DE3917280A1 - Isolierstoffgekapselter selbstschalter und verfahren zum verriegeln desselben - Google Patents

Description

Wenn eine elektrische Ausrüstung so angeordnet ist, daß sie alternativ an zwei Stromquellen anschließbar ist, beispiels­ weise an ein Standardstromversorgungssystem und an ein Hilfs- oder Notstromsystem, wird eine Verriegelungsanordnung be­ nutzt, um zu verhindern, daß beide Stromquellen gleichzeitig mit der Ausrüstung verbunden werden.

Die US-PS 33 19 020, 33 12 797, 36 47 997 und 37 05 280 zei­ gen Beispiele von Verriegelungsanordnungen für Selbstschal­ ter und elektrische Schalter mit verschiedenen Nennströmen.

Die US-PS 37 78 633 beschreibt eine "Schwingbalken"-Ver­ riegelungsvorrichtung, die aus einer Winkelhebelanordnung mit einem drehbar angelenkten Zapfen an jedem Ende des Winkelhebels besteht. Der Zapfen erstreckt sich durch Öffnun­ gen in dem Boden des Selbstschaltergehäuses, um mit dem be­ weglichen Kontaktarm des Selbstschalters in Wechselwirkung zu treten.

Die US-PS 44 99 344 beschreibt eine komplexe mechanische Ver­ bindung zwischen für großen Nennstrom ausgelegten Selbstschal­ tern, die in separaten Kammern befestigt sind.

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache und billige Verriegelungsanordnung für isolierstoffgekapselte Selbstschalter, bei denen eine Preßstoffkreuzschienenvorrich­ tung benutzt wird, anzugeben.

Die Erfindung beinhaltet die Kombination einer Winkelhebel­ verriegelungsvorrichtung mit zwei isolierstoffgekapselten Selbstschaltern, welche Preßstoffkreuzschienenvorrichtungen aufweisen. Die Kreuzschienenvorrichtungen umfassen angeformte Joche zum Tragen der beweglichen Kontaktarme und angeformte Barrieren zum elektrischen Isolieren der Kontaktarme. Eine Öffnung im Boden des Selbstschaltergehäuses unter den ange­ formten Barrieren gestattet einem isolierenden Zapfen, der an der Verriegelungsvorrichtung befestigt ist, mit den Barrieren in Wechselwirkung zu treten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht von oben zwei isolierstoffgekapselte, integrierte Schutzeinheiten, die auf einer Schalttafel befestigt sind, wobei eine Winkelhebelver­ riegelungsvorrichtung in isometrischer Projektion gesondert dargestellt ist,

Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht von oben die integrierte Schutzeinheit nach Fig. 1, wobei der Deckel entfernt und die Kreuz­ schienenvorrichtung in isometrischer Projek­ tion gesondert dargestellt ist, und

Fig. 3 in Vorderansicht und teilweise im Schnitt die Schutzeinheiten nach Fig. 1, welche er­ findungsgemäß miteinander verbunden sind.

Integrierte Schutzeinheiten 11, 12, die jeweils aus einem Gehäuse 13, einem Deckel 14 und einem integrierten Hilfs­ deckel 15 bestehen, sind auf einer Schalttafel 19 befestigt. Ein Nennstromstecker 16, der in eine obere Fläche des Hilfs­ deckels 15 eingeführt ist, dient zum Einstellen des Nenn­ stroms der integrierten Schutzeinheiten. Die integrierten Schutzeinheiten sind in einer weiteren deutschen Patentanmel­ dung ausführlich beschrieben, für die die Priorität der US-Patentanmeldung, Serial No. 0 61 244, vom 12. Juni 1987 in Anspruch genommen worden ist. Für die Zwecke der vorlie­ genden Beschreibung wird angenommen, daß eine integrierte Schutzeinheit eine Einheit ist, die einen Überstromschutz zusammen mit wenigstens einer Zusatzfunktion bietet. Wenn die Schutzeinheiten verriegelt sind und eine verriegelte Vor­ richtung 10 bilden, muß, wenn die Betätigungshandhabe 17 bei einer der Schaltungsschutzeinheiten 11 in der "EIN"- Position ist, die Betätigungshandhabe 18 der anderen Schal­ tungsschutzeinheit 12 im "AUS"-Zustand bleiben. Das gewähr­ leistet, daß zwei separate Stromquellen nicht mit demselben Stromverteilungssystem gleichzeitig verbunden sein werden. Um diesen Fall auszuschließen, ist eine "Schwingbalken"- Verriegelungsvorrichtung 20, wie sie in der oben erwähnten US-PS 37 78 633 beschrieben ist, an der Schalttafel befestigt, und zwar durch Befestigung mit zwei Schrauben 22 über ent­ sprechende Durchgangslöcher 23, die in einem Haltewinkel 21 gebildet sind. Die Verriegelungsvorrichtung hat die Form eines Winkelhebels 24, der an dem Winkel 21 mit Hilfe eines Drehstiftes 25 drehbar befestigt ist, und eines Paares auf­ rechter Isolierzapfen 26, 27, die an entgegengesetzten Enden des Winkelhebels mittels Drehstiften 28, 29 drehbar befestigt sind. Häufig muß die Installation einer solchen Verriegelungs­ vorrichtung bei der Herstellung erfolgen, damit die einschlägi­ gen elektrischen Richtlinien für die Zulassung eingehalten werden.

