Elektromagnetisches Schaltgerät mit elektromagnetischem Antrieb

Abstract

 Bei bekannten elektromagnetischen Schaltgeräten wirkt der elektromagnetische Schnellauslöser entweder über einen Zwischenhebel oder über ein vorgespanntes Schaltschloß auf den Kontaktbrückenträger ein, wodurch eine Verzögerung der Schnellauslösung eintritt, die das Verschweißen der Kon­takte nicht mit der erforderlichen Sicherheit verhindert. Es geht daher darum, eine besonders kompakt bauende Anord­nung von elektromagnetischem Antrieb und Schnellauslöser bei derartigen elektromagnetischen Schaltgeräten zu schaf­fen, die einerseits eine verzögerungsfreie Öffnung der Kontakte bei der Betätigung des Schnellauslösers gewähr­leistet, wobei aber auch zum Öffnen der Kontaktbrücke ohne Betätigung des Schnellauslösers nur geringe Massen bewegt werden müssen. Dies wird dadurch erreicht, daß der elektro­magnetische Schnellauslöser (3) im Falle eines hohen Überlaststromes (Kurzschlußstrom) direkt und unverzögert ohne Zwischenglied auf den Kontaktbrückenträger (8) wirkt und die Kontaktöffnung herbeiführt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schaltgerät mit elektromagnetischem Antrieb nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Derartige elektromagnetische Schaltgeräte dienen zum be­triebsmäßigen Schalten von Strömen in elektrischen Anlagen der verschiedensten Art. Durch die hohen zu schaltenden Ströme unterliegen die Kontakte der Schaltgeräte bei hohen Überlast- oder bei Kurzschlußströmen der Gefahr des Ver­schweißens, da durch die dynamische Öffnung der Kontakte ein Lichtbogen entsteht. Dieser Verschweißung der Kontakte muß durch Vorschalten eines Schutzorgans oder Schutzschal­ters begegnet werden. Dabei läßt sich die Abschaltung und Strombegrenzung jedoch nicht so realisieren, daß das Ver­schweißen oder ein erhöhter Abbrand der Kontakte in jedem Falle sicher verhindert wird.

[0003] Hierfür ist ein zusätzlicher Schnellauslöser erforderlich, der im Überlastfalle die Kontakte sehr schnell öffnet, so daß diese nicht verschweißen können.

[0004] Bei bekannten elektromagnetischen Schaltgeräten wirkt der elektromagnetische Schnellauslöser entweder über einen Zwischenhebel oder über ein vorgespanntes Schaltschloß auf den Kontaktbrückenträger ein, wodurch eine Verzögerung der Schnellauslösung eintritt, die das Verschweißen der Kon­takte nicht mit der erforderlichen Sicherheit verhindert. Die bekannten Schaltgeräte bauen sperrig und müssen zum Auswechseln der Schützmagnetspule demontiert werden. Außerdem müssen beim Öffnen der Kontaktbrücke mit den daran angeordneten beweglichen Kontakten gegen den Druck der Kontaktfeder verhältnismäßig große Massen bewegt werden.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders kompakt bauende Anordnung von elektromagnetischem Antrieb und Schnellauslöser bei derartigen elektromagnetischen Schaltgeräten zu schaffen, die einerseits eine verzöge­rungsfreie Öffnung der Kontakte bei der Betätigung des Schnellauslösers gewährleistet, bei der aber auch zum Öffnen der Kontaktbrücke ohne Betätigung des Schnellaus­lösers nur geringe Massen bewegt werden müssen.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Kennzeich­nungsteil des Anspruches 1 gelöst, während in den Ansprü­chen 2 bis 17 besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet sind.

[0007] Außer einer besonders kompakten Bauweise ergibt sich durch die modulartige Kombination der vorgesehenen Schalterteile mit anderen Bauelementen eine leichte Montierbarkeit sol­cher Schaltgeräte, die auch aufgrund der besonderen Anord­nung und des Aufbaus der vorhandenen Geräteteile eine vollautomatische Fertigung und Montage solcher Schaltgerä­te ermöglicht.

