DE69901091T2

DE69901091T2 - Schutzschalter

Info

Publication number: DE69901091T2
Application number: DE1999601091
Authority: DE
Inventors: Masao Horikawa
Original assignee: Terasaki Electric Co Ltd
Current assignee: Terasaki Electric Co Ltd
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2019-12-10
Also published as: EP1014415A1; EP1014415B1; DE69901091D1; JP2000243204A; JP3368238B2

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technologie zur Verbesserung einer Kurzschlußauslösefunktion eines Sicherungsschalters.

Beschreibung des Standes der Technik

Kurz gesagt enthält der Aufbau eines Sicherungsschalters einen Anschluß, der mit einem elektrischen Schaltkreis verbunden ist, Öffnungs-/Schließkontakte, die mit dem Anschluß verbunden sind, einen Öffnungs-/Schließmechanismus, der die Öffnungs-/Schließkontakte betätigt, eine Schließbetriebsvorrichtung, die die Öffnungs-/Schließkontakte durch den Betrieb des Öffnungs- /Schließmechanismus schließt, eine Überstromauslösevorrichtung, einen Auslösemechanismus, der die Öffnungs-/Schließkontakte durch den Betrieb des Öffnungs-/Schließmechanismus öffnet, wenn die Überstromauslösevorrichtung arbeitet.
Diese Überstromauslösevorrichtung wird in Abhängigkeit von einem Schaltungsschutzsystem gebildet, aus einer Kombination eines Langzeitauslöseelementes, das einen Auslösebetrieb nach einer relativ langen Zeit vom Beginn des Überstromflusses durchführt, ein Kurzzeitauslöseelement, das den Auslösebetrieb nach einer vorbestimmten kurzen Zeit vom Beginn des Überstromflusses durchführt und ein verzögerungsfreies Auslöseelement, das den Auslösebetrieb unverzögert durchführt.
Der Öffnungs-/Schließmechanismus enthält einen Gelenkstangenmechanismus, der ein Ende besitzt, das mit den Öffnungs- /Schließkontakten verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit dem Auslösemechanismus verbunden ist, der durch eine Klingenvorrichtung ausgebildet ist. Der Öffnungs-/Schließmechanismus wird durch eine Auslösefeder in einer solchen Richtung vorgespannt, daß die Öffnungs-/Schließkontakte geöffnet werden. Wenn die gebogene Gelenkstange durch den Schließbetrieb gestreckt wird, gelangen die Öffnungs-/Schließkontakte in Kontakt. Wenn eine Schließrückhaltevorrichtung die Gelenkstange in ihrem gestreckten Zustand abstützt, wird der Kontaktzustand aufrechterhalten. Hier werden die Kontakte getrennt, wenn die Gelenkstange durch den Betrieb des Auslösemechanismus gebogen wird. Zusätzlich ist eine Kontaktdruckfeder zum Erzeugen eines Kontaktdruckes zwischen den Öffnungs-/Schließkontakten vorgesehen, so daß eine elektromagnetische Rückschlagkraft, die zur Zeit eines Kurzschlußstromflusses erzeugt wird, die Öffnungs-/Schließkontakte nicht trennen würde. Die Gegenkraft der Kontaktdruckfeder hat ferner eine Auswirkung auf die Gelenkstange, um die Öffnungs-/Schließkontakte zu trennen.
Der Auslösemechanismus enthält eine Klinkenvorrichtung, die den Versatz eines Gelenkstangenabstützbauteiles, das die Gelenkstange, die wie vorstehend beschrieben vorgespannt ist, abstützt, verhindert, und eine Klinkenaufnahme, die den Versatz der Klinkenvorrichtung verhindert. Wenn der Betrieb der Überstromauslösevorrichtung den Betrieb der Klinkenaufnahme bewirkt, wird die Klinkenvorrichtung versetzt und gelangt von dem Gelenkstangenabstützbauteil außer Eingriff und die Öffnungs- /Schließkontakte werden getrennt.
Es ist eine Aufgabe des Sicherungsschalters, den Kurzschlußstrom zu unterbrechen. Es ist zu berücksichtigen, daß der Sicherungsschalter, der in der Lage ist, einen hohen Kurzschlußstrom zu unterbrechen, eine sehr gute Unterbrechungsfunktion haben muß. Die erste Technologie zur Verbesserung der Auslösefunktion des Sicherungsschalters ist eine Technologie zur möglichst schnellen Trennung der Öffnungs-/Schließkontakte, sobald der Kurzschlußstrom fließt. Eine solche herkömmliche Technologie ist in der japanischen Gebrauchsmusteroffenlegung Nr. 63-43797 offenbart.
In dem Sicherungsschalter gemäß der herkömmlichen Technologie gelangt das Gelenkstangenabstützbauteil direkt von einem Bauteil außer Eingriff, das die Klinkenvorrichtung bildet (im nachfolgenden wird darauf als Klinkenbauteil Bezug genommen), wenn ein Kurzschlußstrom einer Größe fließt, die gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, und die Gelenkstange wird in ihrem gestreckten Zustand freigegeben und die Öffnungs- /Schließkontakte können verzögerungsfrei getrennt werden, ohne den Prozeß eines normalen Auslösebetriebes durch die Überstromauslösevorrichtung. Mit diesem Betrieb müssen die sequentiellen Schritte, die den Überstromauslösevorrichtungsbetrieb, den Klinkenaufnahmebetrieb, den Versatz der Klinkenvorrichtung und den Versatz des Gelenkstangenabstützbauteiles enthalten, nicht durchgeführt werden. Daher wird eine Zeitverzögerung, die durch mechanische Gründe hervorgerufen wird, beseitigt und die schnellere Trennung der Öffnungs-/Schließkontakte kann erzielt werden.
Der Punkt dieser Technologie liegt darin, daß das Klinkenbauteil durch die Feder abgestützt wird. Mit anderen Worten, die elektromagnetische Rückschlagkraft, die erzeugt wird, um die Öffnungs-/Schließkontakte zu trennen, wenn der Kurzschlußstrom fließt, bewegt das Klinkenbauteil, um es über die Gelenkstange und das Gelenkstangenabstützbauteil zu versetzen. Wenn der Kurzschlußstrom fließt, der gleich oder höher als eine vorbestimmte Größe ist, dehnt die Wirkkraft die Feder und versetzt das Klinkenbauteil und das Klinkenbauteil und das Gelenkstangenabstützbauteil gelangen außer Eingriff. Diese Feder ist eine Betriebseinstellfeder, die einen vorbestimmten Wert des Kurzschlußstromes gemäß der oben beschriebenen Funktion feststellt.
Eine zweite Technologie hinsichtlich der oben beschriebenen Technologie zur möglichst schnellen Trennung der Öffnungs- /Schließkontakte ist eine Technologie, die die folgenden Probleme in Angriff nimmt, die infolge des Schließens der Öffnungs- /Schließkontakte während des Auftretens des Kurzschlusses auftreten. Sogar wenn eine elektromagnetische Rückschlagkraft aufgrund des Fließens eines Kurzschlußstromes in dem Sicherungsschalter in einem geschlossenen Zustand erzeugt wird, würden die Öffnungs-/Schließkontakte aufgrund der Kontaktdruckfeder nicht öffnen und die Gelenkstange wird durch die Schließhaltevorrichtung in ihrem gestreckten Zustand gehalten. Wenn andererseits der Kurzschluß auf dem Lastseitenkreis des Sicherungsschalters in einem geöffneten Zustand erzeugt wird und der Sicherungsschalter geschlossen ist (im nachfolgenden wird auf diesen Betrieb als "Kurzschlußschließbetrieb" Bezug genommen), gelangen die Öffnungs-/Schließkontakte während dem Streckbetrieb des Gelenkstangenmechanismus aus dessen gebogenen Zustand in Kontakt und ein Kurzschlußstrom fließt. Um die Gelenkstange bei dieser zeitlichen Steuerung zu strecken, muß eine Schließkraft, die groß genug ist, um der elektromagnetischen Rückschlagkraft entgegenzutreten, zusätzlich zu den Wirkkräften der Auslösefeder und der Kontaktdruckfeder erzeugt werden.
In vielen Fällen wird ein großmaßstäblicher Schaltkreis oder ein wichtiger Schaltkreis insbesondere durch ein selektives Auslösesystem gebildet, bei dem ein Hauptsicherungsschalter die Stromversorgung in andere Zweige fortführt, sogar wenn ein Kurzschluß in einem Zweig erzeugt wird. Der Hauptsicherungsschalter mit einem solchen System ist mit einer Überstromauslösevorrichtung versehen, die aus einem Kurzzeitauslöseelement und nicht aus einem verzögerungsfreien Auslöseelement gebildet ist, um den Auslösebetrieb zu verhindern, während der Kurzschlußstrom durch den Sicherungsschalter des Zweiges in dem der Kurzschluß auftritt, unterbrochen ist. Wenn der Kurzschlußschließbetrieb unter einem hohen Kurzschlußstrom für einen solchen Hauptsicherungsschalter durchgeführt wird, wiederholen die Öffnungs-/Schließkontakte den Öffnungsbetrieb und den erneuten Kontaktbetrieb aufgrund der elektromagnetischen Rückschlagkraft, aufgrund des Fehlens des verzögerungsfreien Auslösebetriebes und der unzureichenden Schließkraft, wonach der Schaltkreis durch den Lichtbogen beschädigt wird. Deshalb ist eine große Schließvorrichtung erforderlich, um ein höheres Unterbrechungsvermögen bereitzustellen.
Ein Weg, das Problem im Kurzschlußschließbetrieb zu lösen, ohne eine große Schließvorrichtung zu verwenden, ist die Verwendung einer verzögerungsfreien Auslösevorrichtung zur Zeit des Schließens (Herstellen einer Stromauslösung/Making Current Release/MCR). Ein Sicherungsschalter, der die MCR-Funktion besitzt, wird so ausgebildet, daß die MCR-Funktion die Öffnungs- /Schließkontakte unverzögert trennt, wenn ein Strom während des Kurzschlußschließbetriebes fließt, der gleich oder höher als ein vorbestimmter Grenzwert ist, und die Öffnungs- /Schließkontakte nach dem Betrieb der Überstomauslösevorrichtung öffnet, wenn der Strom in dem geschlossenen Zustand fließt.
Die herkömmliche Technologie, die die MCR-Funktion verwendet, ist in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 50-5872 offenbart. Die herkömmliche MCR-Funktion ist eine Überstromauslösevorrichtung, die einen Elektromagneten verwendet, bei dem ein bewegbarer Kern verzögerungsfrei durch einen stationären Kern angezogen wird, wenn ein Kurzschlußstrom fließt, der gleich oder größer als ein vorbestimmter Grenzwert ist, wobei ein Blockierbauteil, das gemeinsam mit einem Betrieb des Öffnungs-/Schließmechanismus betrieben wird, zwischen dem bewegbaren Kern und dem stationären Kern vorgesehen ist. Das MCR ist an einer solchen Position angeordnet, das das Blockierbauteil die Anziehung des bewegbaren Kerns verhindert, wenn sich der Sicherungsschalter in einem geschlossenen Zustand befindet, und es wird aus der Position so versetzt, daß die Blockierfunktion während des Schließbetriebes nicht arbeitet.
In dem Sicherungsschalter gemäß der herkömmlichen Technologie, die oben beschrieben wurde, zur schnellstmöglichen Trennung der Öffnungs-/Schließkontakte, wenn der Kurzschlußstrom fließt, ist die Gelenkstange gebogen, wenn der Kurzschlußstrom unterbrochen ist, durch das direkte Außereingriffbringen des Gelenkstangenabstützbauteils und des Klinkenbauteils, und es ist eine große Rückstellbetriebskraft erforderlich, um das Gelenkstangenabstützbauteil in den zurückgesetzten Zustand zurückzubringen.
Zusätzlich besteht in dem MCR des herkömmlichen Sicherungsschalters eine Zeitverzögerung, sogar bei einer verzögerungsfreien Öffnung, da diese durch den Prozeß des Anziehens des beweglichen Kerns durch den stationären Kern, durch den Betrieb der Klinkenaufnahme und durch den Betrieb des Auslösemechanismus in dem Kurzschlußschließbetrieb durchgeführt wird. Das Dokument EP 0 789 380 A offenbart einen Sicherungsschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zusammenfassung der Erfindung