Bevor die Arbeitsweise der Verriegelungsvorrichtung 20 er­ läutert wird, ist es hilfreich, die Befestigungsbeziehung zwischen der Kreuzschienenvorrichtung 30 und dem Selbstschal­ tergehäuse 13 für die integrierte Schutzeinheit 11 unter Bezugnahme auf Fig. 2 zu beschreiben. Die Kreuzschienenvor­ richtung 30 weist eine Isolierpreßstoffkreuzschiene 31 auf, welche der gleicht, die in der US-PS 47 33 211 beschrieben ist, auf welche bezüglich weiterer Einzelheiten verwiesen wird. Die Kreuzschiene 31 ist in dem Gehäuse 13 mittels ange­ formter Stifte 32, 33 befestigt, welche von den Enden der Kreuzschiene vorstehen und in komplementäre Schlitze 34, 35 eingeführt sind, die in den äußeren Seitenwänden 63, 64 des Gehäuses 13 gebildet sind. Gemäß der vorerwähnten US-PS 47 33 211, welche einen Strombegrenzungsselbstschalter be­ schreibt, hat die Kreuzschiene drei Joche 36-38, welche ein­ stückig an ihr gebildet sind und drei entsprechende beweg­ liche Kontaktarme 39-41 tragen, wobei die beweglichen Kon­ taktarme so angeordnet sind, daß sie sich bei dem Auftreten eines Kurzschlußzustands in irgendeiner der einzelnen Phasen­ schaltungen, mit welchen der Selbstschalter verbunden ist, unabhängig von der Kreuzschiene bewegen. Die Verwendung der Kontaktarme als eine Verriegelungseinrichtung zwischen be­ nachbarten Selbstschaltern, wie es in der vorerwähnten US-PS 44 99 344 beschrieben ist, ist deshalb in Strombegren­ zungsselbstschaltern nicht möglich. Bewegliche Kontakte 42-44 sind an den von der Kreuzschiene am weitesten entfernten En­ den der beweglichen Kontaktarme befestigt. Zum drehbaren Haltern der Kreuzschiene in dem Gehäuse 13 und zum elektrischen Iso­ lieren der beweglichen Kontaktarme sind zwei drehbare Trenn­ wände 50, 51 daran angeformt. Die drehbaren Trennwände 50, 51 sind in entsprechenden Nuten 54, 55 aufgenommen, welche in zwei halbkreisförmigen Schlitzen 52, 53 gebildet sind, die in den inneren Seitenwänden 48, 49 gebildet sind. Die drehbaren Trennwände 50, 51 bilden eine elektrische Isolierung zwischen den einzelnen Kammern 67-69, wogegen die Schlitze 45-47 in feststehenden Trennwänden 70-72, welche in den Kammern gebil­ det sind, die Drehbewegung der beweglichen Kontaktarme ge­ statten, ohne den gasförmigen Nebenprodukten, die während der Kontakttrennung gebildet werden, das Eindringen in die Kammern zu gestatten. Zum Aufnehmen der aufrechten Zapfen 26, 27, wel­ che in Fig. 1 gezeigt sind, sind zwei Durchgangslöcher 58, 59 im Boden der Trennwandhaltenuten 54, 55 gebildet. Es ist zwar nur ein derartiges Durchgangsloch erforderlich, ein zusätzliches Durchgangsloch kann jedoch vorgesehen werden, damit der Abstand zwischen den verriegelten Schutzeinheiten verändert werden kann. Eine Nockenfläche 56, die an der drehbaren Trennwand 51 angeformt ist, wirkt mit einem der aufrechten Zapfen 26, 27 zusammen, um die Verriegelungs­ funktion zu erfüllen. Der Zapfen erstreckt sich durch das Durchgangsloch 59 und wirkt mit dem an der drehbaren Trenn­ wand 51 gebildeten Nocken 56 zusammen. Der Kunststoff der Kreuzschiene und der Isolierstoff der Zapfen 26, 27 sorgen für die erforderliche elektrische Isolation zwischen dem Inneren des Gehäuses 13 und der äußeren Umgebung gemäß den Forderungen der relevanten elektrischen Regeln. Die Isolier­ eigenschaften der Kreuzschiene allein sind ausreichend, um bei Bedarf die Verwendung von nichtisolierenden Zapfen zu gestatten. Das unterscheidet sich von der Verriegelungsan­ ordnung, die in der oben erwähnten US-PS 37 78 633 beschrie­ ben ist, bei der der Zapfen an der Verriegelungsvorrichtung mit dem beweglichen Kontaktarm zusammenwirkt.

