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Bei dem Gegenstand des Hauptpatents handelt es sich um einen Schaltmechanismus
für Selbstschalter mit magnetischer und thermischer Auslösung, bei dem das Handbedienungsorgan
mit einer daran angebrachten Lasche ein Kniegelenk bildet und die Lasche mit dem
anderen in Platinenschlitzen geführten Ende eine von einem Auslösehebel beeinflußte
schwenkbare Auslöseklinke trägt, die zur Arretierung eines Kontaktsystems dient,
und bei dem die Verklinkungsstelle der sich nur im Einschaltzustand im Schwenkbereich
des Auslösehebels befindenden Auslöseklinke am Kontaktsystem im Berührungspunkt
der durch den Schwenkpunkt des Kontaktsystems verlaufenden Tangente an dem um den
Schwenkpunkt der Auslöseklinke gebildeten Kreis liegt und die Schwenkrichtung der
Auslöseklinke die Tangentenrichtung ist.
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Dieser Schaltmechanismus eignet sich besonders gut für mehrpolige
Selbstschalter, da die Ausschaltbereitschaft erst kurz vor Beendigung des Einschaltvorganges
vorhanden ist. Der Schaltweg enthält also eine sogenannte neutrale Schaltzone, die
dadurch entsteht, daß die Auslöseklinke beim Einschaltvorgang erst kurz vor Kontaktgabe
in den Wirkbereich des Auslösehebels gelangt. Diese neutrale Schaltzone kann bei
Mehrpoligkeit des Schalters zur Steuerung der Nachbarpole ausgenutzt werden.
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Bei einem bekannten doppelpoligen Schalter finden zwei Kniegelenke
für die beiden Mechanismen Verwendung, die durch fest angebrachte Winkel gekuppelt
sind. Die Winkel greifen gabelförmig ineinander, und bei Auslösung des einen Systems
wird das Kniegelenk des anderen Systems mitgenommen. Bei dieser bekannten Anordnung
wird das zweite System bei Auslösung des ersten Systems schon dann beeinflußt, wenn
der erste Mechanismus noch gar nicht abgeschaltet hat. Bei Abschaltung des ersten
Systems muß also das Kniegelenk des zweiten Systems mitbeschleunigt werden, wodurch
eine erhebliche Schaltverzögerung eintreten kann (deutsche Auslegeschrift 1044 937).
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Bei dem Schaltmechanismus nach der Erfindung liegen die Verhältnisse
günstiger. Es-wird ein Kupplungshebel verwendet, der bei Auslösung eines Systems
des mehrpoligen Mechanismus erst nach der Kontaktöffnung dieses Systems erfaßt wird
und die Kontaktöffnung der Nachbarsysteme bewirkt.
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Der Kupplungshebel ist ein selbständiges Baukastenteil, das unabhängig
vom übrigen Mechanismus in den Schalter einfügbar ist. Dies hat den Vorteil, daß
für den mehrpoligen Schalter die Mechanismen mehrerer einpoliger Schalter unverändert
zusammengefügt werden können. Der Kupplungshebel verbindet dann die Einzelmechanismen
zu einem voll funktionsfähigen mehrpoligen Schalter.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Auslösegenauigkeit bei
Verwendung des Schaltmechanismus für Selbstschalter nach dem Hauptpatent als zwei-
oder mehrpolige Selbstschalter zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird bei einem Schaltmechanismus i der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der Anwendung auf zwei- oder mehrpolige
Selbstschalter die Handbedienungsknebel als Kupplung für die Einschaltung der einzelnen
Mechanismen untereinander dienen und daß als Kupp- i lung für die Auslösung ein
unabhängig von der Funktion des übrigen Mechanismus in den Mechanismus einfügbarer
Kupplungshebel dient, der durch Mitnehmerhebel mit Spiel betätigbar ist und auf
die Hebel einwirkt.
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Die Handbedienungsknebel für die einzelnen Pole, die mit Lagerzapfen
jeweils in zwei Platinen schwenkbar angeordnet sind, stehen miteinander durch angepreßte,
in entsprechende Ausnehmungen der benachbarten Handbedienungsknebel eingreifende
Ansätze in Verbindung. Die Ansätze sind jeweils immer nur auf der einen Handbedienungsknebelseite
angebracht, während auf der anderen Seite die entsprechend geformten Ausnehmungen
vorgesehen sind.