Somit ist es die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kurzschlußstromunterbrechungsfunktion des Sicherungsschalters durch das schnellstmögliche Öffnen der Öffnungs-/Schließkontakte zu verbessern, wodurch der Rückstellbetrieb vereinfacht wird, um eine automatische Rückstellung oder dergleichen zu gestatten.
Eine andere zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen kleinen und kostengünstigen Hauptsicherungsschalter mit einem MCR bereitzustellen, der weniger Zeitverzögerung im Kurzschlußschließbetrieb in einer Schaltung mit einem selektiven Sicherungssystem hervorruft.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen enthält ein Sicherungsschalter gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung folgendes: Öffnungs-/Schließkontakte; eine Gelenkstange, die ein Ende hat, das so angeordnet ist, daß das eine Ende mit einem der Öffnungs-/Schließkontakte zusammenwirkt; ein Gelenkstangenabstützbauteil, das ein anderes Ende der Gelenkstange abstützt und zur gleichen Zeit eine Vorspannkraft in einer Richtung aufnimmt, in der die Öffnungs-/Schließkontakte öffnen; eine Klinkenvorrichtung, die den Versatz des Gelenkstangenabstützbauteils stoppt, der durch die Vorspannkraft hervorgerufen wird; eine Klinkenaufnahme, die den Versatz der Klinkenvorrichtung, die durch das Stoppen des Versatzes des Gelenkstangenabstützbauteils vorgespannt wird, stoppt; und eine Überstromauslösevorrichtung, die die Klinkenaufnahme versetzt, um den Stopp durch die Klinkenvorrichtung aufzuheben. Zusätzlich enthält die Klinkenvorrichtung eine Eingriffsvorrichtung A, die mit der Klinkenaufnahme in Eingriff steht, eine Eingriffsvorrichtung B, die mit dem Gelenkstangenabstützbauteil in Eingriff steht, eine Betriebseinstellfeder, die die Eingriffsvorrichtung vorspannt, und eine Klinkenaufnahmeantriebsvorrichtung und die Eingriffsvorrichtung sind in Bezug zueinander versetzbar. Wenn ein Kurzschlußstrom, der gleich oder größer als ein erster vorbestimmter Wert ist, durch den Sicherungsschalter fließt; wirkt eine elektromagnetische Rückschlagkraft, die zwischen den Öffnungs-/Schließkontakten erzeugt wird, auf die Eingriffsvorrichtung B über das Gelenkstangenabstützbauteil, um die Betriebseinstellfeder zu dehnen, der Versatz der Eingriffsvorrichtung der Eingriffsvorrichtung B bewirkt, daß das Gelenkstangenabstützbauteil außer Eingriff gelangt, die Öffnungs- /Schließkontakte sich trennen und die Klinkenaufnahmeantriebsvorrichtung wird dem Versatz der Eingriffsvorrichtung B folgend versetzt, um die Klinkenaufnahme zu versetzen, womit die Eingriffsvorrichtung A außer Eingriff gelangt.
Wenn ein Kurzschlußstrom durch den Sicherungsschalter, der den oben beschriebenen Aufbau besitzt, fließt, wirkt die elektromagnetische Rückschlagkraft, die zwischen den Öffnungs- /Schließkontakten erzeugt wird, über die Gelenkstange auf das Gelenkstangenabstützbauteil. Obwohl die Klinkenvorrichtung auch durch die obige Wirkung bewegt wird, da ihre Eingriffsvorrichtung A durch die Klinkenaufnahme gestoppt wird, wirkt die Wirckraft des Gelenkstangenabstützbauteils über eine Betriebseinstellfeder auf die Eingriffsvorrichtung B, um versetzt zu werden. Wenn die Größe des Kurzschlußstromes ausreichend hoch ist, um die Betriebseinstellfeder durch die Wirkkraft zu dehnen, wird die Eingriffsvorrichtung B versetzt und gelangt von dem Gelenkstangenabstützbauteil außer Eingriff, das Gelenkstangenabstützbauteil wird versetzt und die Öffnungs-/Schließkontakte öffnen sich. Da diese Funktionen, ungeachtet eines verzögerten Betriebes der Überstromauslösevorrichtung und des Mechanismus, der eine Sequenz verschiedener mechanischer Funktionen wie das Außereingriffbringen von dem Klinkenbauteil, hervorgerufen durch den Versatz der Klinkenaufnahme, durchgeführt werden, trennen sich die Öffnungs-/Schließkontakte schnell.
Ferner erleichtert die Eingriffsvorrichtung B, die in diesem Betrieb versetzt wird, das Zurückkehren des Gelenkstangenabstützbauteiles, da die Klinkenaufnahmeantriebsvorrichtung die Klinkenaufnahme und somit die Eingriffsvorrichtung A ungeachtet des Betriebes der Stromauslösevorrichtung versetzt, um die Dehnung der Betriebseinstellfeder zu beseitigen.
Ein solcher verzögerungsfreier Öffnungsbetrieb und eine vereinfachte Rückstellfunktion werden durchgeführt, wenn der Strom den Grenzwert überschreitet, sogar in einem Fall, in dem der Sicherungsschalter im geschlossenen Zustand ist, oder während der Kurzschlußschließbetrieb durchgeführt wird.
Der von dem Sicherungsschalter gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erzielte Effekt, der vorstehend beschrieben wurde, wird noch effektiver in einem Sicherungsschalter erzielt, bei dem eine Eingriffsvorrichtung A und eine Eingriffsvorrichtung B, die die Klinkenvorrichtung bilden, Hebel sind, die auf derselben Welle vorgesehen sind, in einem Sicherungsschalter, bei dem die Klinkenaufnahmeantriebsvorrichtung ein Hebel ist, der auf der Eingriffsvorrichtung A vorgesehen ist, die dem Versatz der Eingriffsvorrichtung B folgend dreht, und einem Sicherungsschalter, in dem ein Übertragungshebel, der Klinkenaufnahmeantriebsvorrichtung und die Eingriffsvorrichtung B verbindet, auf der Eingriffsvorrichtung A vorgesehen ist.
Ein Sicherungsschalter gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält in der Eingriffsvorrichtung A einen Betriebssteuerhebel, der einen Strom des ersten vorbestimmten Wertes steuert, und eine Betriebssteuerfeder, die auf dem Betriebssteuerhebel, der mit der Eingriffsvorrichtung B in Eingriff steht, in einer Richtung wirkt, um den Versatz der Eingriffsvorrichtung B zu verhindern, die in einer Richtung versetzbar ist, um das Gelenkstangenabstützbauteil in einem der oben beschriebenen Sicherungsschalter, die den Sicherungsschalter gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthalten, außer Eingriff zu bringen.
