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EP0289778B1 - Leistungs-Trennschalter - Google Patents

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Info

Publication number
EP0289778B1
EP0289778B1 EP88104959A EP88104959A EP0289778B1 EP 0289778 B1 EP0289778 B1 EP 0289778B1 EP 88104959 A EP88104959 A EP 88104959A EP 88104959 A EP88104959 A EP 88104959A EP 0289778 B1 EP0289778 B1 EP 0289778B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching
isolating switch
extension piece
switch according
casing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP88104959A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0289778A1 (de
Inventor
Hans Joachim Rübsam
Herbert Sahler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ELEK GmbH
Original Assignee
ELEK GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ELEK GmbH filed Critical ELEK GmbH
Priority to AT88104959T priority Critical patent/ATE81421T1/de
Publication of EP0289778A1 publication Critical patent/EP0289778A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0289778B1 publication Critical patent/EP0289778B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/1009—Interconnected mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/02—Housings; Casings; Bases; Mountings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/10—Adaptation for built-in fuses
    • H01H9/104—Adaptation for built-in fuses with interlocking mechanism between switch and fuse

Definitions

  • the invention relates to a circuit breaker according to the preamble of claim 1.
  • a circuit breaker is e.g. known from the brochure "Load-Disconnector Type LK” from ELEK GmbH, D-4000 Düsseldorf or from DE-U-8027369.
  • a circuit breaker is described with a multi-part housing, which essentially consists of a first, lower housing part and a second, upper housing part.
  • the lower part of the housing has individual chambers that are sealed off from one another and contain the switching poles.
  • the upper part of the housing contains the switching mechanism and the switching slide of the circuit breaker.
  • An operating handle is eccentrically attached to the switching mechanism at the front.
  • the switching mechanism itself is designed as a torque circuit or snap-action circuit.
  • circuit breakers which have a particularly pronounced ability to extinguish the arc when high currents are switched off.
  • a special composite material is used, the manufacture and composition of which are known from US-A-4011426.
  • a circuit breaker containing the above switching elements has not been commercially available yet.
  • a forced shutdown is required in addition to the switching function. This can be ensured, for example, by additional NH fuses connected in series with a power isolating switch mentioned above. These NH fuses are then intended for both overcurrent and short-circuit. As is well known, NH fuses may only be used by specialist staff Electricity plant to be replaced. This means that even with a small, brief overcurrent, the layperson cannot switch on again. In doing so, valuable working time is lost. The NH fuses must also be specially calculated for each of the above circuit breakers, for example with regard to their characteristics and their current profile. Another disadvantage is the spatially separate arrangement of the NH fuses, which in many cases are not adequately protected by a cover. In addition, only each individual supply line is monitored by the respective NH fuse, so that in the event of a fault on one supply line, the other supply lines are not switched off and are therefore still live.
  • the object of the invention is to create a circuit breaker of the type mentioned above, which enables a multi-pole disconnection by means of the aforementioned novel electrical switching elements, whereby a forced release, an all-pole disconnection and a compact design are to be achieved.
  • a disconnector which is housed in a basically two-part housing and in which a single release linkage is directly engaged with the switching mechanism.
  • This release linkage is housed in a side part to the two housing parts, the largest surface of which covers at least the side wall of the lower housing part.
  • the switch axis for the switch handle of the disconnector is also housed in the side panel.
  • the power isolating switch according to the invention has the enormous advantage that the advantages of the novel electrical switching element and a positive release with a magnetic and / or bimetallic release now come into their own with every switching pole.
  • a single trigger link ensures fast and safe all-pole shutdown at overcurrent and short-circuit at all times.
  • An advantage of the embodiment of the invention according to claims 2 and 3 is the modular structure of the switch housing. The individual housing parts are therefore much smaller than a one-piece housing, so that a considerably simpler and cheaper production is possible. Above all, can Now circuit breakers with basically any number of switching poles can be manufactured quickly and efficiently.
  • the circuit breaker according to the invention can also have an attachment with NH fuses connected in series with the switching poles.
  • the NH fuses then only respond in the event of a quick short circuit and therefore serve as a current limiter.
  • the bimetallic or magnetic triggers respond in the event of overcurrent and short circuits, so that the switch-off is always guaranteed. In the event of a brief overcurrent, which statistically occurs twice as often as a short circuit, the layperson can therefore switch on again without having to call in specialist personnel.
  • An advantage of the embodiment according to claim 5 is the non-positive, releasable connection between the extension piece for the shift handle and the shift axis. Because of the triple graduated backdrop and the cam on the extension piece, the control handle must be raised and swiveled down (while switching off) before the cover of the top part of the housing can be removed and the NH fuses can be replaced. With a snap-on cover according to claim 6, the NH fuses are protected against contact. The lid can also only be removed with a tool, such as a screwdriver. The contact pieces are secured with the ribs according to claim 7 against rotation on the bottom of the attachment part.
  • the operational readiness of the circuit breaker is displayed in three ways: via a viewing window that enables marking of the switching mechanism, via the indicator of the NH fuses and via the switch position of the control handle.
  • the lid is sealed with the attachment part, so that unauthorized opening of the lid is prevented.
  • FIG. 1 the multi-part housing 1 of a circuit breaker with a first, lower housing part 2, a second, upper housing part 3 and a side part 4 is shown.
  • the first housing part 2 consists of three individual switching combs 5, each of which contains a switching pole, a bimetal and a magnetic release.
  • a switching mechanism with a switching slide is accommodated in the upper housing part 3.
