DE4001992A1 - Hilfsschaltereinheit fuer einen formgehaeuse-leistungsschalter - Google Patents

Description

Der Trend in der Schalterschutzindustrie läuft gegenwärtig in Richtung auf einen vollständigen Stromkreisschutz, der durch die Hinzufügung von zusätzlichen Schutzeinrichtungen zu üblichen Über­ strom-Schutzvorrichtungen erreicht wird, wie beispielsweise Form­ gehäuse-Leistungsschalter. In der Vergangenheit wurden, wenn der­ artige Hilfsschutzeinrichtungen oder andere Schalterzubehörteile mit einem üblichen Schalter kombiniert wurden, diese Zubehörteile gewöhnlich nach Kundenwunsch von der Fertigungsstelle installiert. Die kombinierte Schutzvorrichtung war jedoch, wenn sie später im Feld installiert war, nicht von außen zugänglich für eine Inspek­ tion, Auswechselung oder Reparatur, ohne die Integrität des Innen­ teils des Schalters zu zerstören. Ein Beispiel für ein derarti­ ges, in der Fabrik eingebautes Schalterzubehör ist in der US-PS 42 97 663 beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird.

Ein neueres Beispiel für einen Schalter mit zusätzlichen Zubehör­ teilen ist in der US-PS 46 22 444 beschrieben, wonach die Zube­ hörteile im Feld in den Schalter eingebaut werden können, ohne die Integrität der Innenkomponenten des Schalters stören. Dies wird dadurch erreicht, daß die Zubehörteile in eine Aussparung eingebaut werden, die in dem Gehäusedeckel des Schalters ausge­ bildet ist.

Ein elektronisches Auslöse-Betätigungsglied, das in die Schal­ terummantelung eingebaut ist, ist in der US-PS 46 79 019 beschrie­ ben. Dieses Auslösebetätigungsglied spricht auf Auslösesignale an, die durch eine elektronische Auslöseeinheit erzeugt werden, die vollständig in einem Halbleiterchip enthalten ist, wie es in in der US-PS 45 89 052 beschrieben ist. Die Entwicklung eines kombinierten Auslöse-Betätigungsgliedes für sowohl Überstromschutz als auch Zubehörfunktion ist in der US-PS 47 00 161 beschrieben. Die vorgenannten US-Patentschriften beschreiben den fortgeschrit­ tenen Stand der Technik von Schaltungsschutzvorrichtungen und deshalb wird auf diese ausdrücklich Bezug genommen.

Eine integrierte Schutzeinheit mit sowohl Überstromschutz als auch einer Shuntauslöse-Zubehöreinheit ist in den US-Patentschriften 47 86 885 und 47 88 621 beschrieben.

Wenn die integrierte Schutzeinheit entfernt von der zu schützen­ den industriellen Einrichtung angeordnet ist, ist es für die Be­ dienungsperson der Einrichtung wichtig, sich über den Status der der Einrichtung zugeführten Betriebsspannung vergewissern zu kön­ nen. Ein Hilfsschalter der in das Schaltergehäuse eingebaut ist, tritt in Wechselwirkung mit dem Schalterbetätigungsmechanismus, um eine elektronische Anzeige des Ein- bzw. Aus-Zustandes der Schalterkontaktstücke zu liefern, gewöhnlich durch farb-kodierte Anzeigelichter. Die US-PS 48 31 221 mit der Bezeichnung "Molded Case Circuit Breaker Auxiliary Switch Unit" beschreibt einen derartigen Hilfsschalter, der im Feld einbaubar ist. Dort ist auch eine nähere Beschreibung gegeben über die Wechselwirkung zwischen den Hilfsschalterkompo­ nenten und dem Schalterbetätigungsmechanismus, um eine Hilfs­ schalterfunktion zu liefern. Wenn ein derartiger Hilfsschalter durch externe Drähte angeschlossen wird, sind gewisse Mittel er­ forderlich, um eine Beschädigung an dem Hilfsschalter zu verhin­ dern, wenn eine übermäßige Zugkraft auf die Drähte einwirkt. Die US-PS 47 42 321 beschreibt zusätzliche Drahtzugentlastungsvorrich­ tungen, die in die Zubehöreinheiten eingefügt werden, um derartige Einheiten vor einer Beschädigung des Drahtes durch Zug zu schützen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Hilfsschaltereinheit zu schaf­ fen, die im Feld einbaubar ist und die Zustände der Schalter­ kontaktstücke an einer vom Schalter entfernten Stelle anzei­ gen kann und vor einer Beschädigung durch Drahtzug geschützt ist, ohne irgendwelche zusätzlichen Drahtzugentspannungsvorrichtungen zu erfordern.