Mit einem solchen Aufbau muß eine Wirkkraft, die die Wirkung der Betriebssteuerfeder ebenso wie die Wirkung der Betriebseinstellfeder überwindet, auf die Eingriffsvorrichtung über das Gelenkstangenabstützbauteil aufgebracht werden, um die Eingriffsvorrichtung B von dem Gelenkstangenabstützbauteil außer Eingriff zu bringen. Mit anderen Worten, ein Strom des ersten vorbestimmten Wertes kann auf einen höheren Wert eingestellt werden.
Ein Sicherungsschalter gemäß einem weiteren anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Schließbetriebsbauteil, das den Sicherungsschalter schließt, indem die Gelenkstange aus dem gebogenen Zustand gestreckt wird; und eine Blockiervorrichtung, die den Versatz nicht verhindert, wenn die Eingriffsvorrichtung B im Verlauf des Streckens der Gelenkstange versetzt und, den Versatz verhindert, wenn die Eingriffsvorrichtung B nach dem Strecken versetzt wird, durch den Versatz, der dem Versatz des Schließbetriebsbauteils in einem Schließbetrieb folgt, in einem der oben beschriebenen Sicherungsschalter, die den Sicherungsschalter gemäß dem einen oder anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthalten.
Sogar wenn ein Kurzschlußstrom durch einen solchen Sicherungsschalter im geschlossenen Zustand fließt, der gleich oder größer als der erste vorbestimmte Wert ist, wird der Effekt in dem Sicherungsschalter gemäß dem einen Aspekt, der oben beschrieben wurde, nicht hervorgebracht, da der Eingriff der Eingriffsvorrichtung B und des Gelenkstangenabstützbauteiles aufrecht erhalten wird, um den Versatz der Eingriffsvorrichtung B durch das Blockierbauteil zu verhindern. Deshalb wird der Auslösebetrieb durch den folgenden sequentiellen Prozeß durchgeführt:
Betreiben der Überstromauslösevorrichtung, Versatz der Klinkenaufnahme, Versatz der Eingriffsvorrichtung B zusammen mit der Eingriffsvorrichtung A, Versatz der Gelenkstangenabstützvorrichtung und Öffnen der Öffnungs-/Schließkontakte.
Zusätzlich, wenn der Kurzschlußstrom, der gleich der größer als der erste vorbestimmte Wert ist, im Kurzschlußschließbetrieb des Sicherungsschalters fließt, wird die Eingriffsvorrichtung B versetzt, da das Blockierbauteil seine Blockierfunktion nicht ausübt, und wird aus dem Gelenkstangenabstützbauteil außer Eingriff gebracht, und es wird der gleiche Effekt wie in dem Sicherungsschalter gemäß dem ersten, vorstehend beschriebenen Aspekt, hervorgebracht.
In dem Sicherungsschalter, der mit einem Übertragungshebel mit einem Eingriffsende, das mit der Blockiervorrichtung in Eingriff bringbar ist, versehen ist, öffnen sich die Öffnungs- /Schließkontakte nicht, sogar wenn ein Strom, der gleich oder größer als der erste vorbestimmte Wert ist, in dem geschlossenen Zustand fließt, da der Versatz der Eingriffsvorrichtung. B durch das Blockieren des Übertragungshebels verhindert wird.
In dem Sicherungsschalter, in dem die Blockiervorrichtung durch die Vorspannkraft der Eingriffsvorrichtung B versetzt wird und die Blockierfunktion beseitigt wird, wenn ein Kurzschlußstrom im geschlossenen Zustand fließt, der gleich oder größer als der zweite vorbestimmte Wert ist, wird die Blockiervorrichtung durch die Kraft versetzt, die von der Eingriffsvorrichtung B empfangen wird, und die Blockierfunktion wird beseitigt, wenn der Kurzschlußstrom, der gleich der größer als der zweite vorbestimmte Wert ist, in dem geschlossenen Zustand fließt.
In dem Sicherungsschalter wird die Unterbrechungsfunktion nicht durchgeführt, bis die Funktion der Überstromauslösevorrichtung ausgeführt wird, wenn ein Strom, der im geschlossenen Zustand fließt, kleiner als der zweite vorbestimmte Wert ist, und der Unterbrechungsbetrieb wird unverzögert durchgeführt, wenn der Strom gleich oder größer als der zweite vorbestimmte Wert ist.
Die vorgenannten und andere Aufgabe, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlicher.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine seitliche Schnittansicht eines Sicherungsschalters in einem geschlossenen Zustand gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptabschnittes eines Öffnungs-/Schließmechanismus aus Fig. 1;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Klinkenvorrichtung aus Fig. 1;
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Hauptabschnittes eines Öffnungs-/Schließmechanismus in einem geschlossenen Zustand;
Fig. 5 ist eine Ansicht eines Öffnungs-/Söhließmechänismus in einem geöffneten Zustand vor der Rückstellung, entsprechend derjenigen aus Fig. 4;
Fig. 6 ist eine Ansicht eines Öffnungs-/Schließmechanismus in einem geöffneten Zustand nach der Rückstellung entsprechend jener aus Fig. 4;
Fig. 7 ist eine Ansicht eines Öffnungs-/Schließmechanismus in einem Augenblick des Kontaktes der Öffnungs-/Schließkontakte entsprechend jener aus Fig. 4;
Fig. 8 ist eine schematische Ansicht einer Klinkenvorrichtung in einem geschlossenen Zustand;
Fig. 9 ist eine Ansicht einer Klinkenvorrichtung in einem geöffneten Zustand vor der Rückstellung entsprechend jener aus Fig. 8;
Fig. 10 ist eine Ansicht einer Klinkenvorrichtung in einem geöffneten Zustand nach der Rückstellung entsprechend zu jener aus Fig. 8;
Fig. 11 ist eine Ansicht einer Klinkenvorrichtung in einem Augenblick des Kontakts der Öffnungs-/Schließkontakte, entsprechend zu jener aus Fig. 8;
Fig. 12 zeigt einen Hauptabschnitt einer Klinkenvorrichtung in einem geschlossenen Zustand eines Sicherungsschalters gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 ist eine schematische Seitenansicht einer Klinkenvorrichtung in einem geschlossenen Zustand in einem Sicherungsschalter, der in Fig. 12 gezeigt ist; und
Fig. 14 ist eine Ansicht einer Klinkenvorrichtung in einem geöffneten Zustand vor der Rückstellung, entsprechend Fig. 13.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Ausführungsformen eines Sicherungsschalters gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 14 beschrieben.

