DE68907424T2

DE68907424T2 - Betätigungsmechanismus eines Hilfsauslöseblocks für Modulschutzschalter.

Info

Publication number: DE68907424T2
Application number: DE89420031T
Authority: DE
Inventors: Robertis Patrick De; Patrick Guillon
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2009-02-04
Also published as: CN1021168C; JP2778974B2; EP0331586B1; FR2628262B1; ZA891136B; DE68907424D1; EP0331586A1; FR2628262A1; JPH0210622A; CN1036862A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hilfsauslöseblock mit Isolierstoffgehäuse zur seitlichen Anreihung und Ankopplung an einen Mehrpol-Leistungsschalterblock, der mindestens ein Paar trennbare Kontakte sowie einen mit einem magnetothermischen Hauptauslöser verbundenen Umschaltmechanismus besitzt, wobei das Gehäuse des Hilfsauslöseblocks einen Schaltmechanismus umfaßt, bestehend aus:
- einem Auslösehebel, der durch ein Auslöserelais mit einer Schaltspule und einem Auslösebolzen angesteuert wird,
- einer mechanischen Verbindung für die Übertragung des durch den Bolzen des Relais gegebenen Auslösebefehls an den Umschaltmechanismus des Leistungsschalterblocks, so daß letzterer durch Zusammenwirken mit der Spule des genannten Relais ausgeschaltet wird,
- einer Verklinkung zwischen einem Kipphebel und einer Drehscheibe, die schwenkbar auf einer festen ersten Achse zwischen einer Gespanntstellung und einer Entspanntstellung gelagert ist,
- einer Energiespeicher-Feder, die die Scheibe in die Entspanntstellung bewegt, wenn die Verklinkung durch Einwirkung des Auslösehebels gelöst wird,
- und einem Rückstellzwischenhebel, der das Relais automatisch zurückstellt, wenn die Drehscheibe sich in die Entspanntstellung bewegt, wobei der genannte Hebel auf einer festen zweiten Achse des Gehäuses schwenkbar gelagert ist.
Ein derartiger Mechanismus ist aus dem deutschen Patent 3114717 bekannt, das sich auf einen Unterspannungsauslöser für einen Leistungsschalter in Modulbauweise bezieht. Das Rückstellen des Relais erfolgt dadurch, daß die Drehscheibe auf den Rückstellhebel einwirkt, der drehbar auf derselben Achse wie der Auslösehebel gelagert ist. Die mechanische Verbindung des Auslöseblocks mit dem Leistungsschalterblock erfolgt mittels einer auf dem unteren Arm des Auslösehebels angebrachten Verlängerung. Die Drehscheibe des Hilfsauslöseblocks bewirkt auch das Auslösen des Umschaltmechanismus des Leistungsschalterblocks, dieses Auslösen erfolgt jedoch mit einer gewissen Verzögerung nach dem Lösen der Verklinkung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Auslösezeit des Schaltmechanismus eines mit einem Relais eines Hilfsauslöseblocks verbundenen Leistungsschalterblocks zu verkürzen.
Der Hilfsauslöseblock ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drehscheibe einen Mitnehmer der mechanischen Auslöseverbindung und eine dritte Achse besitzt, auf der der Auslösehebel schwenkbar gelagert ist, der einen mit der Verklinkung zusammenwirkenden ersten Arm sowie einen zweiten Arm aufweist, der vom Auslösebolzen des Relais durch den auf der zweiten Achse frei drehbar gelagerten Rückstellhebel getrennt ist.
Die Funktion des Relais besteht ausschließlich darin, die Verklinkung zu lösen, die daraufhin die Drehscheibe freigibt. Die durch die Entspannung der Speicherfeder freigewordene mechanische Energie dient sowohl zur Kraftübertragung für die Auslösung des Leistungsschalterblocks als auch zur Rückstellung des Relais.
