in seine Einschaltstellung überführt wird, geht der Schaltzustand nach Fig. 1 über den nach Fig. 2 in den Zustand nach Fig. 3 über. Das Hand­bedienungsorgan 4 weist für die Schaltfeder 5 eine Führungs­lippe 19 auf, die so ausgebildet ist, daß in der Stellung der Freiauslösung, wenn das Handbedienungsorgan 4 von Hand festgehalten wird, der Leitungsschutzschalter anspricht und das Auslöseorgan 3 die Klinke 1 freigibt, dann die Schaltfeder 5 über den Drehpunkt 12 des Handbedienungs­organs 4 anhebt. Die Schaltstellung der Freiauslösung ist in Fig. 5 veranschaulicht. In dieser Schaltstellung kann sich die Schaltfeder 5 ziemlich zusammenziehen, und es bildet sich hinsichtlich des von der Zugkraft der Schalt­feder 5 bewirkten Drehmoments ein labiler Zustand aus, so daß die inneren Federkräfte, die eine gerade Stellung be­wirken möchten, nach Loslassen des Handbedienungsorgans 4 dieses in die Stellung nach Fig. 1 überführen. Der Schalt­zustand kurz vor der Rückverklinkung ist in Fig. 6 ver­anschaulicht.

[0021] Im Ausführungsbeispiel ist das Handbedienungsorgan 4 walzenförmig ausgebildet, wie es in den Figuren veran­schaulicht ist. Zum Rückstellen von der Freiauslösung nach Fig. 5 in die Einschaltstellung nach Fig. 3 braucht das Handbedienungsorgan 4, nachdem man es losgelassen hat, nur von der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung überführt zu werden: Wenn das Handbedienungsorgan 4 nach der Freiauslösung gemäß Fig. 5 sich im Uhrzeigersinn nach rechts bewegt, hebt der Klinkenhebel 9 die Klinke 1 unter der Zugkraft der Schaltfeder 5 bis zur Verklinkungsstelle 11 an. Während dieses Vorgangs laufen die Stellung des Klinkenhebels 9 und die gedachte Achse der Schaltfeder 5 zunehmend auseinander, bis sie die Lage nach Fig. 1 er­reicht haben. Dadurch wird das von der Schaltfeder 5 aus­geübte Drehmoment zunehmend größer, so daß eine wachsende Rückverklinkungskraft erzielt wird.

[0022] Im einzelnen sind bei den Schaltabläufen die Teilklinken, die kürzere Teilklinke 14 und die längere Teilklinke 15, hinsichtlich ihrer Koppelstelle und ihrer Drehachsen zu beachten:

[0023] In der Ausschaltstellung nach Fig. 1 ist die kürzere Teil­klinke 14 von ihrer Abstützpunkten in der Einschaltstel­lung abgehoben. Bei der Einschaltbewegung überträgt die längere Teilklinke 15 über die Koppelstelle zur kürzeren Teilklinke 14 Auflagekraft auf die Verklinkungsstelle 11. Wenn die Auflagen 16 der kürzeren Teilklinke 14 an den Gehäusewänden eingenommen sind, bestehen für die kürzere Teilklinke 14 drei Auflagepunkte. Bis zum Aufsetzen auf den Auflagen 16 am Gehäuse verspannt sich die längere Teilklinke 15 mit der kürzeren Teilklinke 14. Bevor es zur Kontaktberührung zwischen dem beweglichen Kontaktstück 2 und dem Festkontaktstück 7 kommt, nimmt die kürzere Teil­klinke 14 ihre Auflagen 16 an Ausnehmungen in Stegen der Gehäusewände ein. Im eingeschalteten Zustand nach Fig. 3 hat die längere Teilklinke 15 an der Koppelstelle auf der kürzeren Teilklinke 14 insbesondere bei einer balligen Auflage in etwa eine Punktauflage, die ausgleichende Schiebebewegungen in Richtung der Klinke ermöglicht und Verkantungen toleriert.

[0024] Wenn das Auslöseorgan 3 wegen thermischer, magnetischer Auslösung oder bei gekoppelten Leitungsschutzschaltern wegen Fremdauslösung bewegt wird und die kürzere Teil­klinke 14 von der Verklinkungsstelle 11 freikommt, be­wirkt die Schaltfeder 5, daß sich die kürzere Teilklinke 14 noch bei eingenommenen Auflagen 16 gegen den Uhrzei­gersinn dreht, wodurch die horizontale Projektion der kürzeren Teilklinke sich verkürzt und die Teilklinke auch von ihren Auflagen 16 freikommt. Die kürzere Teilklinke und die längere Teilklinke können dann bis zur Schalt­stellung der Freiauslösung nach Fig. 5 bewegt werden. In Fig. 4 ist der Zustand der Entklinkung bei auf den Auflagen 16 aufliegender kürzeren Teilklinke 14 veran­schaulicht. Im Vergleich zur Schaltstellung nach Fig. 3 ist die kürzere Teilklinke 14 jedoch schon ein Stück verdreht.