Erste Ausführungsform

Ein Sicherungsschalter gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in den Fig. 1 bis 11 gezeigt ist, enthält eine Kontakteinheit 1 mit Öffnungs-/Schließkontakten und eine Öffnungs-/Schließmechanismuseinheit 2, die das Öffnen/Schließen der Öffnungs-/Schließkontakte steuert.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist eine Kontakteinheit 1 auf einer Isolationsform 3 angeordnet und enthält stromversorgungsseitige und lastseitige Anschlüsse 4, 5, stromversorgungsseitige und lastseitige stationäre Kontakteinheiten 6, 7, einen beweglichen Kontakt 8, der von beiden stationären Kontakteinheiten 6, 7 trennbar und damit in Kontakt bringbar ist, einen beweglichen Kontaktpunkt 22, der auf dem beweglichen Kontakt 8 vorgesehen ist, einen beweglichen Kontakthalter 9 aus einem Isolationsbauteil, der den beweglichen Kontakt 8 hält, und eine nicht gezeigte Führungsvorrichtung, die den beweglichen Kontakthalter 9 nach rechts und nach links führt. Zusätzlich enthält die Kontakteinheit 1 eine drehbar gehaltene Querstange 10, einen Kontakthebel 11, der zusammen mit der Querstange 10 gedreht wird, eine Kontakthebelwelle 12, die den beweglichen Kontakthalter 9 und den Kontakthebel 11 verbindet, eine Kniehebelwalze 13, die auf dem Kontakthebel 11 befestigt ist, und Lichtbogenlöschungsvorrichtungen 14, 15, die dem stromversorgungsseitigen und dem lastseitigen auszulöschenden Lichtbogen entsprechen, der beim Unterbrechen des Stromes durch den Sicherungsschalter erzeugt wird.
Die stationäre Kontakteinheit 6 enthält einen stationären Kontakt 18 auf einer stationären Kontaktform 16, die um eine Welle 17 drehbar ist, einen stationären Kontaktpunkt 21 auf dem stationären Kontakt 18, eine Kontaktdruckfeder 23, die einen Kontaktdruck zwischen dem stationären Kontaktpunkt 21 und einem beweglichen Kontaktpunkt 22 erzeugt, ein Paar Übertragungshebel 19, die den stationären Kontakt 18 und den stromversorgungsseitigen Anschluß 4 elektrisch verbinden, und eine Feder 20, die einen Kontaktdruck auf dem Übertragungshebel 19 erzeugt. Die stationäre Kontakteinheit 7 ist hier symmetrisch zu der stationären Kontakteinheit 6 angeordnet und eine Beschreibung davon ist nicht vorgesehen, da der Aufbau der zwei der gleiche ist.
Die Öffnungs-/Schließmechanismuseinheit 2 enthält eine Schließbetriebsvorrichtung und ist auf einem Rahmen 25 angeordnet, wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist. Die Schließbetriebsvorrichtung ist nicht ein Hauptteil der vorliegenden Erfindung und eine detaillierte Beschreibung und Zeichnung hiervon ist nicht vorgesehen. Die Schließbetriebsvorrichtung enthält eine Schließfeder 26, die durch eine Ladevorrichtung, die aus einem Elektromotor und einem Sperrklinkenmechanismus gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik aufgebaut ist, die zwischen einem stationären Zapfen 67 und einem Zapfen 68 eines Betriebshebels 27 angeordnet ist.
Der Betriebshebel 27, der in Abhängigkeit von der Endladung und Ladung der Schließfeder 26 zurück- und vordreht, ist drehbar auf einer Welle 28 vorgesehen. Ein Schließbetriebsbauteil 29 und eine Schließhalteklinke 30 auf einer Welle 31, ein Gelenkstangenabstützbauteil 32 auf einer Welle 33, eine Kniehebelnocke 34 auf einer Welle 35, eine Klinkenvorrichtung 36 auf einer Welle 37, eine Auslösebetätigungseinrichtung 38 auf einer wellenähnlichen Klinkenaufnahme 39, ein Auslöseknopf 40 und ein Schließknopf 41 derselben Form auf der Linie einer Welle 42, und eine Betriebshebelwalze 43 auf einem Betriebshebel 27 sind jeweils drehbar vorgesehen.
Ferner enthält die Gelenkstange eine obere Gelenkstange 44 und eine untere Gelenkstange 46. Die Gelenkstangennocke 34 und die obere Gelenkstange 44 sind durch eine Welle 45 drehbar verbunden. Das Gelenkstangenabstützbauteil 32 und die untere Gelenkstange 46 sind durch eine Welle 47 drehbar verbunden, und die obere Gelenkstange 44 und die untere Gelenkstange 46 sind durch eine Gelenkwelle 49, die eine Gelenkwellenwalze 48 enthält, drehbar verbunden. Hier ist eine Auslösefeder 51, die einen Kontakthebel 11 vorspannt, um im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, zwischen der Kontakthebelwelle 12 der Kontakteinheit 1 und einem stationären Zapfen 50, der an der Öffnungs-/Schließmechanismuseinheit 2 befestigt ist, angebracht.
Die Klinkenvorrichtung 36 enthält eine Eingriffsvorrichtung A 52 und eine Eingriffsvorrichtung B 53, die drehbar auf der Welle 37 gehalten werden, wie detailliert in Fig. 3 und den Fig. 8 bis 11 gezeigt ist. In der Eingriffsvorrichtung A 52 sind ein Übertragungshebel 55, der in einer U-Form gebogen ist, und eine Klinkenaufnahmeantriebsvorrichtung 57 jeweils drehbar auf einer Welle 54 und einer Welle 56 vorgesehen. Ein Ende der Eingriffsvorrichtung B 53 und ein Ende des Übertragungshebels 55 sind über einen Gelenkzapfen 58 verbunden, und ein anderes Ende des Übertragungshebels 55 und ein Ende der Klinkenaufnahmeantriebsvorrichtung 57 sind über einen Gelenkzapfen 59 so verbunden, daß diese Hebelbauteile in Verbindung miteinander rotieren. Eine Walze 65 ist an einem anderen Ende einer Klinkenaufnahmeantriebsvorrichtung 57 befestigt und so angeordnet, daß sie einer Betätigungseinrichtung 60, die auf der Klinkenaufnahme 39 vorgesehen ist, gegenüberliegt. Ein Eingriffsende 55a, das in dem Übertragungshebel 55 ausgebildet ist, ist mit einer Eingriffskante 61 der Blockiervorrichtung 61 in Eingriff bringbar, die an der Schließhalteklinke 30 angebracht ist.
Des weiteren ist eine Auslösewalze 62 drehbar auf einem anderen Ende der Eingriffsvorrichtung B 53 gehalten und eine Betriebseinstellfeder 63 ist zwischen der Eingriffsvorrichtung A 52 und einem anderen Ende der Eingriffsvorrichtung B 53 vorgesehen, womit die Eingriffsvorrichtung B 53 relativ vorgespannt ist, um im Uhrzeigersinn zu drehen.