Nach der Rückstellung des Relais wird, während der Kipphebel in die Einschaltstellung gebracht wird, erneut mechanische Energie in der Speicherfeder der Drehscheibe gespeichert, wobei die Verklinkung die Feder in der Gespanntstellung hält.
Der Rückstellhebel besitzt eine Dämpfungsfeder, auf die bei der Bewegung der Drehscheibe in die Entspanntstellung eine Nase dieser Drehscheibe unmittelbar einwirkt, wobei die Feder derart ausgebildet ist, daß die auf den Bolzen des Relais einwirkende Rückstellkraft begrenzt wird. Die Dämpfungsfeder wird vorteilhaft als Andruckfeder ausgeführt und auf dem Rückstellhebel vor dessen Einbau auf der zweiten Achse des Gehäuses vormontiert.
Eine Vorspannfeder ist mit dem Rückstellhebel verbunden, um ihn gegen den Auslösehebel zu drücken, wenn die Drehscheibe sich in der Gespanntstellung befindet. Der Auslösebolzen hat bei angezogener Stellung des Relais also vom Rückstellhebel einen voreingestellten Abstand.
Weitere Vorteile und Merkmale gehen aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung hervor, das in den beigefügten Zeichnungen wie folgt dargestellt ist:
- Figur 1 zeigt eine schematische Vorderansicht des Schaltmechanismus eines Hilfsauslöseblocks mit dem Leistungsschalter in Einschaltstellung;
- Figuren 2 und 3 entsprechen Figur 1 mit dem Leistungsschalter während der Ausschaltphase bzw. in Ausschaltstellung.
Wie die Figuren 1 bis 3 zeigen, kann ein Hilfsauslöseblock 10 mit Isolierstoffgehäuse 12 seitlich an einen (nicht abgebildeten) mehrpoligen Leistungsschalterblock geeigneter Form angereiht und angekoppelt werden.
Jeder Pol des Leistungsschalterblocks ist mit einem Umschaltmechanismus versehen, zum Beispiel vom in der französischen Patentanmeldung Nr. 8708037 vom 09.06.1987 des Anmelders beschriebenen Typ. Der Umschaltmechanismus ist mit einem handbetätigten Kipphebel und einem magnetothermischen Hauptauslöser verbunden, der die Höhe des den Pol durchfließenden Stroms überwacht. Ein trennbares Kontaktpaar wirkt mit dem Umschaltmechanismus zusammen, um das Öffnen bzw. Schließen des zwischen zwei Anschlußklemmen des Pols liegenden Stromkreises sicherzustellen.
Der Hilfsauslöseblock 10 umfaßt einen Schaltmechanismus 14, der von einem Rückstell-Kipphebel 16 angesteuert wird, sowie ein Relais 18 mit einer Auslösespule. Der Mechanismus 14 überträgt den vom Relais 18 gegebenen Auslösebefehl über eine mechanische Verbindung 19 an den Leistungsschalterblock. Diese Verbindung besteht aus einem Mitnehmer 20, der durch ein Langloch 22 im Gehäuse 12 mit der (nicht abgebildeten) Auslösestange des Umschaltmechanismus des Leistungsschalterblocks zusammenwirkt.
Der Hilfsauslöseblock 10 kann entweder als Differenzstromauslöser, als Unterspannungsauslöser MN oder als Arbeitsstromauslöser MX eingesetzt werden. Der Schaltmechanismus 14 bleibt unverändert, während das Relais 18 dem jeweiligen Auslösertyp angepaßt wird.
Bei einem Differenzstromauslöser wird das Relais 18 elektrisch mit einem als hompolarer Summenstromwandler ausgebildeten Differenzstromwandler verbunden, der die Strome in den aktiven Leitern auf der Einspeiseseite des Leistungsschalterblocks erfaßt. Im Falle eines Isolationsfehlers bewirkt der Differenzstromwandler die Erregung der Spule des Relais 18, die den Schaltmechanismus 14 betätigt und damit gleichzeitig über die mechanische Verbindung 19 den Leistungsschalterblock ausschaltet.