  • the switching mechanism is operated with a switching handle 6.
  • a connection terminal 7 is provided on each of the two opposite sides of each switching chamber.
  • An auxiliary contact 8 for remote interrogation of the switching mechanism is arranged at the top of the rear of the side part.
  • connection terminals 7 are screw terminals 9 at the top for copper bars and cable lugs, and clamp terminals 10 at the bottom for unassembled cables.
  • clamp clamps 10 cage clamps (not shown here) can also be used.
  • plug connections instead of screw terminals 9 can be used.
  • a viewing window 11 is provided on the upper housing part 3 in the middle at the bottom.
  • a marking on the switching slide 27 is visible through the viewing window. This enables the switching status of the switching poles to be checked.
  • a display strip 12 is provided on the right, so that the switching position of the control handle 6 is undoubtedly determined.
  • the switching handle 6 makes an angle of 45 ° between the on and off position. This offers a much better handling than the usual switching angle of 90 °. The condition of the emergency stop is also optimally fulfilled. Incidentally, it should be noted that only these two switching angles are approved in accordance with regulations.
  • FIG. 3 shows a multi-part housing 1 of a circuit breaker with integrated NH fuses.
  • a cuboid side chamber 14 of the attachment part 13 is located exactly above the side part 4.
  • the side chamber 14 is an integral part of the attachment part 13.
  • a snap-on cover 15 is attached to the attachment part 13 and is sealed by means of a sealed wire 16.
  • the structure of the modular, multi-part housing 1 is very compact and forms a closed unit with little protruding edges.
  • the connecting terminals 7 are arranged as deeply as possible below, and are also secured against rotation using ribs or the like.
  • the terminals with their connecting straps are robust. In this way, a simple and stable connection technology is provided.
  • FIG. 4 shows a side view - and partly a cross section - of the switching chamber 5 of the circuit breaker shown in FIG. 3, in which a switching pole 17, a bimetallic release 18 and a magnetic release 19 are accommodated.
  • the switching pole 17 is described in detail in DE-A-340371 and DE-A-3402372, so that it will not be discussed further here.
  • the switching pole 17 is held in its switched-off state by a compression spring 20.
  • a first busbar 21 runs across the entire switching chamber 5, the left end of which is in contact with a screw connection 9 and the right end of which is in contact with the right contact of the switching pole 17.
  • a second busbar 22 leads from the left contact of the switching pole 17 to an NH fuse (not shown here).
  • a third busbar 23 leads from the NH fuse to the clamp terminal 10.
  • An electrical insulation 24 is arranged between the first busbar 21 and the third busbar 23 so that there is no electrical flashover in the area of the right contact of the switching pole 17.
  • the Bimetallic release 18 and the magnetic release act on a release lever 25 which is integrally connected to a release axis 26, which is coupled via a tongue and groove to a similar release axis in the adjacent switching chamber.
  • the switching pole 17 is switched on via a switching mechanism with a switching slide 27 which acts on the right behind the switching pole 17.
  • the switching chamber 5 is open on one side and has cutouts and slots for the switching carriage 27 at the top. The switching mechanism as such is described in detail in EP-B1-0 291 668.
  • two cylindrical guides 28 are provided, through which screws are guided , with which the switching chambers 5 and the side part 4 are screwed together (see Fig. 1 and 3).
  • the control chambers are attached congruently with transverse guides, ribs and grooves.
  • the first busbar 21 is then connected to the left contact and the third busbar 23 to the right contact of the switching pole 17.
  • the second busbar 22 and the insulation 24 are then omitted.
  • the connections to the power disconnector with integrated NH fuses are interchanged. Otherwise, the structure is the same and therefore the same switching chambers 5 can be used.
  • Fig. 5 shows a switching chamber 5 and the side part 4 in longitudinal section.
  • a switching axis 29 and a release linkage 30 can be seen in the side part 4.
  • This single release linkage 30 couples the release axis 26 common to all the switching poles 17 to the switching mechanism 31, so that when triggered by a single bimetal release 18 or magnetic release 19, all poles are switched off.
  • the switching axis 29 is rotatable by a holder 32 and a locking ring 33, but is not displaceable in the longitudinal direction.
  • the locking ring 33 is screwed onto the switching shaft 29 with an Allen screw 34.
  • the switching axis 29 is provided above the holder 32 with an annular edge 35 which rests on the holder 32.
  • the switching axis 29 has a square blind hole 36, one corner of which is chamfered.
  • a shunt release 37 the circuit breaker can be operated remotely. An undervoltage release can also be used instead.
  • FIG. 7 shows a top view of the attachment part 13 for the NH securing elements, which consists of the cuboid side chamber 14 and individual, sealed-off securing chambers 38.
  • the right fuse chamber 38 there is an NH fuse element 39 which is clamped in by contact pieces 40. The contact pieces are screwed against rotation on the bottom of the attachment part 13 by means of ribs 41.
  • the other NH fuse elements 39 are not shown for the sake of a better overview.
  • cylindrical guides 42 are provided for screws.
  • a tube 43 for the viewing window 11 (FIG. 2) is provided at the bottom of the attachment part 13 approximately in the middle, so that the marking on the switching slide 27 is visible.
  • An extension piece 46 is mounted in the side chamber 14 and forms an extension of the control handle 6. On this extension piece 46 a cam 47 is attached, which is pressed by a compression spring 48 (dashed circle in Fig. 7) against a backdrop 45, which is stepped in three parts and is formed in wall parts of the side chamber 14.