[0008] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines elektro­magnetischen Schaltgerätes mit einem aufsetz­baren Anschlußblock in auseinandergezogener Darstellung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Schaltgerä­tes mit aufgesetztem Anschlußblock von Fig. 1,

Fig 3. einen senkrechten Längsschnitt durch das elek­tromagnetische Schaltgerät mit aufgesetztem Anschlußblock,

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht des Schaltgerä­tes mit aufgesetztem Anschlußblock,

Fig. 5 eine auseinandergezogene Darstellung der für ei­nen einfachen Zusammenbau des Schaltgerätes we­sentlichen Einzelteile in auseinandergezogener Darstellung,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die auseinandergezogen ge­zeigten Einzelteile des Schaltgerätes,

Fig. 7 eine Teilansicht des Gerätes in Richtung der Pfeile VII-VII von Fig. 5,

Fig. 8 eine Stirnansicht eines in das Gehäuse des Schaltgerätes einsetzbaren elektrischen Hilfs­schalters in Richtung der Pfeile VIII-VIII von Fig. 5 und

Fig. 9 eine Darstellung des Schaltgerätes von Fig. 1 bis 8 mit einem anstelle des dort gezeigten Anschlußblockes mit dem Gerät verbundenen Auf­satzgerät, beispielsweise einem Schutzschalter.

[0009] Das elektromagnetische Schaltgerät 1 hat, wie in Fig. 3 gezeigt ist, einen elektromagnetischen Antrieb 2 zum be­triebsmäßigen Schalten von Strömen im Lastbereich und einen damit in Reihe liegenden Schnellauslöser 3 zum Schutz gegen Ströme im Überlastbereich.

[0010] Es hat ferner eine Schaltkammer 4 mit Festkontakten 5, be­weglichen Kontakten 6, Löschblechen 7 und einem Kontakt­brückenträger 8, der mittels eines Kipphebels bzw. einer Schaltwippe 9 durch einen gegenüber dem Kontaktbrücken­träger 8 seitlich versetzt angeordneten Schützmagneten 10 betätigbar ist. Dabei ist der auf den Kontaktbrückenträ­gern 8 einwirkende Schnellauslöser 3 so angeordnet, daß die Betätigung des Kontaktbrückenträgers 8 durch den Kipphebel bzw. die Schaltwippe 9 des Schützmagneten 10 und durch den Schnellauslöser 3 unabhängig voneinander er­folgt. Der elektromagnetische Schützantrieb 10 und der Schnellauslöser 3 sind beiderseits der Längsmittelachse bzw. beiderseits der Betätigungsachse 11 des Kontaktbrük­kenträgers 8 parallel nebeneinander angeordnet.

[0011] Der elektromagnetische Schnellauslöser 3 ist dabei so angeordnet, daß er im Falle eines hohen Überlaststromes (Kurzschlußstrom) direkt und unverzögert ohne Zwischen­glied auf den Kontaktbrückenträger 8 wirkt und die Kontakt­öffnung herbeiführt.

[0012] Wie in Fig. 3 im einzelnen zu erkennen ist, sind der Schützmagnet 10 und der Schnellauslöser 3 mit ihren Stößeln 10a bzw. 3a achsparallel zur Längsmittelachse bzw. zur Betätigungsachse 11 des Kontaktbrückenträgers 8 ange­ordnet. Zwischen Kontaktbrückenträger 8 und Schützmagnet 10 ist die im Öffnungssinne der Kontaktbrücke 8 durch eine Druckfeder 12 beaufschlagte Schaltwippe 9 mit ihrer Schwenkachse 13 unterhalb des feststehenden Teiles bzw. des Magnetkerns 14 des Schützmagneten 10 und etwa in Höhe der Beaufschlagungsfläche 15 des Kontaktbrückenträgers 8 schwenkbar gelagert und liegt mit ihrem von der Kontakt­brücke 8 abgewandten Schenkel 16 auf der Schraubendruck­feder 12 auf, die am Schaltergehäuse 17 außerhalb des Schützmagneten 10 seitlich versetzt abgestützt ist. Der Stößel 3a des Schnellauslösers 3 greift etwa in gleicher Höhe bzw. höhenmäßig nur geringfügig versetzt wie die Schaltwippe 9 an der Beaufschlagungsfläche 15 der Kontakt­brücke 8 an.

[0013] Wie in Fig. 3 weiterhin zu erkennen ist, greift die als Öffnerfeder für die Kontaktbrücke 8 dienende Druckfeder 12 an dem von der Kontaktbrücke 8 weggerichteten Schenkel 16 der Schaltwippe 9 etwa parallel zur Betätigungsrichtung oder -achse 11 der Kontaktbrücke 8 an, während auf den von der Kontaktbrücke 8 weggerichteten Schenkel 16 der Schalt­wippe 9 etwa in Verlängerung der Achse der Öffnerfeder 12 für die Kontaktbrücke der Stößel 10a des Schützmagneten 10 angreift, der mit dem beweglichen Teil 18 des Schützmagne­ten fest verbunden ist.

