DE4106939A1 - Niederspannungsschutzschalter, insbesondere fehlerstromschutzschalter, mit einem haltemagnetausloeser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Niederspannungsschutzschalter, insbesondere Fehlerstromschutzschalter, mit einem Halte­ magnetauslöser, der nach dem Ansprechen durch ein mit dem Einschaltorgan des Schutzschalters kraftschlüssig gekuppel­ tes Rückstellglied beim Öffnen der Schaltkontakte wieder in seine Bereitschaftsstellung zurückführbar ist.

Haltemagnetauslöser bedürfen bekanntlich, im Gegensatz zu Arbeitsmagnetauslösern, nach dem Auslösen einer Rückführung in ihre Ausgangs- oder Bereitschaftsstellung, um die Auslö­ sebereitschaft wiederherzustellen und ein sofortiges Ent­ klinken des Schaltschlosses beim erneuten Einschalten des Schutzschalters zu verhindern. Hierzu ist es bekannt und allgemein üblich, die Rückführung beim Öffnen der Schalt­ kontakte durch die Ausschaltfeder über ein mit dem Aus­ schaltmechanismus kraftschlüssig gekuppeltes Rückstellglied vorzunehmen, daß auf die beweglichen Teile des Haltemagnet­ auslösers bis zum Erreichen der Bereitschaftsstellung hin­ wirkt.

Betriebszustände, in den der Haltemagnetauslöser anspricht, sind verhältnismäßig selten, in der Mehrzahl der Fälle wird der Schutzschalter absichtlich von Hand geöffnet, und es können daneben bei entsprechender Ausrüstung auch Ausschal­ tungen über andere Auslöser wie Überstromauslöser und Kurz­ schlußschnellauslöser erfolgen, in denen der Haltemagnet­ auslöser seine Bereitschaftsstellung beibehält. Auch in diesen Fällen erfolgt das Öffnen der Schaltkontakte mit Hilfe der Ausschaltfeder, die beim Entklinken des Schalt­ schlosses den Schaltmechanismus schlagartig in die Aus­ schaltstellung zurückführt und dadurch für eine erneute Einschaltung bereitmacht. Dies hat zur Folge, daß auch das Rückstellglied im Sinne der Zurückführung des Haltemagnet­ auslösers betätigt wird und einen Prellschlag auf den Hal­ temagnetauslöser ausübt. Derartige Leerschläge können je­ doch den äußerst empfindlichen Haltemagnetauslöser erheb­ lich beschädigen und damit seine Funktion beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Schutzschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem solche Leerschläge auf den Haltemagnetauslöser beim Öffnen des Schutzschalters von Hand oder durch einen ande­ ren Auslöser wirksam vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein vom Haltemagnetauslöser bei dessen Ansprechen in eine Freigabe­ stellung bewegbares Sperrglied, von welchem das Rückstell­ glied beim Öffnen des Schutzschalters von Hand oder durch einen anderen Auslöser vor der Einwirkung auf den Halte­ magnetauslöser abfangbar ist.

Ein solches vorzeitiges Abfangen ist deshalb möglich, weil das Rückstellglied, um den Haltemagnetauslöser vollständig in die Bereitschaftstellung zurückzuführen, nicht starr mit dem Auslösemechanismus des Schalters verbunden sein darf, sondern eine kraftschlüssige Verbindung vorgesehen sein muß, die einen etwas größeren Weg für das Rückstell­ glied ermöglicht als denjenigen, der zur vollständigen Zu­ rückführung des Haltemagnetauslösers in die Bereitschafts­ stellung erforderlich ist.

Das Sperrglied verhindert somit wirksam jedwede Schlagbean­ spruchung des Haltemagnetauslösers nach einer Schalteröffnung, die nicht vom Haltemagnetauslöser veranlaßt ist. Hat hingegen der Haltemagnetauslöser die Ausschaltung verur­ sacht, sorgt er mit der Bewegung des Sperrgliedes in die dessen Freigabestellung für eine ungehinderte Rückführung des Haltemagnetauslösers in dessen Bereitschaftsstellung.