Erfindungsgemäß enthält eine integrierte Schutzeinheit, die einen Überstromschutz zusammen mit Hilfszubehörfunktion aufweist, einen Zugangsdeckel für gewählte Zubehörkomponenten, um eine Feld­ installation der Zubehörkomponenten zu gestatten, bevor die inte­ grierte Schutzeinheit in einen elektrischen Stromkreis geschaltet wird. Eine derartige Zubehöreinheit weist einen im Feld einbau­ baren Hilfsschalter auf, der in den Schalterdeckel eingebaut ist. Wenn der Schalter ein- oder ausgeschaltet wird, tritt die Hilfs­ schaltereinheit mit dem aus geformten Kunststoff bestehenden Quer­ stab des Schalterbetätigungsmechanismus in Wechselwirkung, um ein Ausgangssignal zu liefern, das den Ein- bzw. Auszustand der Schal­ terkontaktstücke anzeigt. Die Ummantelung der Hilfsschalterein­ heit enthält Zugentlastungsmittel, die darin integral ausgebildet sind, um den Hilfsschalter vor einer Beschädigung aufgrund einer übermäßigen Zugspannung auf die externen Drahtleiter zu schüt­ zen, die mit der Schaltereinheit verbunden sind.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen an­ hand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung von oben auf eine integrierte Schutzeinheit, die die Hilfsschaltereinheit gemäß der Erfindung enthält.

Fig. 2 ist eine auseinander gezogene perspektivische Darstellung von oben auf die Hilfsschaltereinheit, die in der inte­ grierten Schutzeinheit gemäß Fig. 1 enthalten ist.

Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung von oben auf die Hilfs­ schaltereinheit gemäß Fig. 2, wobei der Deckel abgenommen ist, um die inneren Schalterkomponenten zeigen.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, weist ein integrierter Schalter 10 ein aus geformtem Kunststoff bestehendes Gehäuseunterteil 11 und einen aus geformtem Kunststoff bestehenden Deckel 12 auf, wobei ein Zubehördeckel 13 an dem Schalterdeckel 12 angebracht ist. Der Betätigungsgriff 14 für den Schalter ragt neben einem Nenndaten- Einsatzstück 17 von dem Schalterdeckel 12 nach oben.