  • FIG. 8 shows a cross section of the attachment part 13 along the line A-A in FIG. 7.
  • the parallelepiped-shaped side chamber 14 has an inwardly standing edge 49 at the top.
  • An annular edge 50 is provided on the extension piece 46 at about a fifth of the height. Between the two edges 49 and 50, the compression spring 48 is supported, which brings about a non-positive connection between the switching axis 29 and the extension piece 46.
  • the extension piece 46 has a square extension 51 which corresponds exactly to the square blind hole 36.
  • the extension piece 46 has a deep, square - not shown here - blind hole, into which the long square - not shown - axis of the control handle 6 is inserted.
  • the blind hole and the axis both have the shape of a quadrilateral beveled in one corner.
  • the axis of the control handle 6 is fixed in the extension piece 46 by means of an Allen screw 53.
  • the fuse chambers 38 are provided at the top with three slots 54, which are used to dissipate the heat from the NH fuse elements 39.
  • the circuit symbol 55 of the circuit breaker with an electric motor M connected downstream is shown at the top right.
  • the circuit breaker with a three-pole disconnection consists of an NH fuse 56, a thermal overcurrent release (bimetal release) 57, a magnetic overcurrent release (magnetic release) 58 and a switch 59.
  • the time is logarithmically plotted on the abscissa, in the upper third in minutes, below in seconds.
  • the nominal switch current or nominal motor current is plotted logarithmically on the ordinate.
  • Curve th is the characteristic of the bimetal release, curve m that of the magnetic release and curve NH that of the NH fuse.
  • the takeover point - the intersection between the characteristic curves th and NH - is 8 times the nominal switch current (NAV on the ordinate). This means that the NH fuses have not yet responded and the circuit breaker can easily be switched on again.
  • Below the ordinate it is specified in which area the bimetallic release (th), the magnetic release (m) or the NH fuse (NH) will first trigger the shutdown. Below is the range in which the switch (S) or the NH fuse switches off.
  • the circuit breaker with integrated NH fuse elements now works as follows: The disconnector is switched on with the control handle 6.
  • the switching carriage 27 (FIG. 4) is moved against the compression spring 20 until the switching mechanism 31 is latched.
  • the compression springs 20 of the switching poles 17 thus form the restoring force of the switching mechanism 31.
  • the current then runs from the screw terminal 9 (input terminal) via the first busbar 21 on the right to the switching pole 17, through the switching pole 17, from there via the second busbar 22 to the NH Fuse element 39 and via the third busbar 23 to the clamp terminal 10 (output terminal).
  • the bimetallic release 18 or the magnetic release 19 acts on the release lever 25 and triggers a free release or the NH fuse element 39 first interrupts the supply line and the magnetic release 19 subsequently switches off all poles . All-pole disconnection is thus guaranteed at all times.
  • NH fuse elements are replaced as follows: First, by means of the control handle 6 - by pivoting the control handle downwards (FIG. 2) - the power isolating switch is switched off. In the switched-off state, the cam 47 is above the second stage of the link 45, so that the control handle 6 can be raised against the pressure of the compression spring 48 (FIG. 8). The square extension 51 is then disengaged from the shift axis 29, so that the shift handle 6 can be pivoted further down. The third stage of the backdrop 45 prevents the control handle 6 from being pivoted further. Since a corner of the extension 51 and the blind hole 36 are chamfered, the extension 51 does not fit into the blind hole 36 in this position. The extension 51 does not jump back into the blind hole 36 until it is pivoted back into the switch-off position.

Landscapes

  • Breakers (AREA)
  • Control Of High-Frequency Heating Circuits (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Leistungs-Trennschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . Ein solcher Leistungs-Trennschalter ist z.B. aus dem Prospekt "Last-Trennschalter Typ LK" der Firma ELEK GmbH, D-4000 Düsseldorf oder aus der DE-U-8027369 bekannt. Dort wird ein Leistungs-Trennschalter beschrieben mit einem mehrteiligen Gehäuse, das im wesentlichen aus einem ersten, unteren Gehäuseteil und einem zweiten, oberen Gehäuseteil besteht. Der untere Gehäuseteil hat einzelne Kammern, die gegenseitig abgeschottet sind und die Schaltpole enthalten. Der obere Gehäuseteil beinhaltet den Schaltmechanismus und den Schaltschlitten des Leistungs-Trennschalters. Ein Betätigungsgriff ist vorne exzentrisch auf den Schaltmechanismus aufgesteckt. Der Schaltmechanismus selbst ist als Momentschaltung oder Sprungschaltung ausgeführt.
  • Aus DE-A-3402371 und DE-A-3402372 sind neuartige, elektrische Schaltelemente als Leistungsschalter bekannt, die eine besonders ausgeprägte Fähigkeit zur Lichtbogenlöschung bei Abschaltung von hohen Strömen besitzen. Dazu wird ein spezieller Verbundwerkstoff verwendet, dessen Herstellung und Zusammensetzung aus US-A-4011426 bekannt sind. Für weitere Einzelheiten wird ausdrücklich auf die vorgenannten Schriften hingewiesen. Ein Leistungs-Trennschalter, der die obigen Schaltelemente enthält, ist jedoch bis anhin noch nicht kommerziell erhältlich.