Der geschlossene Zustand des Sicherungsschalters wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2, 3 und 8 beschrieben. In dem geschlossenen Zustand werden Federkräfte der Auslösefeder 51 und der Kontaktdruckfeder 23 über den beweglichen Kontakt 8, den beweglichen Kontakthalter 9, den Kontakthebel 11, der Kniewalze 13, der Kniehebelnocke 34 und der oberen Gelenkstange 44 und der unteren Gelenkstange 46 in einem gestreckten Zustand auf das Gelenkstangenabstützbauteil 32 angewandt, wodurch das Gelenkstangenabstützbauteil 32 vorgespannt wird, um im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Die Drehvorspannkraft, die auf das Gelenkstangenabstützbauteil 32 aufgebracht wird, wird über die Auslösewalze 62 in Eingriff mit einer Eingriffskante 32a des Gelenkstangenabstützbauteils auf die Eingriffsvorrichtung B 53 übertragen und spannt die Eingriffsvorrichtung B 53 so vor, daß sie sich im Gegenuhrzeigersinn dreht. Die Vorspannkraft der Drehung der Eingriffsvorrichtung B 53 ist jedoch nicht ausreichend groß, um die Betriebseinstellfeder 63 zu verlängern. Dann gelangt eine Auslösewalzenwelle 24 mit einem Kantenabschnitt 52b der Eingriffsvorrichtung A 52 in Eingriff und die Eingriffsvorrichtung A 52 wird vorgespannt, um zusammen mit der Eingriffsvorrichtung B 53 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Die Eingriffsvorrichtung A 52, die auf diesem Wege vorgespannt wird, um zu drehen, wird daran gehindert, durch eine Eingriffskante 52a, die mit einem Stoppabschnitt der Klinkenaufnahme 39, die in einem halbkreisförmigen Schnitt ausgebildet ist, in Eingriff steht, zu drehen.
Die oberseitige Gelenkstange 44 und die unterseitige Gelenkstange 46 sind vorgespannt, um in einer Hundebeinform gebogen zu sein, die ähnlich zu der Gestalt des Berechnungszeichens "größer als (> )" ist, durch eine Federkraft der Kontaktdruckfeder 23 oder dergleichen. Diese werden mit der Gelenkwellenwalze 48 in einem gestreckten Zustand gehalten, was ein Gelenkabschnitt davon ist, der durch eine Nockenkante 29a des Schließbetriebsbauteils 29 gelagert wird. Zusätzlich liegt die Eingriffskante 55a des Übertragungshebels der Eingriffskante 61a der Schließvorrichtung gegenüber.
Des weiteren ist eine Schließhalteklinke 30, die oben beschrieben wurde, koaxial zu dem Schließbetriebsbauteil 29 so angeordnet, daß sie sich unabhängig voneinander drehen können. Die Schließhalteklinke 30 wird durch eine Rückholfeder, die nicht gezeigt ist, vorgespannt, um im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, und durch eine nicht gezeigte Stoppervorrichtung daran gehindert, zu drehen, wenn sie eine Position einnimmt, in dem eine Halteeingriffskante 30a der Gelenkwelle 49 gegenüberliegt.
Fig. 1 zeigt hier den Zustand der Schließfeder 26 nach der Entladung. In dem Sicherungsschalter kann die Schließfeder 26 nach der Beendigung des Schließbetriebes automatisch geladen werden. In diesem Fall dreht sich der Betriebshebel 27 im Uhrzeigersinn, wenn der Ladebetrieb in dem Zustand aus Fig. 1 unmittelbar nach dem Schließbetrieb beginnt, das Schließbetriebsbauteil 29 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, währendes dem Versatz der Betriebshebelwalze 43 folgt. Wenn sich die Gelenkwellenwalze 48 leicht nach rechts entlang der Nockenkante 29a bewegt, gelangt die Schließhalteklinke 30 mit der Gelenkwelle 49 anstelle der Gelenkwellenwalze 48 und dem Schließbetriebsbauteil 29 in Eingriff und hält die Streckung der Gelenkstange aufrecht. Die Fig. 2 und 4 zeigen den Zustand des Schließbetriebsbauteils 29 nach der Beendigung seiner Drehung.
Als nächste wird ein Betrieb des Sicherungsschalters beschrieben, wenn er manuell betätigt wird, um von dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand geschaltet zu werden.
Wenn der Auslöseknopf 40 gedrückt wird, dreht die Klinkenaufnahme 39 über die Wirkung des Gelenkbauteils, dessen detaillierte Beschreibung nicht vorgesehen war, und die Auslösebetätigungseinrichtung 38 im Gegenuhrzeigersinn. Die Drehung der Klinkenaufnahme 39 bewirkt das außer Eingriff gelangen der Eingriffskante 52a und anschließend dreht sich die Eingriffsvorrichtung A 52 zusammen mit der Eingriffsvorrichtung B 53 im Gegenuhrzeigersinn und gelangt aus der Auslösewalze 62 außer Eingriff, und das Gelenkstangenabstützbauteil 32 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn. Dieser Drehung folgend werden die untere Gelenkstange 46 und die obere Gelenkstange 44 nach unten links versetzt. Anschließend dreht sich die Gelenknocke 34 im Uhrzeigersinn, der Kontakthebel 11 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn und der bewegliche Kontaktpunkt 22 trennt sich von dem stationären Kontaktpunkt 21. Nach der Trennung bewegt sich der bewegliche Kontakt 8 weiter nach links, einzig aufgrund der Wirkung der Auslösefeder 51, womit zwei Kontaktpunkte um einen vorbestimmten Weg voneinander beabstandet sind, und der geöffnete Zustand wird hergestellt. Der Hauptabschnitt des Öffnungs- /Schließmechansmus in diesem Zustand ist in Fig. 5 gezeigt. Fig. 9 zeigt die Klinkenvorrichtung 36, wobei die Auslösewalze 62 auf der Nockenkante 32b des Gelenkstangenabstützbauteile angeordnet ist. Hier wird der gleiche Betrieb bei dem Betrieb einer Überstromauslösevorrichtung 64 mit dem Antrieb der Auslösebetätigungseinrichtung 38 durchgeführt.
Als nächstes erfolgt die Beschreibung eines Betriebes des Sicherungsschalters, wenn er in dem geöffneten Zustand zurückgesetzt wird. Vorausgesetzt, daß sich der Schaltkreis in dem offenen Zustand befindet, wie in den Fig. 5 und 9 gezeigt ist, dreht sich der Betriebshebel 27 im Uhrzeigersinn, wenn die Schließfeder 26 geladen ist, und das Schließbetriebsbauteil 29 dreht sich aufgrund der Wirkung der Rückholfeder, die nicht gezeigt ist, dem Versatz der Betriebshebelwalze 43 folgend im Gegenuhrzeigersinn. Da die Gelenkwellenwalze 48 entlang der Nockenoberfläche des Schließbetriebsbauteils 29 nach rechts versetzt wird und eine Nockenkante 29b mit einer Ausnehmungsform erreicht, wird die Gelenkstange in eine Hundebeinform ähnlich dem Zeichen (> ) gebogen. Anschließend gelangt die Schließhalteklinke 30 zu einem in Fig. 6 gezeigten Zustand, in dem eine Nockenkante 30b mit der Gelenkwelle 49 in Eingriff gelangt. Wenn die Schaltungsöffnungsfunktion durchgeführt wird, während die Schließfeder 26 nach der Beendigung der Schließens automatisch geladen wird, biegt sich hier die Gelenkstange und nimmt eine Hundebeinform ähnlich dem Zeichen (> ) ein, direkt aus dem in Fig. 5 gezeigten Zustand.