In dem Zubehördeckel sind zwei Zubehörklappen 15, 16 ausgebildet, um für einen Zugang zu dem elektromagnetischen Betätigungsglied 22 und der Hilfsschaltereinheit 18 zu sorgen, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Ein Einsatzstück 17 zur Einstellung von Nenndaten ist in eine Aussparung 17 A eingepaßt, die in dem Zubehördeckel ausgebildet ist. Wie weiter in Fig. 2 dargestellt ist, enthält das elektromagnetische Betätigungsglied 22 eine Flußschieberspule (nicht gezeigt), die in den bereits genannten US-Patentschriften 46 79 019 und 47 00 161 beschrieben ist und die mit einem Betäti­ gungshebel 23 versehen ist, um den Schalterbetätigungsmechanismus (nicht gezeigt) zu unterbrechen. Der Betätigungsmechanismus ist ähnlich demjenigen, der in der US-PS 47 89 848 beschrieben ist, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Das elektromag­ netische Stellglied 22 innerhalb der Aussparung 22 A ist mit einer elektronischen Auslöseeinheit 9 und mit einer externen Spannungs­ quelle oder einem Schalter (nicht gezeigt) durch ein getrenntes Paar von Drahtleitern 25 A, 25 B verbunden. Die Auslöseeinheit 9 ist elektrisch mit dem Einsatzstück 17 durch Stifte 8, die von der gedruckten Schaltkarte nach oben ragen, und Sockel 7 verbunden, die in der Unterseite des Einsatzstückes 17 ausgebildet sind. Das Einsatzstück 17 ist in der US-PS 47 28 914 näher beschrieben auf die hiermit Bezug genommen wird. Die Zugangsöffnung 6, die an der Oberseite des Einsatzstückes 17 ausgebildet ist, gestattet die Einstellung von Auslösecharakteristiken für die elektronische Aus­ löseeinheit 9. Die elektronische Auslöseeinheit ist elektrisch mit einem Stromtransformator (nicht gezeigt) verbunden, der in dem integrierten Schalter-Unterteil 11 enthalten ist und in der US-PS 45 91 942 beschrieben ist. Der in Fig. 1 gezeigte inte­ grierte Schalter 10 enthält drei Pole, wobei ein Stromtransfor­ mator in jedem getrennten Pol enthalten ist. Gemäß der Erfindung ist eine Hilfsschaltereinheit 18 in eine Hilfsschalteraussparung 18 A eingesetzt, die in dem Deckel 12 des integrierten Schalters ausgebildet und so positioniert ist, daß eine herabhängende Hebel­ spitze 19 A mit dem Schalterbetätigungsmechanismus zusammenarbei­ tet s. US-PS 48 31 221. Drei oder mehr Drahtleiter 20 A, 20 B, 20 C beispielsweise sind elektrisch mit einer entfernten Signalanzeigevorrichtung (nicht gezeigt) verbunden, wie beispielsweise zwei Farb-kodierte Anzeige­ lampen, um die Zustände der Schalterkontakte anzuzeigen, wenn der Betätigungsgriff 14 in seiner "EIN"- oder "AUS"-Stellung ist. Der Zubehördeckel 13 ist an dem Deckel 12 des integrierten Schalters durch Schrauben 26, Durchführungslöcher 27, die in dem Zubehör­ deckel ausgebildet sind, und Gewindelöchern 28 befestigt, die in dem Deckel 12 des integrierten Schalters ausgebildet sind. Eine ge­ nauereBeschreibung des Zubehördeckels ist in der US-PS 47 54 247 gegeben, auf die hiermit Bezug genommen wird. Die Drahtleiter 20 A, 20 B, 20 C treten aus der Aussparung 18 A der Hilfsschaltereinheit durch einen Verdrahtungsschlitz oder -kanal 21 aus, der in der Seite des Schaltergehäuses 11 ausgebildet ist.