  • In vielen Fällen ist neben der Schaltfunktion eine Zwangsabschaltung vorgeschrieben. Diese kann beispielsweise durch zusätzliche, in Serie zu einem vorerwähnten Leistung-Trennschalter geschaltete NH-Sicherungen gewährleistet werden. Diese NH-Sicherungen sind dann sowohl für den Ueberstrom- als auch für den Kurzschlussfall vorgesehen. Bekanntlich dürfen NH-Sicherungen nur von speziellem Fachpersonal des Elektrizitätswerkes ausgetauscht werden. Dies bedeutet, dass auch bei geringem, kurzzeitigem Ueberstrom der Laie nicht wieder einschalten kann. Dabei geht kostbare Arbeitszeit verloren. Die NH-Sicherungen müssen ausserdem, was z.B. ihre Charakteristik und ihren Stromverlauf betrifft, für jeden der obigen Leistungs-Trennschalter speziell berechnet werden. Ein anderer Nachteil ist die räumlich getrennte Anordnung der NH-Sicherungen, die in vielen Fällen zu wenig durch eine Abdeckung geschützt sind. Zudem wird nur jede einzelne Zuleitung von der jeweiligen NH-Sicherung überwacht, so dass in einem Fehlerfall auf einer Zuleitung die anderen Zuleitungen nicht abgeschaltet werden und somit noch unter Spannung stehen.
  • Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, einen Leistungs-Trennschalter der oben genannten Art zu schaffen, der eine mehrpolige Abschaltung mittels der vorgenannten, neuartigen elektrischen Schaltelemente ermöglicht, wobei eine Zwangsauslösung, eine allpolige Abschaltung und eine kompakte Bauweise erreicht werden sollen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Aus der FR-A-2516699 ist ein Trennschalter bekannt, der in einem im Prinzip zweiteiligen Gehäuse untergebracht ist und bei dem ein einziges Auslösegestänge direkt mit dem Schaltmechanismus im Eingriff steht. Dieses Auslösegestänge ist in einem Seitenteil zu den beiden Gehäuseteilen untergebracht, dessen grösste Fläche mindestens die Seitenwand des unteren Gehäuseteiles bedeckt. Die Schaltachse für den Schaltgriff des Trennschalters ist ebenfalls in dem Seitenteil untergebracht.
  • Der erfindungsgemässe Leistungs-Trennschalter hat den enormen Vorteil, dass nunmehr die Vorteile des neuartigen elektrischen Schaltelementes, und eine Zwangsauslösung mit einem Magnet-und/oder Bimetall-Auslöser bei jedem Schaltpol voll zur Geltung kommen. Ueber ein einziges Auslösegestänge ist eine schnelle und sichere allpolige Abschaltung bei Ueberstrom und Kurzschluss jederzeit gewährleistet. Ein Vorteil der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 und 3 ist der modulartige Aufbau des Schaltergehäuses. Die einzelnen Gehäuseteile sind daher wesentlich kleiner als ein einstückiges Gehäuse, so dass eine beträchtlich einfachere und kostengünstigere Herstellung ermöglicht wird. Vor allem können nunmehr Leistungs-Trennschalter mit prinzipiell beliebiger Anzahl Schaltpole schnell und rationell gefertigt werden. Gemäss Anspruch 4 kann der erfindungsgemässe Leistungs-Trennschalter auch einen Aufsatz mit zu den Schaltpolen seriell geschalteten NH-Sicherungen besitzen. Die NH-Sicherungen sprechen dann nur im schnellen Kurzschlussfall an, und dienen daher als Strombegrenzer. Der Bimetall- oder der Magnet-Auslöser sprechen dagegen bei Ueberstrom und bei Kurzschluss an so dass die Abschaltung stets gewährleistet ist. Bei kurzzeitigem Ueberstrom, der statistisch zweimal häufiger vorkommt als Kurzschluss, kann daher der Laie wieder einschalten, ohne spezielles Fachpersonal herbeirufen zu müssen.
  • Ein Vorteil der Ausgestaltung gemäss Anspruch 5 ist die kraftschlüssige, lösbare Verbindung zwischen dem Verlängerungsstück für den Schaltgriff und der Schaltachse. Wegen der dreifach abgestuften Kulisse und des Nockens auf dem Verlängerungsstück muss der Schaltgriff angehoben und nach unten geschwenkt werden (wobei abgeschaltet wird), bevor der Deckel des obersten Gehäuseteils entfernt und die NH-Sicherungen ausgetauscht werden können. Mit einem aufschnappbaren Deckel nach Anspruch 6 sind die NH-Sicherungen berührungssicher abgedeckt. Der Deckel kann überdies nur mit einem Werkzeug, wie z.B. einem Schraubenzieher, entfernt werden. Die Kontaktstücke sind mit den Rippen nach Anspruch 7 verdrehungssicher auf dem Boden des Aufsatzteiles befestigt. Nach Anspruch 8 wird die Funktionsbereitschaft des Leistungs-Trennschalters auf drei Arten angezeigt: über ein Sichtfenster, das eine Markierung des Schaltmechanismus freigibt, über die Kennmelder der NH-Sicherungen und über die Schaltstellung des Schaltgriffes. Nach Anspruch 9 ist der Deckel mit dem Aufsatzteil plombiert, so dass unbefugtes Oeffnen des Deckels verhindert werden wird.