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Die äußeren Handbedienungsknebel besitzen nur an den einander zugekehrten
Seiten einen Ansatz oder eine Ausnehmung, während die mittleren Handbedienungsknebel
auf der einen Seite einen Ansatz und auf der anderen Seite eine Ausnehmung aufweisen.
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Vom Lagerzapfen aus gesehen sind die Ausnehmungen in den Handbedienungsknebeln
in radialer Richtung größer als die Ansätze, so daß diese in dieser Richtung Spiel
besitzen.
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Der Kupplungshebel für die Auslösung besteht aus einer in Kippnischen
von Gehäusewandungen schwenkbar gelagerten, rechteckigen Querschnitt besitzenden
Achse und darauf nur aufgesteckten Kupplungsarmen.
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Auf der Achse des Kupplungshebels sind der Polzahl entsprechend viele
Kupplungsarme angebracht, die lose auf der Achse sitzen und in Ausnehmungen von
Gehäusewandungen schwenkbar sind. Die Ausnehmungen der Gehäusewandungen sind durch
die Platinen des Mechanismus abgedeckt.
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Die Kupplungsarme besitzen je zwei Ansätze in Form einer Abwinklung.
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An Hand der Zeichnung wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 den Schaltmechanismus eines Poles mit Kupplungshebel
für die Nachbarpole in Einschaltstellung, F i g. 2 diesen Mechanismus in Ausschaltstellung,
F i g. 3 die Freiauslösestellung, F i g. 4 den Kupplungshebel in perspektivischer
Darstellung, F i g. 5 die Handbedienungsknebelkupplung im Schnitt.
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In den F i g. 1 bis 3 ist der Schaltmechanismus eines Poles dargestellt.
Die Mechanismen der einzelnen Pole sind untereinander gleich und bestehen jeweils
aus einem um eine gehäusefeste Achse 4
schwenkbaren, unter Wirkung einer Knebelfeder
30 stehenden Handbedienungsknebel 1, an dem eine Lasche 2 angebracht ist, die mit
dem Arbeitsarm des Knebels ein Kniegelenk bildet. Der Knickpunkt 3 dieses Kniegelenkes
befindet sich am äußersten Ende des Arbeitshebelarmes des Handbedienungsknebels
1. Das andere Laschenende ist mit einer Achse 5 in Platinenschlitzen 6 geführt und
trägt auf der Achse 5 eine Auslöseklinke 7. Die Auslöseklinke ist V-förmig ausgebildet
und wird durch eine die Achse 5 umfassende Schenkelfeder 8 in Gegenuhrzeigerrichtung
gedrückt. Die Auslöseklinke 7 besitzt einen hakenförmig ausgebildeten Schenkel,
der mit einem um eine gehäusefeste Achse 9 schwenkbaren Mitnehmerhebel 10 eines
Kontaktsystems zusammenwirkt.
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Die Achse 9 dient gleichzeitig zur Lagerung eines Kontakthebels 11,
der durch eine Schenkelfeder 12 gegen den Mitnehmerhebel 10 verspannt ist. An dem
Mitnehmerhebel
10 greift eine Auslösefeder 13 an, die sich lediglich an einer Nase
14 des Mitnehmerhebels 10 und an dem Magnetjoch 15 einer Auslösespule
16 abstützt. Die Auslösespule 16 ist als Tauchankerspule ausgebildet,
und ihr einer Pol steht unmittelbar einem ferromagnetischen Teil 17 des Kontakthebels
11 gegenüber. Der Tauchanker 18 (F i g. 3) der Auslösespule 16, der mit einem Stößel
18a in einem festen Spulenkern 19 in Spulenlängsrichtung verschiebbar ist,
steht unter Wirkung einer Blattfeder 20, die an der Stelle 21 an einer
Platine befestigt ist und an dem aus der Auslösespule 16 herausragenden Stößelende
angreift. Der Stößel 18 a wirkt auf einen um eine gehäusefeste Achse
22 schwenkbaren Hebel 23 ein, der mit dem anderen Hebelarm an dem
zweiten Schenkel der Auslöseklinke 7 angreift. Der Hebel 23 ist durch
eine Schenkelfeder 24 im Gegenuhrzeigersinn gefedert und trägt eine Lasche
25, auf die über eine Justierschraube 26 ein Bimetall 27 einwirken kann.