Bei einem Unterspannungsauslöser MN spricht das Relais 18 an, wenn die Spannung des zu überwachenden Stromkreises vollständig ausfällt oder einen voreingestellten Schwellwert unterschreitet. Auf diese Weise wird eine automatische Abschaltung des Leistungsschalterblocks bei Unterspannung gewährleistet.
Bei einem Arbeitsstromauslöser MX erfolgt die Erregung des Relais 18 von außen durch eine Fernbetätigungsschaltung, die von Hand durch einen Druckknopf oder aber automatisch angesteuert wird. Auf diese Weise wird eine Fernausschaltung des Leistungsschalterblocks gewährleistet.
Der Schaltmechanismus 14 des Hilfsauslöseblocks 10 besitzt eine Drehscheibe 24, die schwenkbar auf einer festen ersten Achse 26 zwischen einer Gespanntstellung (Figur 1) und einer Entspanntstellung (Figur 3) gelagert ist. An der Drehscheibe 24 befindet sich der Mitnehmer 20 der mechanischen Verbindung 19 und eine dritte Achse 28, auf der der Auslösehebel 30 sitzt, dessen erster, oberer Arm mit einem Klinkenhebel 31 in Verriegelungsstellung die Verklinkung 32 bildet. Der Klinkenhebel 31 ist auf einer Achse 34 der Drehscheibe 24 eingeschränkt drehbar gelagert und mit dem Kipphebel 16 durch eine Kupplungsstange 36 verbunden. Der Rückstell-Kipphebel 16 ist auf einer parallel zur Achse 26 der Drehscheibe 24 gelegenen festen Achse 38 schwenkbar gelagert und bildet zusammen mit der Kupplungsstange 36 ein Kniegelenk, dessen Gelenkpunkt 40 zur Achse 38 des Kipphebels 16 exzentrisch angeordnet ist.
Der Auslösehebel 30 wird von einer als Rückholfeder dienenden elastischen Zunge 42 in die verklinkte Stellung gebracht. Zwischen dem Relais 18 und der Drehscheibe 24 befindet sich ein Rückstellzwischenhebel 44 für das Relais 18, wobei ein Ende des Hebels 44 auf einer zweiten Achse 46 frei schwenkbar gelagert ist. Das entgegengesetzte Ende 48 wirkt nach links mit dem Auslösebolzen 50 des Relais 18 und nach rechts mit dem zweiten, unteren Arm des Auslösehebels 30 zusammen. Zwischen den beiden Enden des Rückstellhebels 44 befindet sich ein Zapfen 52, auf dem eine Andruckfeder 54 vormontiert ist. Einer der Schenkel 53 der Andruckfeder 54 wird beim Auslösen des Mechanismus 14 durch eine Nase 56 der Drehscheibe 24 verschoben, während der andere Schenkel 58 dauerhaft an einem Vorsprung des Hebelendes 48 anliegt.
Die Speicherfeder 60 des Schaltmechanismus 14 besteht aus einer Drehfeder, die koaxial auf der Achse 26 der Drehscheibe 24 angebracht ist. Die Feder 60 liegt auf einem Vorsprung 62 des Isolierstoffgehäuses 12 auf und bewegt die Drehscheibe 24 nach dem durch den Bolzen 50 des Auslöserelais 18 hervorgerufenen Lösen der Verklinkung 32 im Gegenuhrzeigersinn in die Entspanntstellung (Figur 3). Die Bewegung der Drehscheibe 24 endet an einem Anschlag 64, wenn der Kipphebel 16 die Ausschaltstellung des Leistungsschalters erreicht hat (siehe Figur 3).
An der Oberseite der Drehscheibe 24 befindet sich eine Anzeige 66, die hinter einem an der Frontseite des Gehäuses 12 eingearbeiteten Sichtfenster 68 positioniert werden kann, um anzuzeigen, daß der Leistungsschalter durch den Schaltmechanismus 14 des Hilfsauslöseblocks 10 ausgeschaltet wurde. Die Anzeige 66 ist vorteilhaft mit einer farbigen Markierung ausgerüstet, die durch das Fenster 68 gut sichtbar ist.
Die Funktionsweise des Schaltmechanismus 14 des Hilfsauslöseblocks 10 ist folgende:

LEISTUNGSSCHALTER IN EINSCHALTSTELLUNG

In der in Figur 1 dargestellten Gespanntstellung des Hilfsauslöseblocks 10 befindet sich der Kipphebel 16 in der stabilen rechten Stellung, und ein geringer Abstand trennt den Relaisbolzen 50 vom Ende 48 des Rückstellhebels 44. Die Speicherfeder 60 ist gespannt, und die durch den Auslösehebel 30 verriegelte Verklinkung 32 erhält die kinematische Verbindung zwischen der Drehscheibe 24 und dem Kipphebel 16 aufrecht.

LEISTUNGSSCHALTER WÄHREND DER AUSSCHALTPHASE

Bei Erregung des Relais 18 wird der Auslösebolzen 50 in Richtung des Pfeiles F (siehe Figur 2) vorgetrieben und schlägt gegen den Rückstellhebel 44, der im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 46 verschwenkt wird. Durch die Bewegung des Rückstellhebels 44 wird der Auslösehebel 30 von der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung überführt, so daß die Verklinkung 32 gelöst und die kinematische Verbindung zwischen dem Kipphebel 16 und der Drehscheibe 24 unterbrochen wird. Durch die Entspannung der Speicherfeder 60 dreht sich die Drehscheibe 24 dann im Gegenuhrzeigersinn um ihre Achse 26 in die in Figur 3 abgebildete Stellung und erfüllt dabei zwei verschiedene Aufgaben, nämlich erstens das Ausschalten des angereihten Leistungsschalterblocks und zweitens das Rückstellen des Relais 18.
Die erste Funktion des Ausschaltens wird durch den Mitnehmer 20 der Drehscheibe 24 gewährleistet, der die mechanische Verbindung 19 entlang des gekrümmten Langlochs 22 des Gehäuses 12 von der unteren Stellung (Figur 2) in die obere Stellung (Figur 3) überführt. Als Folge werden der Umschaltmechanismus des Leistungsschalterblocks betätigt und die Kontakte der einzelnen Pole automatisch geöffnet.
Die zweite Funktion des Rückstellens des Relais 18 wird erfüllt, indem die Nase 56 auf den Schenkel 53 der Feder 54 einwirkt und den Rückstellzwischenhebel 44 im Uhrzeigersinn bewegt, so daß der Auslösebolzen 50 nach innen zurückgestoßen wird (siehe Figur 3). Das Relais 18 ist rückgestellt, wenn die Drehscheibe 24 den Anschlag 64 erreicht und der Kipphebel 16 sich in der stabilen linken Stellung befindet, die der Ausschaltstellung des Leistungsschalterblocks entspricht. In dieser in Figur 3 gezeigten Stellung wird die Verklinkung 32 automatisch wieder verriegelt, um so die kinematische Verbindung zwischen dem Kipphebel 16 und der Drehscheibe 24 wiederherzustellen. Durch die Dämpfungsfeder 54 läßt sich erreichen, daß die Hübe des Schaltmechanismus 14 elastisch begrenzt werden und die auf den Bolzen 50 des Relais 18 wirkende Rückstellkraft einen bestimmten Wert nicht übersteigt. Die Speicherfeder 60 bleibt solange entspannt, wie die Drehscheibe 24 am Anschlag 64 anliegt.

ERNEUTES WIEDERSPANNEN DES HILFSAUSLÖSEBLOCKS

Das erneute Wiederspannen des Hilfsauslöseblocks 10 erfolgt durch Drehen des Kipphebels 16 im Uhrzeigersinn von der linken Stellung (Figur 3) in die rechte Stellung (Figur 1). Diese Bewegung des Kipphebels 16 führt die Drehscheibe 24 von der Entspanntstellung in die Gespanntstellung zurück, wobei die Speicherfeder 60 automatisch gespannt wird und der Mitnehmer 20 der Auslöseverbindung 19 in die inaktive untere Stellung gebracht wird, so daß der Leistungsschalter geschlossen werden kann.
Die Drehung des Kipphebels 16 zum erneuten Rückstellen des Hilfsauslöseblocks 10 kann manuell oder automatisch erfolgen. Im ersten Fall ist der Kipphebel 16 unabhängig vom Umschaltmechanismus des angereihten Leistungsschalterblocks. Im zweiten Fall sind der Kipphebel 16 und der Umschaltmechanismus durch eine mechanische Rückstellverbindung miteinander gekoppelt.
Es ist ersichtlich, daß der Rückstellhebel 44 mit einer Vorspannfeder 70 versehen ist, die den genannten Hebel 44 gegen den zweiten, unteren Arm des Auslösehebels 30 drückt, wenn die Drehscheibe 24 sich in der Gespanntstellung befindet. Wenn das Relais 18 gespannt ist, trennt ein konstanter Minimalabstand den Bolzen 50 vom Ende 48 des Rückstellhebels 44 (siehe Figur 1).
Diese Anordnung ermöglicht eine Verkürzung der Ansprechzeit des Leistungsschalters nach Übergabe des Auslösebefehls an den Umschaltmechanismus.