Des weiteren wird das Gelenkstangenabstützbauteil 32 durch eine nicht gezeigte Rückholfeder im Uhrzeigersinn gedreht und durch die nicht gezeigte Stoppervorrichtung an der Drehung gehindert, anschließend wird die Auslösewalze 62 mit der Eingriffskante 32a des Gelenkstangenabstützbauteiles in Eingriff bringbar, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Andererseits wird die Eingriffsvorrichtung A 52 durch eine nicht gezeigte Rückholfeder im Uhrzeigersinn gedreht und eine Klinkenaufnahme 39 wird durch eine nicht gezeigte Rückholfeder ebenfalls gedreht und alle werden durch die nicht gezeigte Stoppervorrichtung an der Drehung gehindert und anschließend wird das Eingriffsende 55a der Eingriffsvorrichtung A mit der Klinkenaufnahme 39 in Eingriff bringbar, wie in Fig. 10 gezeigt ist.
Als nächstes wird ein Schließbetrieb des Sicherungsschalters beschrieben. Wenn der Schließknopf 41 in einem zurückgestelltem Zustand gedrückt wird, wie in den Fig. 6 und 10 gezeigt ist, wird der Schließklinkenmechanismus, dessen detaillierte Beschreibung nicht vorgesehen war, außer Eingriff gebracht, die Schließfeder 26 wird entladen und der Betriebshebel 27 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn. Die Drehung verursacht die Drehung des Schließbetriebsbauteils 29 im Uhrzeigersinn über die Betriebshebelwalze 43 und die Gelenkwellenwalze 48 bewegt sich entlang der Nockenoberfläche 29a aus der ausgenommenen Nockenoberfläche 29b des Schließbetriebsbauteils nach links und streckt die Gelenkstange. Der Streckung folgend dreht sich die Kniehebelnocke 34 im Gegenuhrzeigersinn, der Kontakthebel 11 dreht sich über die Kniehebelwalze 13 im Uhrzeigersinn und der bewegliche Kontakt 8 bewegt sich nach rechts und stellt einen Kontakt des beweglichen Kontaktpunktes 22 mit dem stationären Kontaktpunkt 21 her. Nach dem Kontakt bewegt sich der bewegliche Kontakt 8 etwas weiter nach rechts und bringt den stationären Kontakt 18 dazu, entgegen der Federkraft der Kontaktdruckfeder 23 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, wobei er den geschlossenen Zustand bildet, der in Fig. 1 gezeigt ist.
Während des Schließbetriebes wird die Gelenkwelle 49 versetzt, während sie an der Nockenkante 30b entlang gleitet und die Schließhalteklinke 30 im Uhrzeigersinn dreht. Die Schließhalteklinke 30 dreht sich zurück, wenn die Nockenkante 30b und die Gelenkwelle 49 außer Eingriff gelangen und wird durch die Rückholfeder weiter im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Die Drehung wird durch die Stoppervorrichtung an einer in Fig. 1 gezeigten Position gestoppt, wo die Rückhalteeingriffskante 30a der Gelenkwelle 49 gegenüberliegt.
Zusätzlich gelangt die Eingriffskante 32a des Gelenkstangenabstützbauteiles 32 während dem Betrieb mit der Auslösewalze 62 in Eingriff und die Eingriffskante 52a der Eingriffsvorrichtung A gelangt mit der Klinkenaufnahme 39 in Eingriff.
Das Vorgenannte ist die Beschreibung des manuellen Betriebes des Öffnens, Zurücksetzens und Schließens des Sicherungsschalters. Als nächstes erfolgt die Beschreibung eines Betriebes, wenn ein Kurzschlußstrom durch den Sicherungsschalter fließt.
Zuerst fließt in dem Kurzschlußschließbetrieb während des Schließbetriebes, wie oben beschrieben wurde, ein Kurzschlußstrom in einem Augenblick, wenn ein beweglicher Kontaktpunkt 22 einen stationären Kontaktpunkt 21 berührt, kurz vor der Beendigung der Änderung des geschlossenen Zustandes, wie in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem Moment dreht sich in dem Hauptabschnitt des Öffnungs-/Schließmechanismus das Schließbetriebsbauteil 29 und die Gelenkwelle 49 wird bewegt, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Da sich die Schließhalteklinke 30 dem Versatz der Gelenkwelle 49 folgend im Uhrzeigersinn dreht, stehen sich das Eingriffsende 55a des Übertragungshebels und die Eingriffskante 61a der Blockiervorrichtung nicht in einem Zustand gegenüber, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Mit anderen Worten, der Übertragungshebel 55 befindet sich in einem drehbaren Zustand.
Somit wird in dem Augenblick, in dem sich zwei Kontaktpunkte berühren, eine große Wirkkraft, die die Summe darstellt aus der Wirkkraft, die während dem normalen Schließbetrieb erzeugt wird, und der elektromagnetischen Rückschlagkraft, die zwischen den zwei Kontaktpunkten erzeugt wird, auf das Gelenkstangenabstützbauteil 32 aufgebracht, spannt dieses vor und bringt es zum Drehen im Gegenuhrzeigersinn, und anschließend werden die Eingriffsvorrichtung B 53 und die Eingriffsvorrichtung A 52 vorgespannt und über die Auslösewalze 62 im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Wenn der Betrag des Kurzschlußstromes gleich oder größer als ein erster vorbestimmter Wert ist, der ein Grenzwert ist, der die Streckung der Betriebseinstellfeder durch die Drehvorspannkraft gestattet, dreht die Eingriffsvorrichtung A 52 nicht und die Eingriffsvorrichtung B 53 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn. Anschließend gelangt sequentiell die Auslösewalze 62 von der Eingriffskante 32a außer Eingriff, das Gelenkstangenabstützbauteil 32 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, der bewegliche Kontaktpunkt 22 trennt sich augenblicklich von dem stationären Kontaktpunkt 21, womit der Kurzschlußstrom unterbrochen wird.
Eine nicht gezeigte Rückholfeder kann keine Drehung des Gelenkstangenabstützbauteils 32 unmittelbar nach der Drehung des Gelenkstangenabstützbauteils 32 im Uhrzeigersinn bewirken, da eine große Kraft der Betriebseinstellfeder 63 im gestreckten Zustand über die Auslösewalze 62 auf eine Nockenkante 32b wirkt, sogar wenn sich die Schließfeder in einem geladenen Zustand befindet.
Mit der Drehung der Klinkenaufnahmeantriebsvorrichtung 27 im Gegenuhrzeigersinn über den Übertragungshebel 55 während dem oben beschriebenen Betrieb, stößt die Walze 65 die Betätigungseinrichtung 60, die Klinkenaufnahme 39 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, die Klinkenaufnahme 39 wird von dem Eingriffsende 52a außer Eingriff gebracht, die Eingriffsvorrichtung A 52 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, die Kante 52b der Eingriffsvorrichtung A gelangt mit der Auslösewalzenwelle 24 in Eingriff und die Eingriffsvorrichtung A und die Eingriffsvorrichtung B gelangen in einen zusammenpassenden Zustand. Zur selben Zeit wird die Wirkung der Betriebseinstellfeder 63 auf das Gelenkstangenabstützbauteil 32 beseitigt und das Gelenkstangenabstützbauteil 32 und die Eingriffsvorrichtung A 52 gelangen in einen freien Zustand, mit anderen Worten, sie werden durch die jeweilige Rückholfeder drehbar, womit derselbe Zustand erzeugt wird, wie unmittelbar nach dem manuellen Öffnen der Schaltung, wie vorstehend beschrieben wurde.