Die Komponenten in der Hilfsschaltereinheit 18 sind in Fig. 3 vor der Montage gezeigt. Die Hilfsschaltereinheit enthält ein Unter­ teil 29 aus geformtem Kunststoff und einen komplementären Deckel 30 aus geformtem Kunststoff. Ein elektrischer Schalter 34, der in dem Unterteil angeordnet ist, enthält drei Kontaktblätter bzw. -messer 40 A, 40 B, 40 C, die von der Seite des elektrischen Schalters ausgehen und mit der externen Signalvorrichtung, wie es bereits beschrieben wurde, durch die Drahtleiter 20 A, 20 B, 20 C verbunden sind, die durch das Unterteil 29 durch einen Austrittsschlitz 34 hindurchführen, der in dem Unterteil davon ausgebildet ist. Der Hilfsschalter weist einen Hebel 19 auf, der eine gewinkelte ebene Platte 38, die sich über den Schalterknopf 35 erstreckt, und eine herabhängende Hebelspitze 19 A enthält, die mit der Schalterbetäti­ gungsanordnung zusammenarbeitet. Die Platte kann so geformt sein, daß sie direkt mit dem Schalterknopf in Kontakt kommt, wenn dies gewünscht wird. Der Schalter 34 ist in seine "EIN"- oder "AUS"- Stellung durch eine Rückholfeder 36 vorgespannt, die sich von einem Ansatzstück 46 auf dem Hebel zu einem Zapfen 37 und einer Mutter 37 A auf der Deckfläche des Schalters erstreckt. Die Mutter dient dazu, den Schalter 34 an dem Gehäuse 29 zu befestigen. Um zu verhindern, daß die Drahtleiter 20 A-20 C von den Kontaktblättern 40 A-40 C weggezogen werden, wenn eine Kraft auf die Drahtleiter außerhalb des Unterteils 29 des Hilfsschalters in einer Richtung nach unten ausgeübt wird, wie es in Fig. 3 durch einen Pfeil ange­ deutet ist, dann tritt in der folgenden Weise eine in dem Gehäuse- Unterteil eingebaute Zugentlastung in Funktion. Eine innere Wand 43 ist in dem Unterteil zwischen dem elektrischen Schalter 34 und der durchgehenden Seitenwand 42 des Unterteils 29 in der Zubehör­ einheit ausgebildet. Ein Vorsprung 45 ist auf der inneren Ober­ fläche der durchgehenden Seitenwand gegenüber einem entsprechen­ den Schlitz 44 ausgebildet, der sich in der Innenwand 43 befindet. Wenn eine Zugkraft auf die Drahtleiter 20 A-20 C ausgeübt wird, spannen sich die Drahtleiter gegen den Vorsprung 45 und beseitigen somit jeden Zug, der anderenfalls an den Kontaktblättern 40 A-40 C auftreten würde. Indem die Drahtleiter um die Kante 43 A der Innen­ wand 43 gelegt werden, wird eine zusätzliche Zugentlastung durch die Kante der Innenwand ausgebildet. Wenn eine übermäßige Zug­ spannung auf die Drahtleiter ausgeübt wird, legen sich zunächst die Drahtleiter fest gegen den Vorsprung 45 und ziehen dann gegen die Kante 43 A der Innenwand, um für eine zusätzliche Zugentspan­ nung zu sorgen. Die Drahtleiter 20 A-20 C sind einer über dem ande­ ren in dem Korridor 41 ausgerichtet, der zwischen der durchgehen­ den Seitenwand 22 des Unterteils 29 des Hilfsschalters und der Innenwand 43 angeordnet ist, die integral damit ausgebildet ist. Das Anordnen der Drahtleiter einer über dem anderen innerhalb des Korridors ist ein platzsparendes Merkmal, das durchaus wichtig ist, da nur ein eingeschränkter Raum innerhalb der in Fig. 2 ge­ zeigten Aussparung 18 A der Hilfsschaltereinheit verfügbar ist. Der Deckel 30 der Hilfsschaltereinheit ist mit einer Preßpassung in einem Oberteil des Hilfsschalter-Unterteils 29 durch einen Po­ sitionierzapfen 47 und ein entsprechendes Positionierloch 48 ein­ gepaßt. Die vollständige Hilfsschaltereinheit 18 ist in der Aus­ sparung der Hilfsschaltereinheit durch das Durchführungsloch 32, das in der Stufe 31 auf der äußeren Oberfläche des Hilfsschalter- Unterteils ausgebildet ist, und durch eine Schraube 33 befestigt.

Es wurde eine Hilfsschaltereinheit für einen integrierten Schalter beschrieben, der ein Drahtleiter-Zugentlastungsvermögen aufweist. Das Zugentlastungsvermögen wird durch einen einstückig ausgebil­ deten Vorsprung auf der inneren Oberfläche der Hilfs­ schaltereinheit erhalten, der mit einer Nut bzw. einem Schlitz zu­ sammenarbeitet, der auf einer Innenwand davon ausgebildet ist, wobei keine zusätzliche Drahtspannungsentlastungsvorrichtung er­ forderlich ist.