Claims

1. Hilfsauslöseblock (10) mit Isolierstoffgehäuse (12) zur seitlichen Anreihung und Ankopplung an einen Mehrpol-Leistungsschalterblock, der mindestens ein Paar trennbare Kontakte sowie einen mit einem magnetothermischen Hauptauslöser verbundenen Umschaltmechanismus besitzt, wobei das Gehäuse (12) des Hilfsauslöseblocks (10) einen Schaltmechanismus (14) beinhaltet, bestehend aus:

- einem Auslösehebel (30), der durch ein Auslöserelais (18) mit einer Schaltspule und einem Auslösebolzen (50) angesteuert wird;

- einer mechanischen Verbindung (19) für die Übertragung des durch den Bolzen (50) des Relais (18) gegebenen Auslösebefehls an den Umschaltmechanismus des Leistungsschalterblocks, so daß letzterer durch Zusammenwirken mit der Spule des genannten Relais (18) ausgeschaltet wird;

- einer Verklinkung (32) zwischen einem Kipphebel (16) und einer Drehscheibe (24), die schwenkbar auf einer festen ersten Achse (26) zwischen einer Gespanntstellung und einer Entspanntstellung gelagert ist;

- einer Energiespeicher-Feder (60), die die Scheibe (24) in die Entspanntstellung bewegt, wenn die Verklinkung (32) durch Einwirkung des Auslösehebels (30) gelöst wird;

- und einem Rückstellzwischenhebel (44), der das Relais (18) automatisch zurückstellt, wenn die Drehscheibe (24) sich in die Entspanntstellung bewegt, wobei der genannte Hebel (44) auf einer festen zweiten Achse (46) des Gehäuses (12) schwenkbar gelagert ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Drehscheibe (24) einen Mitnehmer (20) der mechanischen Auslöseverbindung (19) und eine dritte Achse (28) besitzt, auf der der Auslösehebel (30) schwenkbar gelagert ist, der einen mit der Verklinkung (32) zusammenwirkenden ersten Arm sowie einem zweiten Arm aufweist, der vom Auslösebolzen (50) des Relais (18) durch den auf der zweiten Achse (46) frei drehbar gelagerten Rückstellhebel (44) getrennt ist.

2. Hilfsauslöseblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstellhebel (44) mit einer Dämpfungsfeder (54) ausgestattet ist, auf die bei der Bewegung der Drehscheibe (24) in die Entspanntstellung eine Nase (56) dieser Drehscheibe unmittelbar einwirkt, wobei die Feder (54) derart ausgebildet ist, daß die auf den Bolzen (50) des Relais (18) einwirkende Rückstellkraft begrenzt wird.

3. Hilfsauslöseblock nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsfeder (54) als Andruckfeder ausgeführt und auf dem Rückstellhebel (44) vor dessen Einbau auf der zweiten Achse (46) des Gehäuses (12) vormontiert wird.

4. Hilfsauslöseblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehscheibe (24) eine Anzeige (66) besitzt, die, wenn die Drehscheibe (24) sich in der stabilen Entspanntstellung befindet, hinter einem an der Frontseite des Gehäuses (12) ausgebildeten Sichtfenster (68) sichtbar wird, um die Auslösüng des Hilfsauslöseblocks (10) anzuzeigen.

5. Hilfsauslöseblock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstellhebel (44) mit einer Vorspannfeder (70) verbunden ist, die den genannten Hebel gegen den zweiten Arm des Auslösehebels (30) drückt, wenn die Drehscheibe (24) sich in der Gespanntstellung befindet, und daß der Auslösebolzen (50) in der angezogenen Stellung des Relais (18) vom Rückstellhebel (44) einen voreingestellten Abstand hat.

6. Hilfsauslöseblock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verklinkung (32) aus einem auf einer vierten Achse (34) der Drehscheibe (24) begrenzt drehbar gelagerten Klinkenhebel (31) besteht, der mit dem Kipphebel (16) durch eine Kupplungsstange (36) mechanisch verbunden ist.

7. Hilfsauslöseblock nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltspule des polarisierten Relais (18) mit einem Differenzstromwandler verbunden ist.

8. Hilfsauslöseblock nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltspule des Auslöserelais (18) durch eine externe Fernbetätigungsschaltung angesteuert wird, so daß ein Arbeitsstromauslöser MX entsteht.

9. Hilfsauslöseblock nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöserelais (18) in Abhängigkeit vom Wert einer zu überwachenden Spannung auf den Schaltmechanismus (14) einwirkt, so daß ein Unterspannungsauslöser MN entsteht.