Wenn der Kurzschlußstrom in einer Größe, die gleich oder größer als der erste vorbestimmte Wert ist, der dich die Streckung der Betriebseinstellfeder 63 bestimmt wird, während dem Kurzschlußschließbetrieb fließt, gelangt die Auslösewalze 62 somit von dem Gelenkstangenabstützbauteil 32 außer Eingriff und die Öffnungs-/Schließkontakte trennen sich augenblicklich vor der Drehung der Klinkenaufnahme 39, hervorgerufen durch den Betrieb der Überstromauslösevorrichtung und zusätzlich wird die Rückstellung vereinfacht. Wenn der Kurzschlußstrom hier niedriger als der erste vorbestimmte Wert ist, wird der Kurzschlußstrom unterbrochen, wenn der normale Schließbetrieb beendet wird, so daß der geschlossene Schaltkreis erzeugt wird und die Überstromauslösevorrichtung 64 arbeitet.
Wenn ein Kurzschlußstrom, der gleich oder größer als der erste vorbestimmte Wert ist, als nächstes in dem Sicherungsschalter im geschlossenen Zustand fließt, wird der Übertragungshebel 55 über die Eingriffsvorrichtung B 53 vorgespannt, um aufgrund der großen wirkenden Kraft im Uhrzeigersinn zu drehen, die eine Summe aus der Kontaktdruckkraft und der elektromagnetischen Rückschlagkraft der Auslösefeder 51 und der zwei Kontaktpunkte ist. Ungleich zu dem Kurzschlußschließbetrieb gelangt das Eingriffsende 55a mit der Eingriffskante 61a der Blockiervorrichtung in Eingriff und dessen Drehung wird verhindert, wenn der Übertragungshebel 55 leicht aus dem Zustand, der in Fig. 8 gezeigt ist, dreht. Durch die Verhinderung der Drehung des Übertragungshebels 55 wird auch die Drehung der Eingriffsvorrichtung B 53 verhindert und das Gelenkstangenabstützbauteil 32 dreht sich ebenfalls nicht. Da sich weder die Klinkenaufnahmeantriebsvorrichtung 57 noch die Eingriffsvorrichtung A 52 drehen, tritt zusätzlich eine unverzögerte Unterbrechung des Kurzschlußstromes nicht auf. Wenn die Überstromauslösevorrichtung 64 arbeitet, wird der Kurzschlußstrom unterbrochen. Hier ist es für die Verhinderung der Drehung des Übertragungshebels 55 ausreichend, den Eingriff des Eingriffsendes 55a des Übertragungshebels herzustellen, und die Eingriffskante 61a der Blockiervorrichtung nimmt einen der folgenden Zustände ein. In einem ersten Zustand wird ein Eingriff in einem Winkel erreicht, bei dem die Drehungsvorspannungskraft des Übertragungshebels 55 die Blockiervorrichtung 61 so vorspannt, daß sie sich im Gegenuhrzeigersinn dreht. In diesem Fall zeigt sich die Blockierfunktion, da die Blockiervorrichtung 61 durch eine nicht gezeigte Stoppervorrichtung daran gehindert wird, im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. In einem zweiten Zustand wird ein Eingriff in einem Winkel erreicht, bei dem die Blockiervorrichtung vorgespannt ist, um im Uhrzeigersinn zu drehen, aber die Vorspannkraft, die auf die Blockiervorrichtung aufgebracht wird, ist nicht ausreichend groß, um die Drehung zu realisieren. Wenn der Aufbau so ausgebildet ist, daß der zweite Zustand erzielt wird, kann die Blockiervorrichtung 61 durch die Vorspannkraft, die über den Übertragungshebel 55 aufgebracht wird, wenn der Kurzschlußstrom hoch ist, im Uhrzeigersinn gedreht werden. Somit dreht sich das Gelenkstangenabstützbauteil 32, wenn ein Kurzschlußstrom fließt, der gleich oder größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, der ein Grenzwert ist, der die Drehung gestattet, wie im Falle des Kurzschlußschließbetriebes und die Öffnungs-/Schließkontaktpunkte können unverzögert getrennt werden, um den Kurzschlußstrom zu unterbrechen. Mit anderen Worten, wenn der Kurzschlußstrom, der in dem zweiten Zustand fließt, kleiner als der zweite vorbestimmte Wert ist, wird die Unterbrechung nach dem Betrieb der Überstromauslösevorrichtung 64 durchgeführt, wohingegen, wenn der Strom gleich oder größer als der zweite vorbestimmte Wert ist, die Unterbrechung unverzögert durchgeführt wird.
Der zweite vorbestimmte Wert kann in Abhängigkeit von dem Eingriffswinkel der Eingriffskante der Blockiervorrichtung und dem Eingriffsende des Übertragungshebels geändert werden, wie vorstehend beschrieben wurde, und ebenso in Abhängigkeit von der Federkraft der Rückholfeder der Schließhalteklinke 30, an der die Blockiervorrichtung befestigt ist. Vorausgesetzt, daß der zweite vorbestimmte Wert ein Grenzwert ist, unter dem sich die Öffnungs-/Schließkontakte im geschlossenen Zustand durch die elektromagnetische Rückschlagkraft nicht trennen, wird deshalb keine Beschädigung durch die elektromagnetische Rückschlagkraft hervorgerufen und die selektive Unterbrechung ist bei dem Wert gestattet, der nicht größer als der zweite vorbestimmte Wert ist, und der höhere Kurzschlußstrom kann unterbrochen werden, obwohl das selektive Unterbrechen bei dem Wert, der nicht kleiner als der zweite vorbestimmte Wert ist, nicht erreicht werden kann. Somit wird der Gesamtbereich der Anwendung erweitert.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Blockiervorrichtung 61 einstückig mit der Schließhalteklinke 30 angeordnet, um in Kombination damit zu drehen. Alternativ kann die Blockiervorrichtung 61 und die Schließhalteklinke 30 auf der gleichen Welle vorgesehen sein, so daß die zwei in einem normalen Öffnungs-/Schließbetrieb in Kombination arbeiten und getrennt arbeiten, wenn der Übertragungshebel 55 die Blockiervorrichtung 61 vorspannt, um sie zu drehen.
Die oben beschriebene Ausführungsform enthält die Blockiervorrichtung und ist mit der MCR-Funktion versehen. Es ist jedoch offensichtlich, daß der Kurzschlußstrom unverzögert unterbrochen werden kann, wenn der Kurzschlußstrom, der gleich oder größer als der erste vorbestimmte Wert ist, entweder in dem geschlossenen Zustand fließt, oder beim Kurzschlußschließbetrieb durch das Entfernen der Blockiervorrichtung.