  • Weitere Vorteile folgen aus der nachstehenden Beschreibung, wo die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Beispieles näher erläutert wird. Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    das mehrteilige Gehäuse eines Leistungs-Trennschalters,
    Fig. 2
    eine Obenansicht des Leistungs-Trennschalters nach Fig. 1,
    Fig. 3
    das mehrteilige Gehäuse eines Leistungs-Trennschalters mit integrierten NH-Sicherungselementen,
    Fig. 4
    eine Seitenansicht einer Schaltkammer mit einem Schaltpol, einem Bimetall- und einem Magnet-Auslöser eines Leistungs-Trennschalters nach Fig. 3,
    Fig. 5
    teilweise einen Längsschnitt einer Kammer mit einem Schaltpol, einem Bimetall- und Magnet-Auslöser und einem Schaltgestänge des Leistungs-Trennschalters nach Fig. 3,
    Fig. 6
    einen Querschnitt durch den Seitenteil mit dem Auslösegestänge und der Schaltachse des Leistungs-Trennschalters,
    Fig. 7
    eine Obenansicht des Aufsatzteils für die NH-Sicherungselemente von dem Leistungs-Trennschalter nach Fig. 3,
    Fig. 8
    einen Querschnitt des Aufsatzteiles gemäss der Linie A-A in Fig. 7, und
    Fig. 9
    die Kennlinie des Leistungs-Trennschalters mit NH-Sicherungselementen.
  • In den Figuren werden für dieselben Elemente dieselben Bezugsziffern verwendet.
  • In Fig. 1 ist das mehrteilige Gehäuse 1 eines Leistungs-Trennschalters mit einem ersten, unteren Gehäuseteil 2 einem zweiten, oberen Gehäuseteil 3 und einem Seitenteil 4 gezeigt. Der erste Gehäuseteil 2 besteht aus drei einzelnen Schaltkammen 5, die jeweils einen Schaltpol, einen Bimetall- und einen Magnet-Auslöser enthalten. Im oberen Gehäuseteil 3 ist ein Schaltmechanismus mit einem Schaltschlitten untergebracht. Der Schaltmechanismus wird mit einem Schaltgriff 6 bedient. Auf beiden gegenüberliegenden Seiten jeder Schaltkammer ist je eine Anschlussklemme 7 vorgesehen. Oben auf der Rückseite des Seitenteils ist ein Hilfskontakt 8 für die Fernabfrage des Schaltmechanismus angeordnet.
  • In Fig. 2 ist dasselbe Gehäuse wie in Fig. 1 in Obenansicht gezeigt. Die Anschlussklemmen 7 sind oben Schraubklemmen 9 für Kupferschienen und Kabelschuhe, und unten Schellenklemmen 10 für nichtkonfektionierte Kabel. Statt Schellenklemmen 10 können auch (hier nicht gezeigte) Käfigklemmen verwendet werden. Für einen rückseitigen, steckbaren Anschluss können Steckanschlüsse statt Schraubklemmen 9 verwendet sein. Auf dem oberen Gehäuseteil 3 ist in der Mitte unten ein Sichtfenster 11 vorgesehen. Durch das Sichtfenster ist eine Markierung auf dem Schaltschlitten 27 sichtbar. Damit kann der Schaltzustand der Schaltpole überprüft werden. Auf dem Gehäuseteil 3 ist rechts ein Anzeigestreifen 12 vorgesehen, so dass zweifelsfrei die Schaltstellung des Schaltgriffes 6 bestimmt ist. Der Schaltgriff 6 macht zwischen Ein-und Aus-Stellung einen Winkel von 45°. Dies bietet eine wesentlich bessere Handhabung als der übliche Schaltwinkel von 90°. Die Bedingung der Not-Ausschaltung ist damit auch optimal erfüllt. Nebenbei sei bemerkt, dass nur diese zwei Schaltwinkel vorschriftsmässig zugelassen sind.
  • In Fig. 3 ist ein mehrteiliges Gehäuse 1 eines Leistungs-Trennschalters mit integrierten NH-Sicherungen gezeigt. Auf dem oberen Gehäuseteil 3 befindet sich ein Aufsatzteil 13, in dem die NH-Sicherungen einzeln in Sicherungskammern enthalten sind. Eine quaderförmige Seitenkammer 14 des Aufsatzteils 13 befindet sich genau oberhalb des Seitenteiles 4. Die Seitenkammer 14 ist integrierter Bestandteil des Aufsatzteiles 13. Auf dem Aufsatzteil 13 ist ein aufschnappbarer Deckel 15 aufgesteckt, der mittels eines plombierten Drahtes 16 versiegelt ist. Vom Aufbau her ist das modulartige, mehrteilige Gehäuse 1 sehr kompakt und bildet eine abgeschlossene Einheit mit wenig überstehenden Kanten.
  • Wie aus den Figuren 1 und 3 ersichtlich, sind die Anschlussklemmen 7 möglichst tief unten und mittels Rippen oder dergleichen auch verdrehungssicher angeordnet. Die Klemmen mit ihren Anschlusslaschen sind robust ausgeführt. Auf diese Weise ist eine einfache und stabile Anschlusstechnik gegeben.