Die Zusammenwirkung zwischen der Kreuzschienenvorrichtung 30 und der Verriegelungsvorrichtung 20 ist am besten in Fig. 3 zu erkennen, in der die integrierten Schutzeinheiten 11, 12 an der Schalttafel 19 befestigt dargestellt sind, wo­ bei die Verriegelungsvorrichtung 20 an deren Unterseite mittels des Winkels 21 befestigt ist. Die Isolierzapfen 26, 27 ragen durch entsprechende Durchgangslöcher 65, 66 hindurch, welche in dem Boden der Schalttafel gebildet sind. Die Zapfen 26, 27 erstrecken sich außerdem durch die Durchgangslöcher 58, 59, welche im Boden des Gehäuses 13 der integrierten Schutzein­ heiten gebildet sind. Die Kreuzschienenvorrichtung 30 ist in dem Gehäuse der integrierten Schutzeinheit mit Hilfe der Stifte 32, 33 und der Schlitze 34, 35 auf weiter oben be­ schriebene Weise befestigt. In der integrierten Schutzeinheit 11, deren Betätigungshandhabe 17 in dem "EIN"-Zustand ist, sind die beweglichen Kontakte 42-44 in Anlage an den fest­ stehenden Kontakten 60-62, um den Stromkreis über die inte­ grierte Schutzeinheit zu schließen. Die Trennwand 51 und die Nockenfläche 56, welche daran angeformt ist, sind an dem oberen Ende des isolierenden Zapfens 27 nicht in Anlage. In der Schaltungsschutzeinheit 12, deren Betätigungshandhabe 18 in der "AUS"-Position ist, ist die Anordnung so getroffen, daß die beweglichen Kontakte 42-44 nicht in Anlage an den entsprechenden feststehenden Kontakten 60 sind und daß der isolierende Zapfen 26 an dem entgegengesetzten Ende des Winkelhebels 24 in Anlage an dem Nocken 56 an der entspre­ chenden Trennwand 51 ist, um die Kreuzschiene 31 am Drehen zu hindern und dadurch zu verhindern, daß die beweglichen Kontakte 42-44 mit den feststehenden Kontakten 60-62 in Berührung kommen. Sollte eine Bedienungsperson unabsichtlich versuchen, die Kontakte in der integrierten Schutzeinheit 12 zu schließen, während die Kontakte in der integrierten Schutzeinheit 11 bereits geschlossen sind, würde die Betäti­ gungshandhabe 18 auf Grund der gegenseitigen Anlage des Nockens 56 und des oberen Endes des aufrechten Zapfens 26 in der "AUS"-Position gehalten werden.

Das Vorsehen der Durchgangslöcher 58, 59 am Grund der Trenn­ wandtragnuten 54, 55 (Fig. 2) gestattet, die Verriegelungs­ vorrichtung im Feld am Ort der Schalttafelinstallation ein­ zubauen, ohne mit den einschlägigen elektrischen Regeln für die Zu­ lassung in Konflikt zu geraten, da das Selbstschaltergehäuse 13 und der Deckel während der Befestigung der Verriegelungsvorrichtung intakt bleiben und keine zusätzlichen Löcher durch den Boden des Selbstschaltergehäuses 13 gebohrt werden müssen.

Eine einfache und billige Einrichtung zum Verriegeln von integrierten Schutzeinheiten ist beschrieben worden. Die Verwendung einer Preßstoffkreuzschiene in Kombination mit isolierenden Zapfen, die durch einen Winkelhebel miteinan­ der verbunden sind, ergibt eine elektrische Isolation zwischen dem Inneren und dem Äußeren der integrierten Schutz­ einheiten, wie es vorstehend beschrieben worden ist.