[0014] Der bewegliche Teil 18 des Schützmagneten 10 ist ferner an einem am Deckel 19 des Schaltergehäuses 17 in Betätigungs­richtung des Schützmagneten 10 verschiebbar geführten Joch 20 befestigt, von dem der Stößel 10 außerhalb des Schützma­gneten 10 in Betätigungsrichtung des Schützmagneten gegen die Schaltwippe 9 hervorsteht, und von dem ein Ausleger 21 für die Betätigung eines neben dem Schnellauslöser 3 an der gegenüberliegenden Seitenwand 22 innerhalb des Schal­tergehäuses angeordneten Hilfsschalters 23 zur Seite gerichtet ist.

[0015] Die Kontaktbrücke 8 weist eine von der Schaltwippe 9 zur Seite weggerichtete, auskragende Anschlagnase 24 für den Stößel 3a des Schnellauslösers 3 auf, und der Hilfsschal­ter 23 ist an dem Schaltergehäuse 17 so angeordnet, daß er achsparallel zu dem Schützmagneten 10 und zu dem elektro­magnetischen Schnellauslöser 3 betätigbar ist.

[0016] Für die Betätigung des Hilfsschalters 23 dient ein aus dem Gehäuse des Hilfsschalters nach außen ragender Mitnehmer 25, an dem der Ausleger 21 des Joches 20 des Schützmagne­ten 10 bei Erregung des Schützmagneten zur Auslösung des Hilfsschalters 23 zur Anlage kommt.

[0017] Wie in Fig. 3 und 4 bis 7 zu erkennen ist, ist das fest­stehende Teil bzw. der Magnetkern 14 des Schützmagneten 10 zwischen dem Gehäuseunterteil 26 und dem Gehäusedeckel 19 des Schaltergehäuses derart befestigt, daß die Schützma­gnetspule 27 nach einem Abheben des Gehäusedeckels 19 freiliegt und von der Vorderseite des Schaltgerätes 1 ohne Abbau des Schaltgerätes gegen eine Spule mit anderen Spannungs- oder Frequenzwerten ausgetauscht werden kann.

[0018] Der Magnetkern 14 des Schützmagneten 10 ist hierfür in seitlichen Taschen oder Nuten 28, 29 an gegenüberliegen­den Seitenwänden 30, 31 des Schaltergehäuses 17 gehalten und wird durch seitliche Widerlagerstege 32, 33 am Gehäuse­deckel 19 (Fig. 5 und 6) in seiner Lage gesichert, wie in Fig. 5, 6 und 7 im einzelnen zu erkennen ist.

[0019] Der Magnetkern 14 des Schützmagneten 10 schließt dabei mit der Seitenwandkante 34 des Gehäuseunterteils 26 bündig ab, und die Widerlagerstege 32, 33 stehen von den beiden gegen­überliegenden Seitenwandkanten des Gehäusedeckels 19 so gegeneinandergerichtet hervor, daß sie bei geschlossenem Gehäusedeckel 19 an den Stirnseiten 35 des Magnetkerns 14 im Bereich der Nuten oder Taschen 28, 29 für die Halterung des Magnetkerns sperrend anliegen.

[0020] Die Schützmagnetspule 27 ist außerdem, wie in Fig. 4 bis 6 gezeigt ist, mit zu den Seitenwänden 30, 31 des Schalter­gehäuses nach außen gerichteten Spulenanschlüssen 36, 37 zwischen dem Gehäuseunterteil 26 und dem Gehäusedeckel 19 festgelegt, wobei die Spulenanschlüsse 36, 37 in Höhe der Unterseite des Schaltergehäuses 17 beiderseits der An­schlußklemmen 38 (Fig. 3) des Hilfsschalters 23 angeordnet sind. Der Hilfsschalter 23 ist mit seitlichen Führungs­stegen 39, 40 in Nuten 41, 42 am Schaltergehäuse achspar­allel zu dem Schnellauslöser 3 und zu dem Schützmagneten 10 einschiebbar und kann nach Demontage der Schützmagnet­spule 27 auch gegen andere Hilfsschaltertypen ausgewech­selt werde. Er wird bei geschlossenem Gehäusedeckel 19 durch die zwischen Gehäuseunterteil 26 und Deckel 19 eingeschlossenen Spulenanschlüsse 36, 37 der Schützmagnet­spule 27 in seiner Einbaulage gesichert.