  • In Fig. 4 ist eine Seitenansicht - und teilweise ein Querschnitt - der Schaltkammer 5 des in Fig. 3 gezeigten Leistungs-Trennschalters aufgezeigt, in der ein Schaltpol 17, ein Bimetall-Auslöser 18 und ein Magnet-Auslöser 19 untergebracht sind. Wie oben schon erwähnt, ist der Schaltpol 17 ausführlich in DE-A-340371 und DE-A-3402372 beschrieben, so dass an dieser Stelle nicht weiter darauf eingegangen wird. Der Schaltpol 17 wird von einer Druckfeder 20 in seinem ausgeschalteten Zustand gehalten. Unten läuft quer durch die ganze Schaltkammer 5 eine erste Stromschiene 21, deren linkes Ende in Kontakt mit einem Schraubanschluss 9 und deren rechtes Ende in Kontakt mit dem rechten Kontakt des Schaltpols 17 ist. Vom linken Kontakt des Schaltpols 17 führt eine zweite Stromschiene 22 zu einer - hier nicht dargestellten - NH-Sicherung. Von der NH-Sicherung führt eine dritte Stromschiene 23 zu der Schellenklemme 10. Damit kein elektrischer Ueberschlag im Bereich des rechten Kontaktes des Schaltpoles 17 stattfindet, ist eine elektrische Isolation 24 zwischen der ersten Stromschiene 21 und der dritten Stromschiene 23 angeordnet. Der Bimetall-Auslöser 18 und der Magnet-Auslöser wirken auf einen Auslösehebel 25, der einstückig mit einer Auslöseachse 26 verbunden, die über eine Feder und Nut mit einer gleichartigen Auslöseachse in der benachbarten Schaltkammer gekoppelt ist. Der Schaltpol 17 wird über einen Schaltmechanismus mit einem Schaltschlitten 27 eingeschaltet, der rechts hinter dem Schaltpol 17 angreift. Die Schaltkammer 5 ist einseitig offen und besitzt oben Aussparungen und Schlitze für den Schaltschlitten 27. Der Schaltmechanismus als solcher ist ausführlich beschrieben in der EP-B1-0 291 668. In der Schaltkammer 5 sind zwei zylindrische Führungen 28 vorgeshen, durch die Schrauben geführt sind, mit denen die Schaltkammern 5 und der Seitenteil 4 zusammengeschraubt sind (vgl. Fig.1 und 3). Mit Querführungen, Rippen und Nuten sind die Schaltkammern deckungsgleich befestigt.
    Im Falle des Leistungs-Trennschalters nach Fig. 1 sind keine NH-Sicherungen vorhanden. Die erste Stromschiene 21 ist dann mit dem linken Kontakt und die dritte Stromschiene 23 mit dem rechten Kontakt des Schaltpoles 17 verbunden. Die zweite Stromschiene 22 und die Isolation 24 entfallen dann. Dadurch sind auch die Anschlüsse gegenüber des Leistung-Trennschalter mit integrierten NH-Sicherungen vertauscht. Ansonsten ist der Aufbau gleich und daher können dieselben Schaltkammern 5 verwendet werden.
  • Fig. 5 zeigt eine Schaltkammer 5 sowie das Seitenteil 4 im Längsschnitt. Ausser den in Fig. 4 dargestellten Elementen sind im Seitenteil 4 eine Schaltachse 29 und ein Auslösegestänge 30 erkennbar. Dieses einzige Auslösegestänge 30 koppelt die für alle Schaltpole 17 gemeinsame Auslöseachse 26 mit dem Schaltmechanismus 31, so dass beim Auslösen durch einen einzigen Bimetall-Auslöser 18 oder Magnet-Auslöser 19 allpolig abgeschaltet wird.
  • In Fig. 6 ist eine Seitenansicht des Seitenteils 4 gezeigt. Die Schaltachse 29 ist von einer Halterung 32 und einem Sicherungsring 33 drehbar, jedoch in Längsrichtung nicht verschiebbar gelagert. Der Sicherungsring 33 ist dazu mit einer Inbusschraube 34 auf der Schaltachse 29 angeschraubt. Die Schaltachse 29 ist oberhalb der Halterung 32 mit einem ringförmigen Rand 35 versehen, der auf der Halterung 32 aufliegt. Oben besitzt die Schaltachse 29 ein vierkantiges Sackloch 36, dessen eine Ecke abgeschrägt ist. Mit einem Arbeitsstrom-Auslöser 37 kann der Leistungs-Trennschalter fernbedient werden. Es kann statt dessen auch ein Unterspannungs-Auslöser verwendet werden.
  • In Fig. 7 ist eine Oberansicht des Aufsatzteiles 13 für die NH-Sicherungselemente gezeigt, das aus der quaderförmigen Seitenkammer 14 und einzelnen, abgeschotteten Sicherungskammern 38 besteht. In der rechten Sicherungskammer 38 befindet sich ein NH-Sicherungselement 39, das von Kontaktstücken 40 eingeklemmt ist. Die Kontaktstücke sind mittels Rippen 41 verdrehungssicher auf dem Boden des Aufsatzteiles 13 angeschraubt. Die anderen NH-Sicherungselemente 39 sind der besseren Uebersicht halber nicht eingezeichnet. An den Ecken des Aufsatzteiles 13 sind zylindrische Führungen 42 für Schrauben vorgesehen. Etwa in der Mitte ist unten am Aufsatzteil 13 ein Rohr 43 für das Sichtfenster 11 (Fig. 2) vorgesehen, so dass die Markierung auf dem Schaltschlitten 27 sichtbar ist. In der Seitenkammer 14 ist ein Verlängerungsstück 46 gelagert, dass eine Verlängerung des Schaltgriffes 6 bildet. An diesem Verlängerungsstück 46 ist ein Nocken 47 angebracht, der von einer Druckfeder 48 (strichlierter Kreis in Fig. 7) gegen eine Kulisse 45 gedrückt wird, die dreifach abgestuft und in Wandteilen der Seitenkammer 14 ausgebildet ist.