Zur Einstellung des Auslösepunktes des Tauchankers 18 ist eine in einer Platine
gelagerte Justierschraube 28 vorgesehen, die auf die Blattfeder
20 einwirkt.
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In der in F i g. 1 dargestellten Einschaltstellung liegt der Kontakthebel
11 mit seinem Kontakt 11a auf einem ortsfesten Gegenkontakt 29 auf.
Die Auslösefeder 13 ist gespannt, und der Mitnehmerhebe110 wird von dem hakenartig
ausgebildeten Schenkel der Auslöseklinke 7, die durch eine Öffnung 10a am Ende des
Mitnehmerhebels 10 greift und sich am Öffnungsrand verklammert, gehalten.
Die Achse 5 befindet sich am unteren Ende der Platinenschlitze 6, und der Arbeitshebelarm
des Handbedienungsknebels 1 bildet mit der Lasche 2 ein über die Totpunktlage
gespanntes Kniegelenk. Bei Auftreten eines Kurzschlußstromes oder eines Überstromes
wird entweder über das Bimetall 27 oder über die Auslösespule 16 der Hebel
23 im Uhrzeigersinn gegen den linken Schenkel der Auslöseklinke 7 verschwenkt. Nach
Überwindung eines zwischen dem Hebel 23
und der Auslöseklinke 7 vorhandenen
Freihubes wird die Auslöseklinke 7 dann ebenfalls in Uhrzeigerrichtung mitgenommen,
wodurch eine Entarretierung des rechten Schenkels der Auslöseklinke 7 von dem Mitnehmerhebel
10 eintritt. Die Auslöseklinke 7 rutscht von dem Rand der COffnung 10a des
Mitnehmerhebels 10 ab, und der Mitnehmerhebel 10
kann unter der Wirkung
der Auslösefeder 13 im Uhrzeigersinn schwenken und dabei den Kontakthebel
11 mitnehmen (F i g. 3). Der Kontakt ist geöffnet, und zur Herstellung der
Wiedereinschaltbereitschaft geht nunmehr das durch den Arbeitshebelarm des Handbedienungsknebels
1 und die Lasche 2 gebildete Kniegelenk über die gestreckte Lage hinaus
in die entgegengesetzte Stellung über. Dabei schwenkt der Handbedienungsknebel
1 in die in F i g. 2 dargestellte Stellung, und die Achse 5 wird in
den Platinenschlitzen 6 aufwärts geführt. Die Schrägfläche des rechten Schenkels
der Auslöseklinke 7 gleitet dabei an dem unteren CSffnungsrand des Mitnehmerhebels
10 so weit empor, daß sich der hakenförmig ausgebildete Schenkel der Auslöseklinke
7 wieder über den oberen Öffnungsrand des Mitnehmerhebels 10 legt.
Der Schalter ist wieder einschaltbereit. Durch Umlegen des Handbedienungsknebels
1 aus der Stellung nach F i g. 2 in die Stellung nach F i g. 1 erfolgt die
Wiedereinschaltung des Kontakts 11 a, 29. Zur Handausschaltung braucht lediglich
der Handbedienungsknebel l von der eingeschalteten Stellung in die andere Schaltstellung
umgelegt zu werden.
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Die Kupplung der Auslöseglieder der einzelnen Mechanismen erfolgt
durch einen Kupplungshebel, der in F i g. 4 im einzelnen dargestellt ist. Der Kupplungshebel
besteht aus einer Achse 35, die in den in F i g.1 bis 3 nur gestrichelt angedeuteten
Kippnischen 36 von Gehäusewänden schwenkbar gelagert ist. Auf die Achse 35, die
einen rechteckigen Querschnitt besitzt, sind Kupplungsarme 30 a, 30
b, 30 c aufgeschoben, und zwar sitzen die Kupplungsarme 30a, 30b,
30
c lose auf der Achse 35 und werden nur durch Gehäusewandungen, die für die
Kupplungsarme vorgesehene Ausnehmungen besitzen und daran anliegende Platinen des
Mechanismus gehalten. Die Achse 35 besitzt einen Ansatz 35a, durch den sie
gegen Verrutschen gesichert ist. Die Kupplungsarme 30 a,
30 b, 30c besitzen auf der einen Seite abgewinkelte Ansätze
30' a, 30' b, 30'c, die mit den Mitnehmerhebeln
10 der Mechanismen zusammenwirken. Ferner sind an den Kupplungsarmen Ansätze
30" a, 30" b und 30" c vorgesehen, die die Laschen
25 der Hebel 23 beeinflussen.