Claims (10)

1. Isolierstoffgekapselter Selbstschalter, gekennzeichnet durch:
eine Preßstoffkreuzschiene (31) innerhalb eines Preßstoff­ gehäuses (13), wobei die Kreuzschiene (31) wenigstens ein Joch (36, 37, 38) aufweist, das an ihr zusammen mit wenigstens einer Trennwand (50, 51) angeformt ist, wobei das Joch (36, 37, 38) einen entsprechenden beweglichen Kontaktarm (39, 40, 41) trägt und wobei die Trennwand (50, 51) in einer ent­ sprechenden Nut (54, 55) drehbar angeordnet ist, welche in einer Innenwand (48, 49) gebildet ist, die in dem Gehäuse (13) angeformt ist; und
eine Einrichtung (58, 59), die in der Nut (54, 55) gebildet ist, zum Aufnehmen eines Zapfens (26, 27), wobei der Zapfen so angeordnet ist, daß er mit der Trennwand (50, 51) zusam­ menwirkt, um dadurch die Kreuzschiene (31) und den beweglichen Kontakt (42, 43, 44) am Drehen in eine geschlossene Position zu hindern.

2. Selbstschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Paar Stifte (32, 33), welche von entgegengesetzten Enden der Kreuzschiene (31) vorstehen und in zwei entsprechenden Schlitzen (34, 35) aufgenommen sind, die in entgegengesetzten äußeren Wänden (63, 64) des Gehäuses (13) gebildet sind.

3. Selbstschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung, welche in der Nut (54, 55) gebildet ist, ein Durchgangsloch (58, 59) umfaßt.

4. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontaktarm (39, 40, 41) so angeordnet ist, daß er unabhängig von der Kreuzschiene (31) drehbar ist.

5. Selbstschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (50, 51) eine nockenförmi­ ge Fläche (56) zum Wegtreiben des Zapfens (26, 27) von der Kreuzschiene (31) aufweist.

6. Verriegeltes Selbstschalterpaar, gekennzeichnet durch:
einen ersten Selbstschalter (11), der an einer Schalttafel (19) befestigt ist;
einen zweiten Selbstschalter (12) der an der Schalttafel (19) befestigt ist;
eine erste Formstoffkreuzschiene (31), welche in dem ersten Selbstschalter (11) drehbar befestigt ist und einen ersten beweglichen Kontaktarm (39, 40, 41) und eine erste Trennwand (50, 51) aufweist, wobei die erste Trennwand (50, 51) in einer ersten gelochten Nut (54, 55) angeordnet ist, welche in einer ersten inneren Wand (48, 49) innerhalb des ersten Selbstschalters (11) integral gebildet ist;
einen zweiten isolierstoffgekapselten Selbstschalter (12), der an der Schalttafel (19) befestigt ist;
eine zweite Formstoffkreuzschiene (31), die in dem zweiten Selbstschalter (12) drehbar befestigt ist und einen zweiten beweglichen Kontaktarm (39, 40, 41) und eine zweite Trenn­ wand (50, 51) aufweist, wobei die zweite Trennwand (50, 51) in einer zweiten gelochten Nut (54, 55) angeordnet ist, die in einer zweiten inneren Wand (48, 49) innerhalb des zweiten Selbstschalters (12) integral gebildet ist; und
eine Verriegelungsvorrichtung (20), die einen Winkelhebel (24) umfaßt, der an der Schalttafel (19) befestigt ist, wobei der Winkelhebel (24) einen ersten isolierenden Zapfen (26) aufweist, der an einem Ende drehbar befestigt ist, und einen zweiten isolierenden Zapfen (27), der an einem ent­ gegengesetzten Ende desselben drehbar befestigt ist.

7. Selbstschalterpaar nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der erste isolierende Zapfen (26) in die erste ge­ lochte Nut (54, 55) eingeführt ist und daß der zweite iso­ lierende Zapfen (27) in die zweite gelochte Nut (54, 55) eingeführt ist.

8. Selbstschalterpaar nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Winkelhebel (24) an der Schalttafel (19) mit Hilfe eines gelochten Winkels (21) befestigt ist.

9. Verfahren zum Verriegeln von zwei isolierstoffgekapselten Selbstschaltern, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Bereitstellen eines ersten und eines zweiten isolierstoffge­ kapselten Selbstschalters, die jeweils eine Formstoffkreuz­ schiene enthalten, welche in einer gelochten Nut gehaltert ist, die in jedem isolierstoffgekapselten Selbstschalter integral gebildet ist;
Bereitstellen einer Verriegelungsvorrichtung, die einen Winkelhebel und zwei aufrechte Zapfen aufweist, welche an entgegengesetzten Enden des Winkelhebels drehbar angelenkt sind; und
Einführen eines der Zapfen in eine der gelochten Nuten und
Einführen des anderen Zapfens in die andere gelochte Nut.

10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt, die Zapfen mit Bezug auf die Isolierstoff­ kreuzschienen so anzuordnen, daß eine der Kreuzschienen am Drehen gehindert wird.