Nach einer Auslösung des Schalters von Hand oder durch einen anderen Auslöser, die das Sperren des Rückstellglieds durch das Sperrglied zur Folge hat, bleibt der Haltemagnet­ auslöser normalerweise in Bereitschaftsstellung. Es kann jedoch vorkommen, daß im Nachhinein auch der Haltemagnet­ auslöser z. B. bei auf einem Fahrzeug angeordneten Schutz­ schalter durch Rütteln beim Transport auslöst. Um in einem solchen Fall zu vermeiden, daß der Haltemagnetauslöser län­ gere Zeit im geöffneten Zustand verbleibt, und um zu ver­ hindern, daß die nächste Einschaltung des Schalters nicht eine Fehlschaltung wird, muß der Haltemagnetauslöser auch in diesem Fall sofort zurückgestellt werden, was mit der Erfindung von selbst dadurch geschieht, daß der Halte­ magnetauslöser beim Auslösen die Sperre beseitigt, so daß das Rückstellglied den Auslöser erfassen und in seine Be­ reitschaftsstellung zurückbringen kann. Diese Funktion ist durch entsprechende Auswahl der Hebel- und Kräfteverhält­ nisse ohne weiteres erzielbar. Der Auslöser kann das Rück­ stellglied über Winkel und Sperrglied entklinken, wonach nur eine sehr geringe Kraft benötigt wird, um den Auslöser in seine Ausgangslage zurückzustellen.

Nach einem ersten Merkmal zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bei einem Schutzschalter dessen Haltemagnet­ auslöser mit einem von dessen ankerverschieblichen Stößel versehen ist, dessen Auslösebewegung auf ein Betätigungs­ element für das Schalterschloß übertragbar ist, wobei das Rückstellglied an dem Betätigungselement angreift, ist zur Übertragung der Bewegung des Auslöserstößels auf das Betätigungs­ element ein Zwischenglied vorgesehen, das einen Mit­ nehmer zum Bewegen des Sperrglieds in dessen Freigabestel­ lung aufweist. In diesem Fall ist das Sperrglied zweckmäßig als verschwenkbarer Hebel ausgebildet, und das Zwischen­ glied ist ein Winkelhebel, gegen dessen einen Arm sich der Auslöserstößel und das Betätigungselement entgegengesetzt zueinander abstützen und dessen anderer Arm den Mitnehmer für das Sperrglied bildet. Dabei ist es weiterhin von Vor­ teil, wenn das Sperrglied und der Winkelhebel auf einer ge­ meinsamen Achse gelagert sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, es zeigen in einander entspre­ chenden Stellungen:

Fig. 1 den Auslöse- und Rückstellmechanismus am Halte­ magnetauslöser bei einer bekannten Ausführung eines Niederspannungsschutzschalters in dessen Einschalt­ stellung,

Fig. 2 den Auslöse- und Rückstellmechanismus eines er­ findungsgemäß ausgebildeten Niederspannungsschutz­ schalters in dessen Einschaltstellung,

Fig. 3 denselben Mechanismus in der Ausschaltstellung nach einer Auslösung des Schalters von Hand oder durch einen anderen Auslöser,

Fig. 4 den Mechanismus unmittelbar nach dem Ansprechen des Haltemagnetauslösers, während die Schalterkontakte noch geschlossen sind,

Fig. 5 eine hierauf folgende Zwischenstellung, in welcher der Rückstellhebel gerade beginnt, den Haltemagnet­ auslöser zurückstellen, und

Fig. 6 den Mechanismus in der Ausschaltstellung des Schal­ ters nach der Auslösung durch den Haltemagnetauslöser.

In den Zeichnungsfiguren ist übereinstimmend mit 10 ein Haltemagnetauslöser bezeichnet, der in einem gestrichelt angedeuteten Gehäuse 12 gekapselt ist. Der Auslöser 10 ist nur im Prinzip dargestellt und weist einen U-förmigen Magnetkern 14 und einen um dessen eines (linkes) Schen­ kelende verschwenkbaren Klappanker 16 auf. Ein nicht ge­ zeigter Dauermagnet erzeugt in dem Magnetkern 14 einen magnetischen Fluß, mit welchem der Klappanker 16 in der Be­ reitschaftsstellung des Auslösers gegen die Wirkung einer Auslösefeder 18 in Anlage gegen den anderen (rechten) Schenkel des Magnetkerns 14 gehalten wird. Auf dem Magnet­ kern 14, und zwar im gezeigten Ausführungsbeispiel auf des­ sen rechten Schenkel, sitzt eine Auslösewicklung 20, die an eine elektronische Schaltung zur Überwachung eines bestimm­ ten fehlerhaften Betriebszustandes im Netz hinter dem Schutzschalter angeschlossen ist. Wird die Auslösewicklung 20 durch einen Stromfluß in der passenden Richtung erregt, wird der sich über den Klappanker 16 schließende Magnetfluß im Magnetkern 14 geschwächt mit der Folge, daß die Auslöse­ feder 18 zur Wirkung kommt und den Klappanker 16 von dem rechten Schenkel des Magnetkerns 14 weg in seine Auslöse­ stellung verschwenkt. Dabei erfaßt der Klappanker 16 einen das Gehäuse 12 verschieblich durchragenden Stößel 22 und schiebt diesen um eine bestimmte Strecke aus dem Gehäuse hinaus, wobei über ein in gleiche Richtung verschiebliches Betätigungselement 24 das nicht gezeigte Schaltschloß des Schutzschalters entklinkt und der Schutzschalter ausge­ schaltet wird.