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Die Kupplung der Handbedienungsknebel l a,
1 b, 1 c der einzelnen Mechanismen ist in F i g. 5 wiedergegeben.
Die Bedienungsknebel besitzen je zwei Lagerzapfen 4 a, 4
b, 4 c, die in Platinen 31 a, 31 b,
31
c schwenkbar angeordnet sind. Die äußeren Platinen sind von Gehäusewänden
32 flankiert. Die Handbedienungsknebel 1 a und 1 b besitzen
je einen angepreßten Ansatz 33 a, 33 b, die in Ausnehmungen
34 b und 34 c der Handbedienungsknebel 1 b bzw. 1 c
eingreifen. Die Ausnehmungen 34 b, 34 c sind in radialer Richtung
gesehen etwas größer als die Ansätze 33 a, 33 b, so daß beim Zusammenbau
des Schalters Toleranzungenauigkeiten der Platinen 31 a,
31 b, 31 c ausgeglichen werden können. Der Ansatz
33 a und die Ausnehmung 34 c ist so geformt, daß die äußeren Handbedienungsknebel
l a, 1 c zusammenpassen, wenn sie für einen zweipoligen Schalter verwendet
werden sollen. Die äußeren Handbedienungsknebel 1 a und 1 c sind an
ihrer Oberseite zur Mitte hin abgeschrägt.
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Die Wirkung des Kupplungshebels wird an Hand der F i g. 1 bis 3 klar.
Löst ein Mechanismus aus, so wird die Auslöseklinke 7 in der beschriebenen
Weise aus dem Mitnehmerhebel 10 ausgehakt, so daß dieser unter der Wirkung
der Auslösefeder 13 nach oben schwenkt. Er stößt dabei gegen den Ansatz 30'c
und schwenkt den Kupplungshebel im Gegenuhrzeigersinn, so daß die Ansätze
30" a, 30" b für die Nachbarmechanismen wirksam werden
können. Diese Ansätze greifen dann, wie in F i g. 2 für den Ansatz 30" c dargestellt,
an der Lasche 25 der Hebel 23 an, so daß diese auf die entsprechenden Auslöseklinken
7 einwirken und die Entarretierung bewirken. Die Auslöseklinken 7 werden ausgehakt
und geben somit auch für diese Mechanismen den Mitnehmerhebel 10
frei, so
daß die Kontakte öffnen können. Die Wiedereinschaltung der einzelnen Mechanismen
erfolgt durch die gekuppelten Handbedienungsknebel l a,
1 b, 1 c
in der bereits beschriebenen Weise. Die Auslöseklinken 7 sind nach erfolgter
Auslösung bereits wieder an dem Mitnehmerhebe110 verhakt, so daß das Kontaktsystem
in die Einschaltstellung bewegt werden kann. Durch die besondere Ausbildung des
Mechanismus stören die Ansätze 30" a, 30" b und
30"c, die sich bei Beginn der Einschaltbewegung
noch im Schwenkbereich
der Hebel 23 befinden, nicht, da die Auslöseklinken 7 ihrerseits noch außerhalb
dieses Schwenkbereiches sind. Die Auslöseklinken 7 gelangen erst auf dem letzten
Teil der Einschaltbewegung, jedoch mit Sicherheit vor Kontaktgabe, in dem Wirkbereich
der Hebel 23. Inzwischen ist aber der Kupplungshebel durch die Federung der
Hebel 23 in die in F i g. 1 dargestellte Lage geschwenkt worden, so daß die Ansätze
30" a, 30" b,
30"c sich außerhalb des Schwenkbereiches der Hebel 23
befinden. Der Kupplungshebel stellt ein Baukastenteil dar, das die Funktion des
Mechanismus in keiner Weise beeinträchtigt, d. h., der Schaltmechanismus ist auch
ohne Kupplungshebel funktionsfähig.