[0025] Um eine Rückverklinkung aus der Schaltstellung nach Fig. 5 zur Schaltstellung nach Fig. 6 bis zur abgeschlossenen Rückverklinkung zu ermöglichen, ist die kürzere Teil­klinke 14 im Uhrzeigersinn zu verdrehen, was im Ausfüh­rungsbeispiel durch einen Arm 20 an der kürzeren Teil­klinke 14 ermöglicht wird, der sich gegen eine Führungs­kontur 21 für die Rückverklinkung anlegt: Die kürzere Teilklinke 14 bildet die Koppelstelle auf einer Seite einer taschenförmigen Aufnahme 22 nach Fig. 7, deren andere Seite zu einem Arm 20 verlängert ist. Dieser Arm 20 kann sich bei einer Rückverklinkung in der Offenstel­lung nach einer Auslösung gegen eine Führungskontur 21 legen, die die kürzere Teilklinke 14 in Richtung der ge­dachten Längsachse der längeren Teilklinke 15 ausrichtet.

[0026] Die in der Explosionsdarstellung nach Fig. 7 wiedergege­benen Bauteile sind in Fig. 8 zusammengefügt in Aufsicht veranschaulicht. Dort sind die Verklinkungsstelle 11, die Koppelstelle 23 und die Auflagen 16 an den Gehäusewänden veranschaulicht.

[0027] Das geschilderte Prinzip, die Verklinkungsstelle von den Auswirkungen der Bauteilabweichungen des Schaltschlosses zu entkoppeln, kann auch bei völlig andersartig aufgebau­ten Leitungsschutzschaltern vorteilhaft angewandt werden. Der Einfluß der Entkopplung und der Kraftuntersetzung zur Verklinkungsstelle wird jedoch um so geringer, je zahl­reicher die Bauteile des Schaltschlosses sind. Bei vielen Bauteilen mit mehreren Kniehebeln und Umlenkstellen er­geben sich Puffer, die Toleranzabweichungen verträglich machen.

Ansprüche

1. Leitungsschutzschalter, dessen Schaltschloß eine dreh­bar gelagerte Klinke (1) aufweist, die einerseits ein Kontaktstück (2) trägt und andererseits mit einem Aus­löseorgan (3) verklinkt ist, wobei auf die Klinke (1) ein Handbetätigungsorgan (4) und zumindest eine Schalt­feder (5) einwirken, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Klinke (1) nahe vor der Ver­klinkungsstelle (11) durch eine Koppelstelle (23) unter­brochen ist, so daß eine kürzere Teilklinke (14) zwi­schen ihrer Verklinkungsstelle (11) und einer Auflage (16) am Gehäuse jenseits der Koppelstelle (23) und eine längere Teilklinke (15) vorliegt, die sich zwischen der Koppelstelle und zumindest bis zum Angriff der Schalt­feder (5) erstreckt, wobei sich die Teilklinken(14, 15) in der Koppelstelle überlappen und die kürzere Teilklinke (14) drehbar in einer Kulissenführung (17) zwischen ihrer Verklinkungsstelle (11) und ihrer Auflage (16) gelagert ist, so daß zumindest an der kürzeren Teilklinke (14) eine Kraftuntersetzung zur Verklinkungsstelle (11) durch Wahl der Hebelarme, von der Koppelstelle (23) zur Auflage (16) am Gehäuse sowie zur Verklinkungsstelle (11), besteht.

2. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelstelle (23) zumindest in etwa in der Drehachse (18) der kürzeren Teilklinke (14) liegt.

3. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzere Teilklinke (14) für die längere Teilklinke (15) an der Koppelstelle (23) zu zwei Koordinaten eine ballige Auflage bildet.

4. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzere Teilklinke (14) ein Formstoffteil aus Isoliermaterial ist.

5. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzere Teilklinke an der Verklinkungsstelle (11) zu zwei Koordinaten der Ver­klinkungsebene ballig ist.

6. Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzere Teilklinke die Koppelstelle auf einer Seite einer taschenförmigen Aufnahme (22) bildet, deren andere Seite zu einem Arm (20) verlängert ist, der sich bei einer Rückverklinkung in der Offenstellung nach einer Auslösung gegen eine Führungskontur (21) legt, die die kürzere Teilklinke (14) in Richtung der gedachten Längsachse der längeren Teilklinke (15) ausrichtet.

Zeichnung