Um daraufhin den Anker 16 des Haltemagnetauslösers 10 in seine gegen den zweiten (rechten) Schenkel des Magnetkerns 14 anliegende Bereitschaftsstellung zurückzuführen, ist ein Rückstellhebel 26 vorgesehen, der mit einer Schulter 28 am Betätigungsglied 24 zusammenwirkt. Der Rückstellhebel 26 ist im Zentrum eines mit einem Arm versehenen Ringsegments 30 gelagert, das mit seinem Zentrum zugleich drehfest mit der (nicht gezeigten) Einschaltwelle des Schutzschalters verbunden ist, und erstreckt sich durch die Umfangsöffnung des Ringsegments, in welcher er durch eine sich an dem einen Segmentende abstützende Druckfeder 32 in Anlage gegen das andere Ringsegmentende gedrückt wird. Der Rückstellhebel 26 wird deshalb der Drehbewegung der Einschaltwelle und des Ringsegments 30 so lange folgen, wie er bei seiner Ab­ wärtsverschwenkung nicht auf einen Widerstand trifft, so daß bei einer Weiterdrehung des Ringsegments die Druckfeder 32 gezwungen ist, einzufedern.

In der Einschaltstellung des Schutzschalters (Fig. 1 und 2) nimmt das Ringsegment 30 eine Stellung ein, in welcher der Rückstellhebel 26 schräg nach aufwärts verschwenkt ist. In dieser Stellung gibt der Rückstellhebel 26 die Schulter 28 am Betätigungsglied 24 frei, so daß dieses bei einem An­ sprechen des Haltemagnetauslösers 10 nach aufwärts verscho­ ben werden kann, um das Schaltschloß zu entklinken. Erfolgt eine solche Entklinkung durch das Ansprechen des Halte­ magnetauslösers, werden die Schaltkontakte des Schutzschalters durch die Ausschaltfeder schlagartig geöffnet, und ebenso wird der Ausschaltmechanismus von der Ausschaltfeder in seine Ausschaltstellung zurückgeführt. Dabei wird auch das Ringsegment 30 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und der Rückstellhebel 26 nach unten verschwenkt, wobei er das Betätigungselement 24 über die Schulter 28 mitnimmt und auf diese Weise den Haltemagnetauslöser 10 in seine Bereit­ schaftsstellung zurückführt.

Insoweit sind Aufbau und Funktion des Auslöse- und Rück­ führmechanismus in den Fig. 1 und 2 gleich. Bei dem bekann­ ten Mechanismus nach Fig. 1 treffen der Stößel 22 und das Betätigungselement unmittelbar aufeinander, so daß beim Auslösen des Haltemagnetauslösers 10 der Stößel 22 das Be­ tätigungselement 24 direkt erfaßt und nach aufwärts ver­ schiebt und beim Rückstellen das vom Rückstellhebel 26 über die Schalter 28 mitgenommene Betätigungselement 24 den Stößel 22 ebenso unmittelbar erfaßt und nach abwärts ver­ schiebt. In der überwiegenden Mehrheit der Fälle wird je­ doch die Ausschaltung des Schutzschalters nicht vom Halte­ magnetauslöser eingeleitet, sondern durch Entklinken des Schaltschlosses von Hand mit der Folge, daß der Rückstell­ hebel 26 leer nach unten verschwenkt wird, bis er schließ­ lich kurz vor dem Ende seiner Schwenkbewegung auf die Schulter 28 des in Ruhestellung befindlichen Betätigungs­ elementes 24 auftrifft. Der dabei entstehende Prellschlag setzt sich über den Stößel 22 auf den Anker 16 des Halte­ magnetauslösers fort und kann bei ständiger Wiederholung die Lagerung des Plattankers 16 beschädigen und damit des­ sen Funktion beeinträchtigen.