  • In Fig. 8 ist ein Querschnitt des Aufsatzteiles 13 gemäss der Linie A-A in Fig. 7 dargestellt. Die quaderförmige Seitenkammer 14 hat oben einen nach innen stehenden Rand 49. Auf dem Verlängerungsstück 46 ist auf etwa ein Fünftel Höhe ein ringförmiger Rand 50 vorgesehen. Zwischen den beiden Rändern 49 und 50 stützt sich die Druckfeder 48 ab, die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Schaltachse 29 und dem Verlängerungsstück 46 bewirkt. Das Verlängerungsstück 46 besitzt einen vierkantigen Fortsatz 51, der genau dem vierkantigen Sackloch 36 entspricht. Das Verlängerungsstück 46 besitzt ein tiefes, vierkantiges - hier nicht dargestelltes - Sackloch, in das die lange vierkantige - hier nicht dargestellte - Achse des Schaltgriffes 6 hineingesteckt ist. Das Sackloch und die Achse haben beide wiederum die Form eines in einer Ecke abgeschrägten Viereckes. Die Achse des Schaltgriffes 6 ist mittels einer Inbusschraube 53 in dem Verlängerungsstück 46 fixiert.
  • Die Sicherungskammern 38 sind oben mit drei Schlitzen 54 versehen, die zur Abfuhr der Wärme von den NH-Sicherungselementen 39 dienen.
  • In Fig. 9 sind die Kennline des Leistungs-Trennschalters (durch gezogene Linie) und die Kennlinien der einzelnen Komponenten (strichlierte Linien) dargestellt. Oben rechts ist das Schaltsymbol 55 des Leistungs-Trennschalters mit einem nachgeschalteten Elektromotor M dargestellt. Der Leistungs-Trennschalter mit einer dreipoligen Abschaltung besteht dabei aus einer NH-Sicherung 56, einem thermischen Ueberstromauslöser (Bimetall-Auslöser) 57, einem magnetischen Ueberstromauslöser (Magnet-Auslöser) 58 und einem Schalter 59. Auf der Abszisse ist die Zeit logarithmisch aufgetragen, im oberen Drittel in Minuten, darunter in Sekunden. Auf der Ordinate ist der Schalter-Nennstrom oder Motoren-Nennstrom logarithmisch aufgetragen. Die Kurve th ist die Kennlinie des Bimetall-Auslösers, die Kurve m die des Magnet-Auslösers und die Kurve NH die der NH-Sicherung. Der Uebernahmepunkt - der Schnittpunkt zwischen den Kennlinien th und NH - liegt beim 8-fachen Schalter-Nennstrom (NAV auf der Ordinate). Dies bedeutet, dass bis dahin die NH-Sicherungen noch nicht ansprechen, und der Leistungs-Trennschalter ohne weiteres wieder eingeschaltet werden kann. Unterhalb der Ordinate ist angegeben, in welchem Bereich der Bimetall-Auslöser (th), der Magnet-Auslöser (m) oder die NH-Sicherung (NH) zunächst die Abschaltung auslösen. Darunter ist angegeben, in welchem Bereich der Schalter (S) oder die NH-Sicherung abschaltet.
  • Die Wirkungsweise des Leistungs-Trennschalters mit integrierten NH-Sicherungselementen ist nun wie folgt:
    Der Trennschalter wird mit dem Schaltgriff 6 eingeschaltet. Der Schaltschlitten 27 (Fig. 4) wird dabei gegen die Druckfeder 20 bewegt bis der Schaltmechanismus 31 verklinkt ist. Die Druckfedern 20 der Schaltpole 17 bilden somit die Rückstellkraft des Schaltmechanismus 31. Der Strom verläuft dann von der Schraubenklemme 9 (Eingangsklemme) über die erste Stromschiene 21 rechts zum Schaltpol 17, durch den Schaltpol 17, von dort über die zweite Stromschiene 22 zum NH-Sicherungselement 39 und über die dritte Stromschiene 23 auf die Schellenklemme 10 (Ausgangsklemme). Je nachdem, ob Ueberstrom oder ein Kurzschluss vorliegt, wirkt der Bimetall-Auslöser 18 oder der Magnet-Auslöser 19 auf den Auslösehebel 25 und bewirkt eine Freiauslösung oder das NH-Sicherungselement 39 unterbricht zunächst die Zuleitung und der Magnet-Auslöser 19 schaltet nachträglich allpolig ab. Eine allpolige Abschaltung ist somit jederzeit gewährleistet.
  • Das Austauschen von NH-Sicherungselementen geschieht folgendermassen:
    Zunächst wird mittels des Schaltgriffes 6 - durch eine Verschwenkung des Schaltgriffes nach unten (Fig. 2) - der Leistungs-Trennschalter abgeschaltet. Im ausgeschalteten Zustand befindet sich der Nocken 47 über der zweiten Stufe der Kulisse 45, so dass der Schaltgriff 6 gegen den Druck der Druckfeder 48 angehoben werden kann (Fig. 8). Der vierkantige Fortsatz 51 ist dann ausser Eingriff mit der Schaltachse 29, so dass der Schaltgriff 6 weiter nach unten geschwenkt werden kann. Die dritte Stufe der Kulisse 45 verhindert, dass der Schaltgriff 6 noch weiter geschwenkt werden kann. Da eine Ecke des Fortsatzes 51 und das Sackloches 36 abgeschrägt ist, passt der Fortsatz 51 in dieser Position nicht in das Sackloch 36 hinein. Erst beim Zurückschwenken in die Ausschalt-Position springt der Fortsatz 51 wieder in das Sackloch 36 hinein.