Claims (13)

1. Hilfsschalter für einen Leistungsschalter, gekennzeichnet durch :
ein Unterteil (29) und einen Deckel (30) jeweils aus geformtem Kunststoff,
einen in dem Unterteil (29) angeordneten elektrischen Schalter (34), der einen Betätigungshebel (19) aufweist, der von einer Unterseite des Unterteils (29) ausgeht und durch eine Rückhol­ feder (36) in einen "Ein"- oder "Aus"-Zustand vorgespannt ist,
mehrere Kontaktblätter (40), die von dem elektrischen Schalter (34) ausgehen und mit mehreren Drahtleitern (20) verbunden sind, die aus dem Unterteil (29) austreten für eine externe Ver­ bindung mit dem elektrischen Schalter (34), und
in dem Unterteil (29) integral ausgebildete Mittel (44, 45), die eine Trennung der Drahtleiter (20) von den Kontaktblättern (40) verhindern, wenn auf die Drahtleiter (20) eine Zugkraft ausgeübt ist.

2. Hilfsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unter­ teil (29) eine durchgehende Seitenwand (42) aufweist, die den elektrischen Schalter (34) umgibt.

3. Hilfsschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Seitenwand (42) und den Kontaktblättern (40) eine Innen­ wand (43) angeordnet ist, wobei die Innenwand (43) und die Seitenwand (42) einen Korridor (41) bilden, in dem die Draht­ leiter (20) enthalten sind.

4. Hilfsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mit­ tel eine Verlängerung bzw. einen Vorsprung (45), der auf einer Innenfläche der Seitenwand (42) ausgebildet ist, und eine Nut bzw. einen Schlitz (44) aufweist, der in der Innenwand (43) ausgebildet ist.

5. Hilfsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Draht­ leiter (20) durch einen Schlitz (39), der in einer Bodenfläche des Unterteils (29) ausgebildet ist, aus dem Unterteil heraus­ führen.

6. Hilfsschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Draht­ leiter (20) einer über dem anderen in dem Korridor (41) ange­ ordnet sind.

7. Hilfsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (30) durch eine Preßpassung in das Unterteil (29) eingepaßt ist.

8. Schalter mit einem Schalter-Unterteil und einem Schalter-Ober­ teil jeweils ausgeformtem Kunststoff und einem Paar trenn­ barer Kontaktstücke in dem Oberteil unter der Steuerung eines Betätigungsmechanismus und eines Betätigungsgriffes zum Bewegen der Kontaktstücke zwischen den Schließ- und Öffnungs­ stellungen, gekennzeichnet durch :
eine Hilfsschaltereinheit (18) in dem Oberteil (11), die zum Anzeigen der Schließ- und Öffnungsstellungen der Kontaktstücke über mehrere Drahtleiter (20) angeordnet ist, die von Kontakt­ blättern (40) auf einem elektrischen Schalter (34) innerhalb der Hilfsschaltereinheit (18) ausgehen,
wobei die Hilfsschaltereinheit (18) in einem Hilfsschalter- Unterteil (29) und einem Hilfsschalter-Oberteil (30) einge­ schlossen ist, wobei das Hilfsschalter-Unterteil (39) darin integral ausgebildete Mittel (44, 45) aufweist, die verhin­ dern, daß auf die Drahtleiter (20) ausgeübter Zug die Draht­ leiter (20) von den Kontaktblättern (40) trennen.

9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mit­ tel einen Vorsprung (45) aufweisen, der auf einer Innenfläche des Hilfsschalter-Unterteils (11) ausgebildet ist.

10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel ferner eine innere Wand (43) aufweisen, die zwischen der inne­ ren Oberfläche und dem Hilfsschalter (34) verläuft.

11. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber dem Vorsprung (45) eine Nut oder ein Schlitz (44) in der inne­ ren Wand (43) ausgebildet ist.

12. Schalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Drahtleiter (20) zwischen der inneren Wand (43) und der inne­ ren Oberfläche erstrecken.

13. Schalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Draht­ leiter einer über dem anderen angeordnet sind.