[0021] Wie in Fig. 1, 2 und 5 zu erkennen ist, weist mindestens einer der beiden Spulenanschlüsse 36, 37 der Schützmagnet­spule 27 eine Anzeigetafel 43 für die elektrischen Werte des Spulenstromes oder dergleichen auf, die durch ein Fenster 44 (Fig. 1 und 2) am Gehäusedeckel 19 sichtbar ist.

[0022] Wie in der Zeichnung weiterhin zu erkennen ist, ragen an einer den Netzanschlüssen 45 (Fig. 3) des Schaltgerätes 1 gegenüberliegenden Seite des Schaltergehäuses Kontaktzun­gen 46 nach außen, an die wahlweise ein Anschlußblock 47 für abgehende elektrische Leitungen oder ein weiteres elektrisches Aufsatzgerät 48 (Fig. 9), wie beispielsweise ein Schutzschalter mit dazu passenden Kontaktzungen bzw. Anschlußelementen 47a, 48a angeklemmt werden kann. Der Anschlußblock 47 ist mit einer Grundplatte 49 für eine Hutschienenbefestigung 50, Schraubbefestigung oder der­gleichen ausgebildet, die an der Rückseite 51 des Schal­tergehäuses anliegt und von der eine seitliche Abdeck­platte 52 im rechten Winkel hervorsteht, die mit dem Anschlußblock 47 fest verbunden ist und das Schalterge­häuse an einer Seite zumindest teilweise überragt (Fig. 1 und 2).

Ansprüche

1. Elektromagnetisches Schaltgerät mit elektromagneti­schem Antrieb zum betriebsmäßigen Schalten von Strömen im Lastbereich und mit einem in Reihe lie­genden Schnellauslöser zum Schutz gegen Ströme im Überlastbereich, mit einer Schaltkammer mit Fest­kontakten, beweglichen Kontakten, Löschblechen und Kontaktbrückenträger, der mittels Kipphebel durch einen gegenüber dem Kontaktbrückenträger seitlich versetzt angeordneten Schützmagneten betätigbar ist, wobei der auf den Kontaktbrückenträger einwirkende Schnellauslöser derart angeordnet ist, daß die Betätigung des Kontaktbrückenträgers durch den Kipphebel des Schützmagneten und durch den Schnell­auslöser unabhängig voneinander erfolgt, und wobei der elektromagnetische Schützantrieb und der Schnell­auslöser beiderseits der Längsmittelachse des Kontakt­brückenträgers parallel nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetische Schnellauslöser (3) im Falle eines hohen Überlaststromes (Kurzschlußstrom) direkt und unverzögert ohne Zwischenglied auf den Kontaktbrückenträger (8) wirkt und die Kontaktöffnung herbeiführt.

2. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schützmagnet (10) und der Schnellauslöser (3) mit ihren Stößeln (10a, 3a) achsparallel zur Längsmittel­achse bzw. zur Betätigungsachse (11) des Kontaktbrük­kenträgers (8) angeordnet sind, daß zwischen Kontakt­brückenträger (8) und Schützmagnet (10) eine im Öff­nungssinne der Kontaktbrücke (8) federbeaufschlagte Schaltwippe (9) mit ihrer Schwenkachse (13) unterhalb des feststehenden Teiles bzw. des Magnetkerns (14) des Schützmagneten (10) etwa in Höhe der Beauf­schlagungsfläche (15) des Kontaktbrückenträgers (8) schwenkbar gelagert ist und mit ihrem von der Kon­taktbrücke (8) abgewandten Schenkel (16) auf einer Druckfeder (12) aufliegt, die am Schaltergehäuse (17) abgestützt ist, und daß der Stößel (3a) des Schnell­auslösers (3) etwa in gleicher Höhe wie die Schalt­wippe (9) bzw. höhenmäßig nur geringfügig versetzt an der Kontaktbrücke (8) angreift.

3. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Öffnerfeder für die Kontaktbrücke (8) die­nende Druckfeder (12) an dem von der Kontaktbrücke (8) weggerichteten Schenkel (16) der Schaltwippe (9) etwa parallel zur Betätigungsrichtung bzw. -achse (11) der Kontaktbrücke (8) angreift.

4. Elektromagnetisches Schaltgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­net, daß an dem von der Kontaktbrücke (8) wegge­richteten Schenkel (16) der Schaltwippe (9) etwa in Verlängerung der Achse der Öffnerfeder (12) für die Kontaktbrücke (8) ein Stößel (10a) angreift, der mit dem beweglichen Teil (18) des Schützmagneten (10)fest verbunden ist.

5. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der An­sprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß der bewegliche Teil (18) des Schützmagneten (10) an einem am Deckel (19) des Schaltergehäuses in Betätigungsrichtung des Schütz­magneten (10) verschiebbar geführten Joch (20) befe­stigt ist, von dem der Stößel außerhalb des Schütz­magneten (10)in Betätigungsrichtung des Schützmagne­ten (10) gegen die Schaltwippe (9) hervorsteht, und von dem ein über den Schnellauslöser (3) zur gegen­überliegenden Gehäuseseitenwand (22) hinwegragender Ausleger (21) für die Betätigung eines neben dem Schnellauslöser (3) an der Seitenwand (22) innerhalb des Schaltergehäuses angeordneten Hilfsschalters (23) zur Seite gerichtet ist.

6. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der An­sprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Kontaktbrücke (8) eine von der Schaltwippe (9) zur Seite weggerichtete, auskra­gende Anschlagnase (24) für den Stößel (3a) des Schnellauslösers (3) aufweist.

7. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der An­sprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Hilfsschalter (23) achsparal­lel zu dem Schützmagneten (10) und zu dem elektroma­gnetischen Schnellauslöser (3) betätigbar ist.

8. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der An­sprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Hilfsschalter (23) über einen aus dem Gehäuse des Hilfsschalters nach außen ragenden Mitnehmer (25) betätigbar ist, an dem der Ausleger (21) des Joches (20) des Schützmagneten (10) bei Erregung des Schützmagneten zur Auslösung des Hilfsschalters (23) zur Anlage kommt.

9. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der An­sprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß das feststehende Teil bzw. der Magnetkern (14) des Schützmagneten (10) zwischen Ge­häuseunterteil (26) und Deckel (19) des Schalterge­häuses (17) derart befestigt ist, daß die Schützma­gnetspule (27) nach einem Abheben des Gehäusedeckels (19) freiliegt und von der Vorderseite des Schaltge­rätes (1) ohne Abbau des Schaltgerätes gegen eine Spule mit anderen Spannungs- oder Frequenzwerten austauschbar ist.

10. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem oder meh­reren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Magnetkern (14) des Schützmagneten (10) in seitlichen Taschen oder Nuten (28, 29) an gegenüberliegenden Seitenwänden (30, 31) des Schaltergehäuses (17) gehalten und durch Widerla­gerstege (32, 33) am Gehäusedeckel (19) in seiner Lage gesichert ist.

11. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der An­sprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Magnetkern (14) des Schütz­magneten (10) mit der Seitenwandkante (34) des Gehäuseunterteils (26) bündig abschließt, und daß die Widerlagerstege (32, 33) von den beiden gegenüberlie­genden Seitenwandkanten des Gehäusedeckels (19) gegeneinandergerichtet hervorstehen.

12. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der An­sprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Schützmagnetspule (27) mit zu den Seitenwänden (30, 31) des Schaltergehäuses (17) nach außen gerichteten Spulenanschlüssen (36, 37) zwischen Gehäuseunterteil (26) und Gehäusedeckel (19) festgelegt ist.

13. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der An­sprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Spulenanschlüsse (36, 37) in Höhe der Unterseite des Schaltergehäuses (17) beider­seits der Anschlußklemmen (38) des Hilfsschalters (23) angeordnet sind.

14. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der An­sprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­zeichnet, daß mindestens einer der beiden Spulenanschlüsse (36, 37) der Schützmagnetspule (27) eine Anzeigetafel (43) für die elektrischen Werte des Spulenstromes oder dergleichen aufweist, die durch ein Fenster (44) am Gehäusedeckel (19) sichtbar ist.

15. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der An­sprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­zeichnet, daß an einer den Netzanschlüssen (45) des Schaltgerätes (1) gegenüberliegenden Seite des Schaltergehäuses (17) Kontaktzungen (46) nach außen ragen, an die wahlweise ein Anschlußblock (47) für abgehende elektrische Leitungen oder ein weiteres elektrisches Aufsatzgerät (48) mit dazu passenden Kontaktzungen bzw. Anschlußelementen (47a, 48a) an­klemmbar ist.

16. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der An­sprüche 1 bis 15, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Anschlußblock (47) mit einer an der Rückseite (51) des Schaltergehäuses (17) an­liegenden Grundplatte (49) für eine Hutschienenbefe­stigung (50), Schraubbefestigung oder dergleichen ausgebildet ist.

17. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der An­sprüche 1 bis 16, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Anschlußblock (47) mit einer an der Grundplatte (49) rechtwinklig befestigten, das Schaltergehäuse (17) zumindest teilweise seitlich überragenden Abdeckplatte (52) ausgebildet ist.

Zeichnung