Claims (9)

  1. Leistungs-Trennschalter mit einem mehrteiligen Gehäuse(1), das im wesentlichen einen ersten, unteren Gehäuseteil (2) und einen zweiten, oberen Gehäuseteil (3) aufweist, wobei der erste Gehäuseteil (2) aus einzelnen Schaltkammern (5) mit je einem Schaltpol (17) besteht, und der zweite Gehäuseteil (3) einen Schaltmechanismus (31) mit einem Schaltschlitten (27) enthält, wobei der Schaltmechanismus (31) mit einem Schaltgriff (6) ausserhalb des Gehäuses (1) bedienbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - zu jedem Schaltpol (17) ein Magnet- (19) und/oder Bimetall-Auslöser (18) in der Schaltkammer (5) vorgesehen ist,
    - ein einziges Auslösegestänge (30) für alle Magnet- (19) und/oder Bimetall-Auslöser (18) vorgesehen ist, das in einem Seitenteil (4) zu den beiden Gehäuseteilen (2, 3) untergebracht ist, dessen grösste Fläche mindestens die Seitenwand des ersten Gehäuseteils (2) bedeckt, wobei das Auslösegestänge (30) direkt mit dem Schaltmechanismus (31) in Eingriff steht, und
    - eine Schaltachse (29) für den Schaltgriff (6) vorgesehen ist, die ebenfalls in dem Seitenteil (4) untergebracht ist.
  2. Leistungs-Trennschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkammern (5) gleichförmig und einseitig offen sind, so dass zwischen den Schaltpolen (17) sich jeweils nur eine Seitenwand befindet, wobei einer der äusseren Schaltpole (17) von dem Seitenteil (4) abgedeckt ist, und dass die Schaltkammern (5) über mindestens eine zylindrischen Führung (28) und über im Bereich der Umrandung vorhandene Querführungen mit dem Seitenteil (4) zu einer festen Einheit zusammengeschraubt sind.
  3. Leistungs-Trennschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenteil (4) quaderförmig und einseitig offen ist, wobei die offene Seite mit einem Seitendeckel abgedeckt ist, und dass das Seitenteil (4) eine Halterung (32) für die Schaltachse (29) aufweist, wobei die Schaltachse mit einem angeschraubten Sicherungsring (33) versehen ist, derart, dass die Schaltachse (29) drehbar, jedoch nicht in Längsrichtung verschiebbar gelagert ist.
  4. Leistungs-Trennschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem Schaltpol (17) ein elektrisch in serie geschaltetes NH-Sicherungselement (39) vorgesehen ist, und dass die NH-Sicherungs-Elemente (39) in einem auf dem zweiten Gehäuseteil (3) befestigten Aufsatzteil (13) mit abgeschotteten Sicherungskammern (38) enthalten sind, wobei an einer Schmalseite des Gehäuses (1), seitlich neben den Sicherungskammern (38) eine quaderförmiges Seitenkammer (14) vorgesehen ist, die ein aus ihren Wandteilen gebildetes Führungsrohr und ein Verlängerungsstück (46) für den Schaltgriff (6) enthält.
  5. Leistungs-Trennschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltachse (29) oben ein vierkantiges Sackloch (36) mit einer Anschrägung in einer Ecke aufweist und das Verlängerungsstück (46) unten einen dementsprechenden, vierkantigen Fortsatz (51) besitzt, dass das Verlängerungsstück (46) im unteren Bereich einen ringförmigen Rand (50) und das Führungsrohr oben einen nach innen stehenden Rand (49) aufweist, und eine Druckfeder (48) zwischen beiden Rändern (49, 50) angeordnet ist, dass das Führungsrohr im mittleren Bereich eine abgestufte Kulisse (45) besitzt, und dass das Verlängerungsstück (46) an gleicher Stelle einen Nocken (47) besitzt, dass das Verlängerungsstück (46) mit einem tiefen kantigen Sackloch versehen ist, und der Schaltgriff (6) eine entsprechend kantige Achse aufweist, wobei der Schaltgriff (6) in das Sackloch eingesteckt und mittels einer Schraube (53) mit dem Verlängerungsstück (46) fest verbunden ist, und derart, dass das Verlängerungsstück (46) kraftschlüssig mit der Schaltachse verbunden ist, und der Schaltgriff (6) zusammen mit dem Verlängerungsstück (46) aus der Schaltachse (29) ausklinkbar und nur in eine Richtung schwenkbar ist.
  6. Leistungs-Trennschalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatzteil (13) mit einem aufschnappbaren Deckel (15) versehen ist, derart, dass der Deckel (15) nur mittels eines Werkzeuges entfernbar ist.
  7. Leistungs-Trennschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Aufsatzteiles (13) mit Rippen (41) für die Kontaktstücke (40) versehen ist, so dass die Kontaktstücke (40) verdrehungssicher auf dem Boden befestigbar sind.
  8. Leistungs-Trennschalter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohr (43) im Aufsatzteil (13) und eine korrespondierende Oeffnung im zweiten Gehäuseteil (3) vorgesehen sind, dass der Deckel (15) ein an entsprechender Stelle vorgesehenes Sichtfenster (11) aufweist, und dass der Schaltschlitten (27) des Schaltmechanismus (31) eine Markierung vorweist, derart, dass der Schaltzustand des Schaltschlittens (27) stets angezeigt ist.
  9. Leistungs-Trennschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der aufschnappbare Deckel (15) und der Aufsatzteil (13) mittels eines plombierten Drahtes (16) versiegelt sind.
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