Diese Gefahr ist bei dem erfindungsgemäßen Auslöse- und Rückstellmechanismus nach der Fig. 2 bis 6 ausgeschlossen. Zu diesem Zweck ist zwischen dem Stößel 22 und dem Betätigungs­ glied 24 der eine Arm 34 eines Winkelhebels 36 ange­ ordnet, der um eine ortsfeste Achse 38 verschwenkbar ist. Auf dieser Achse 38 ist weiterhin ein Sperrhebel 40 gela­ gert, der von einer schwachen Druckfeder 42 gegen einen fe­ sten Anschlag 44 in den Fig. 2 und 3 gezeigte Sperrstellung vorgespannt ist. In dieser Sperrstellung fängt der Sperrhe­ bel 40 das verlängerte Ende 46 des Rückstellhebels 26 vor dem Auftreffen auf die Schulter 28 des Betätigungselementes 24 ab, wenn der Rückstellhebel 26 beim Entklinken des Schaltschlosses nach unten verschwenkt wird, ohne daß der Haltemagnetauslöser angesprochen hat (Fig. 3). Erfolgt hin­ gegen die Ausschaltung aufgrund eines Ansprechens des Hal­ temagnetauslösers 10, wird der linke Hebel 36 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt und verschwenkt seinerseits mit seinem am Ende abgewinkelten zweiten Hebelarm 48 den Sperrhebel 40 gegen die Kraft der Druckfeder 42 in die in Fig. 4 gezeigte Freigabestellung, in welcher der Rückstell­ hebel 26 ungehindert das angehobene Betätigungselement 24 an dessen Schulter erfassen (Fig. 5) und den Klappanker 16 über den Stößel 22 in die Bereitschaftsstellung (Fig. 6) zurückführen kann. Dabei wird zugleich auch der linke Hebel 36 in seiner Ausgangsstellung zurückverschwenkt, während der Sperrhebel 40 durch den Rückstellhebel 26 solange an seiner Rückkehr in die Sperrstellung gehindert wird, bis der Schalter erneut eingeschaltet und damit der Rückstell­ hebel 26 wieder nach aufwärts verschwenkt werden.

Es versteht sich von selbst, daß die Federn 18, 32, 42 so aufeinander abgestimmt sein müssen, daß einerseits die Aus­ lösefeder 18 außer der Erzeugung der Entklinkungskraft für das Schaltschloß auch die Kraft der Sperrfeder 42 zu über­ winden vermag. Andererseits muß die Druckfeder 32 am Ring­ segment 30 so stark bemessen sein, daß sie den Anker 16 des Haltemagnetauslösers 10 ohne wesentliche Einfederung gegen die Wirkung der Auslösefeder 18 in die Anlagestellung gegen den rechten Schenkel des Magnetkerns 14 zurückführt, in welcher der magnetische Fluß erst die volle Haltekraft er­ reicht, die den Klappanker 16 gegen die Wirkung der Auslö­ sefeder 18 in der Bereitschaftsstellung festhält.

Mit der Verwendung des Armes 34 am Winkelhebel 36 als Zwi­ schenglied zwischen dem Stößel 22 und dem Betätigungsglied 24 ergibt sich zugleich in vorteilhafter Weise die Möglich­ keit einer Hebeluntersetzung für das Betätigungselement 24 und dadurch die Erhöhung der Betätigungskraft zum Ausklin­ ken des Schaltschlosses. Falls eine solche Kraftverstärkung nicht erforderlich ist, kann jedoch ebenso auf eine solche Hebeluntersetzung verzichtet oder sogar in umgekehrter Weise eine Hebelübersetzung zur Vergrößerung des Hubes des Betätigungselements 24 vorgenommen werden.

Claims (4)

1. Niederspannungsschutzschalter, inbesondere Fehler­ stromschutzschalter, mit einem Haltemagnetauslöser, der nach dem Ansprechen durch ein mit dem Einschaltor­ gan des Schutzschalters kraftschlüssig gekuppeltes Rückstellglied beim Öffnen der Schaltkontakte wieder in seine Bereitschaftsstellung zurückführbar ist, ge­ kennzeichnet durch ein vom Haltemagnetauslöser (10) bei dessen Ansprechen in eine Freigabestellung beweg­ bares Sperrglied (40), von welchem das Rückstellglied (26) bei einem von Hand oder von einem anderen Auslö­ ser verursachten Öffnen der Schaltkontakte vor seiner Einwirkung auf den Haltemagnetauslöser 10 abfangbar ist.

2. Schutzschalter nach Anspruch 1, dessen Haltemagnetauslöser mit einem von dessen Anker verschieblichen Stößel versehen ist, dessen Auslösebewegung auf ein Betätigungselement für das Schaltschloß des Schutz­ schalters übertragbar ist, wobei das Rückstellglied an dem Betätigungselement angreift, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Übertragung der Bewegung des Stößels (22) auch das Betätigungselement (24) ein Zwischenglied (34, 36) vorgesehen ist, das einen Mitnehmer (48) zum Bewegen des Sperrgliedes (40) in dessen Freigabestel­ lung aufweist.

3. Schutzschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Sperrglied (40) als verschwenkbarer Hebel ausgebildet ist, und daß das Zwischenglied ein Winkel­ hebel (36) ist, gegen dessen einen Arm sich der Stößel (22) und das Betätigungselement (24) entgegengesetzt zueinander abstützen, und dessen anderer Arm (48) den Mitnehmer für das Sperrglied bildet.

4. Schutzschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ neet, daß das Sperrglied (40) und der Winkelhebel (36) auf einer gemeinsamen Schwenkachse (38) gelagert sind.