Zweite Ausführungsform

In dem Sicherungsschalter der ersten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wurde, wird ein Strom mit einem ersten vorbestimmten Wert hauptsächlich durch die Betriebseinstellfeder 63 bestimmt. In einem solchen Aufbau ist jedoch eine größere Betriebseinstellfeder erforderlich, um den Strom des ersten vorbestimmten Wertes zu erhöhen. In dem Sicherungsschalter der zweiten Ausführungsform, die nachstehend beschrieben wird, kann der Strom mit dem ersten vorbestimmten Wert erhöht werden, wenn einige Komponenten zu dem Sicherungsschalter der ersten Ausführungsform hinzugefügt werden.
In den Fig. 12 und 13 ist ein Hauptabschnitt des Sicherungsschalters der zweiten Ausführungsform im geschlossenen Zustand gezeigt. Der Sicherungsschalter enthält als Zusatz zu dem Aufbau der ersten Ausführungsform einen Betriebssteuerhebel 71, der drehbar auf einer Welle 70 auf der Eingriffsvorrichtung A 52 angebracht ist, und eine Betriebssteuerfeder 72, die zwischen einem Arm 71a des Betriebssteuerhebels 71 und einem Zapfen 73 auf der Eingriffsvorrichtung A 52 vorgesehen ist. In Fig. 13 wird der Betriebssteuerhebel 71 durch die Betriebssteuerfeder 72 im Gegenuhrzeigersinn vorgespannt und seine Drehung wird durch einen anderen Arm 71b in Kontakt mit der Auslösewalzenwelle 24 verhindert, die eine Mittelachse der Auslösewalze 62 ist.
Ähnlich zu der ersten Ausführungsform dreht sich die Eingriffsvorrichtung B im Gegenuhrzeigersinn, wenn ein hoher Kurzschlußstrom durch den Sicherungsschalter der zweiten Ausführungsform mit dem oben beschriebenen Aufbau fließt, die Auslösewalze 62 wird außer Eingriff von dem Gelenkstangenabstützbauteil 32 gebracht und der Schaltkreis wird ohne den Betrieb der Überstromauslösevorrichtung geöffnet. Wenn sich die Eingriffsvorrichtung B während des Prozesses der Schaltkreisöffnungsfunktion des Sicherungsschalters der Zweiten Ausführungsform dreht, gelangt die Auslösewalzenwelle 24 mit einer Steuereingriffskante 71c, die auf einem anderen Arm des Betriebssteuerhebels 71 ausgebildet ist, in Eingriff und bringt den Betriebssteuerhebel 71 zur Drehung im Uhrzeigersinn entgegen der Betriebssteuerfeder 72.
Mit dem Aufbau und der Funktion, wie sie vorstehend beschrieben wurden, wird der Sicherungsschalter der zweiten Ausführungsform nicht in den geöffneten Zustand gelangen, wenn eine Vorspannkraft, die von der Auslösewalzenwelle 24 auf die Steuereingriffskante 71c des Betriebssteuerhebels aufgebracht wird, kleiner als die Wirkkraft der Betriebssteuerfeder 72 ist. Deshalb kann mit dem Zusatz des Betriebssteuerhebels 71 und der Betriebssteuerfeder 72 der Strom mit dem ersten vorbestimmten Wert wesentlich erhöht werden. Da das Drehmoment auf dem Betriebssteuerhebel 71 von der Betriebssteuerhebelwelle 24 kleiner wird, wenn die Positionen eines Kontaktpunktes der Steuereingriffskante 71c des Betriebssteuerhebels 71 und der Auslösewalzenwelle 24, die Mitte der Auslösewalzenwelle 24 und die Mitte der Welle 70 in einer Linie ausgerichtet werden, kann der Strom mit dem ersten vorbestimmten Wert wesentlich erhöht werden, sogar wenn die Wirkkraft der Betriebssteuerfeder 72 klein ist.
Die Auslösewalze 62 ist hier auf der Eingriffskante 32b und der Betriebssteuerhebel 71 befindet sich in einem Zustand, bei dem die Drehung im Gegenuhrzeigersinn verhindert wird, wobei die obere Eckkante 71d des Betriebssteuerhebels 71 mit der Auslösewalzenwelle 24 nach dem Außereingriffgelangen aus der Eingriffskante 32a des Gelenkstangenabstützbauteils, in Kontakt gelangt, wie in Fig. 14 gezeigt ist. Ähnlich zu der ersten Ausführungsform dreht sich die Eingriffsvorrichtung 52 im Gegenuhrzeigersinn und die Auslösewalze 62 kehrt auf die Eingriffskante 32a des Gelenkstangenabstützbauteils zurück, der Betriebssteuerhebel 71 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn, der Bewegung der Auslösewalzenwelle 24 folgend, und die Auslösewalzenwelle 24 und ein anderer Arm 71b des Betriebssteuerhebels gelangen erneut in Eingriff, wenn die Eingriffskante 52a der Eingriffsvorrichtung aus der Klinkenaufnahme 39 außer Eingriff gelangt.
Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben und erläutert wurde, ist es klar, daß dasselbe zur Veranschaulichung und ausschließlich als Beispiel dient und nicht als Begrenzung verstanden werden darf, so daß der Umfang der vorliegenden Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt ist.

Claims

1. Schutzschalter, aufweisend:

Öffnungs-/Schließkontakte (8, 18);

eine Gelenkstange (44, 46), bei der ein Ende so angeordnet ist, daß das eine Ende mit einem der Öffnungs-/ Schließkontakte (8) zusammenwirkt;

ein Gelenkstangenstützbauteil (32), das das andere Ende der Gelenkstange abstützt und zur gleichen Zeit eine Vorspannkraft in einer Richtung aufnimmt, in der sich die Öffnungs-/Schließkontakte öffnen, mittels einer Auslösefeder (51),

eine Klinkenvorrichtung (36), die den Versatz des Gelenkstangenabstützbauteils, der durch die Vorspannkraft hervorgerufen wird, stoppt;

eine Klinkenaufnahme (39), die den Versatz der Klinkenvorrichtung, die durch das Stoppen des Versatzes des Gelenkstangenabstützbauteils vorgespannt wird, stoppt; und

eine Überstromauslösevorrichtung (64), die die Klinkenaufnahme versetzt, um den Stop durch die Klinkenvorrichtung aufzuheben, wobei

die Klinkenvorrichtung eine Eingriffsvorrichtung A (52) enthält, die mit der Klinkenaufnahme in Eingriff steht, eine Eingriffsvorrichtung B (53), die mit dem Gelenkstangenabstützbauteil in Eingriff steht, eine Betriebseinstellfeder (63), die die Eingriffsvorrichtung vorspannt, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinkenvorrichtung ferner eine Klinkenaufnahmenantriebsvorrichtung (57) enthält, daß die Eingriffsvorrichtungen in Bezug zueinander versetzbar sind, und daß im Betrieb, wenn ein Kurzschlußstrom, der gleich oder größer als ein erster vorbestimmter Wert ist, durch den Schutzschalter fließt, eine elektromagnetische Rückstoßkraft, die zwischen den Öffnungs-/Schließkontakten erzeugt wird, auf die Eingriffsvorrichtung E über das Gelenkstangenabstützbauteil wirkt, um die Betriebseinstellfeder zu dehnen, wobei der Versatz der Eingriffsvorrichtung B bewirkt, daß das Gelenkstangenabstützbauteil außer Eingriff gerät, sich die Öffnungs-/ Schließkontakte trennen und die Klinkenaufnahmenantriebsvorrichtung dem Versatz der Eingriffsvorrichtung B folgend versetzt wird, um die Klinkenaufnahme zu versetzen, und somit die Eingriffsvorrichtung A außer Eingriff zu bringen.

2. Sicherungsschalter gemäß Anspruch 1, wobei die Eingriffsvorrichtung A und die Eingriffsvorrichtung B, die die Klinkenvorrichtung bilden, Hebel sind, die auf der gleichen Welle (37) vorgesehen sind.

3. Sicherungsschalter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Klinkenaufnahmeantriebsvorrichtung ein Hebel ist, der auf der Eingriffsvorrichtung A vorgesehen ist, der sich dem Versatz der Eingriffsvorrichtung B folgend dreht.

4. Sicherungsschalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Übertragungshebel (55), der die Klinkenaufnahmeantriebsvorrichtung und die Eingriffsvorrichtung B verbindet, auf der Eingriffsvorrichtung A vorgesehen ist.

5. Sicherungsschalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Eingriffsvorrichtung A mit einem Betriebssteuerhebel (71) versehen ist, der einen Strom des ersten vorbestimmten Wertes steuert, und mit einer Betriebssteuerfeder (72), die den Betriebssteuerhebel, der mit der Eingriffsvorrichtung B in Eingriff steht, in eine Richtung bewegt, um den Versatz der Eingriffsvorrichtung B zu verhindern, die in einer Richtung versetzbar ist, um das Gelenkstangenabstützbauteil außer Eingriff zu bringen.

6. Sicherungsschalter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, desweiteren aufweisend

ein Schließfunktionsbauteil (29), das den Sicherungsschalter schließt, indem es die Gelenkstange aus dem gebogenen Zustand streckt, und

eine Verriegelungsvorrichtung (61), die den Versatz nicht verhindert, wenn die Eingriffsvorrichtung B im Laufe des Streckens der Gelenkstange versetzt wird, und die den Versatz verhindert, wenn die Eingriffsvorrichtung B nach dem Strecken versetzt wird, mittels eines Versatzes, der dem Versatz des Schließfunktionsbauteiles in einem Schließbetrieb folgt.

7. Sicherungsschalter gemäß Anspruch 6, wobei der Übertragungshebel mit einem Eingriffsende (55a) versehen ist, das mit der Verriegelungsvorrichtung in Eingriff bringbar ist.

8. Sicherungsschalter gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Verriegelungsvorrichtung durch eine Kraft versetzt wird, die von der Eingriffsvorrichtung B aufgenommen wird, um die Verriegelungsvorrichtung außer Eingriff zu bringen, wenn ein Kurzschlußstrom in einer Größe, die gleich oder größer als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, in einem geschlossenen Zustand fließt.