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Dokumentenidentifikation DE69929933T2 09.11.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001017080
Titel Hilfseinrichtung
Anmelder ABB Service S.r.l., Mailand/Milano, IT
Erfinder Redaelli, Claudio, 20063 Seveso (Mi), IT;
Jacovino, Elio, 20052 Monza (MI), IT
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Bardehle, Pagenberg, Dost, Altenburg, Geissler, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69929933
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 16.12.1999
EP-Aktenzeichen 992043356
EP-Offenlegungsdatum 05.07.2000
EP date of grant 22.02.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.11.2006
IPC-Hauptklasse H01H 83/20(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hilfsbetätigungsvorrichtung zur Öffnung eines Niederspannungsleistungsschalters, dem sie zugeordnet ist, als Folge eines entfernt abgegebenen Öffnungsbefehls. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Hilfsvorrichtung, die aus dem Stand der Technik als Arbeitstromauslösungsrelais bekannt ist, welche verbesserte Gestalt und Eigenschaften hat.

Die Druckschrift FR 2 567 317 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Herkömmliche magnetothermale oder Reststromleistungsschalter für elektrische Niederspannungsanwendungen sind allgemein mit geeigneten Hilfsvorrichtungen gekoppelt.

Diese Vorrichtungen sind allgemein von zwei Arten, entsprechend dem Betätigungstyp und dem betätigten Typ, abhängig davon, ob sie auf den Leistungsschalter einwirken und eine Aktion desselben betätigen oder eine Aktion als Folge einer Betätigung durchführen, die vom Leistungsschalter empfangen wird. Zum Beispiel kann eine Hilfsbetätigungsvorrichtung als Arbeitstromauslöserelais aufgebaut sein, welches als Folge eines Einschreitbefehls, der von einem Bediener erhalten wird, mechanisch die Öffnung des zugeordneten Leistungsschalters erzwingt. Aufgrund der empfangenen Betätigung verändert der Leistungsschalter den Zustand, indem er von einem Zustand, in welchem die Kontakte geschlossen sind, zu einem wechselt, in welchem die Kontakte geöffnet sind, und mittels geeigneter Hebelsysteme löst er einen kinematischen Mechanismus innerhalb einer Vorrichtung zur Signalisierung des Zustands des Leistungsschalters aus, die ihm zugeordnet ist, welche entsprechend eine betätigte Vorrichtung aufbaut. Im Gegenzug stellt die betätigte Vorrichtung den Bedienern ein Signal bereit, das dem gegenwärtigen Zustand des Leistungsschalters entspricht. Was die Kopplung zwischen dem Leistungsschalter und der Hilfsvorrichtung anbelangt, zieht eine der bekannten Lösungen allgemein die Platzierung aller Zusatzvorrichtungen auf der gleichen Seite des Leistungsschalters relativ zur Vorderansicht des Leistungsschalters nach sich. In diesem Fall wird die mechanische Verbindung zwischen dem Leistungsschalter und der Zusatzausrüstung durch Verwendung einer Welle erreicht, welche so geformt ist, dass sie mehrere Vorsprünge hat und die Bewegungen unter den verschiedenen Bauteilen überträgt, gemäß einer Lösung, welche speziell nachteilig ist aus einem Produktionsgesichtspunkt ebenso wie aus einem funktionalen Gesichtspunkt. Die verwendete Welle benötigt tatsächlich eine akkurate maschinelle Bearbeitung, um die Vorsprünge auszubilden und die benötigten Abmessungen, um die verschiedenen Spannungsniveaus zu berücksichtigen und die beträchtlichen, damit verbundenen Spiele. Dies führt zu einer Erhöhung der Produktionskosten und einer Möglichkeit zur Verringerung der Präzision der gesamten Zuverlässigkeit der Baugruppe, die aus dem Leistungsschalter und der Hilfsvorrichtung gebildet wird.

Eine weitere Lösung, die zur Kopplung des Leistungsschalters und der Hilfsvorrichtung verwendet wird, ist es, die Vorrichtungen an beiden Seiten des Leistungsschalters zu verteilen; speziell relativ zu einer Vorderansicht des Leistungsschalters werden die Hilfsbetätigungsvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung immer auf der gleichen Seite des Leitungsschalters eingepasst, z.B. auf der linken, während die betätigten auf der anderen Seite, auf der rechten, eingepasst werden.

Diese Kopplungslösung ist speziell vorteilhaft in Bezug auf jene, die zuvor beschrieben wurde, weil sie es den Anwendern in praktischen Anwendungen beträchtlich erleichtert und weil sie es ermöglicht, eine Welle mit einer geringeren Anzahl von Vorsprüngen zu verwenden, welche entsprechend einfacher und billiger maschinell zu bearbeiten ist; die mechanischen Spannungen, die auftreten, sind mehr ausgeglichen, und das Spiel wird verringert.

Trotzdem ist der Nachteil dieser Ausführungsform, dass magnetothermale und Reststromniederspannungsleistungsschalter bewegliche Kontakte haben, welche mechanisch voneinander verschieden sind und die verschieden innerhalb des Leistungsschalters gemäß den spezifischen Anwendungen und/oder den anwendbaren nationalen Normen angeordnet sind. Zum Beispiel, mit speziellem Bezug auf einen magnetothermalen Leistungsschalter der Zweipolbauart, umfassen die beweglichen Kontakte Phasenkontakte und neutrale Kontakte, welche mechanisch voneinander verschieden sind und die entweder auf der rechten Seite oder auf der linken Seite des Leistungsschalters relativ zu einer Vorderansicht desselben angeordnet sein können. Entsprechend, weil das Arbeitstromauslöserelais eine betätigende Hilfsvorrichtung ist, ist es allgemein auf der gleichen Seite des Leistungsschalters, z.B. auf der linken, eingepasst; im gegenwärtigen Stand der Technik führt dies zum Erfordernis, viele separate Serien von Hilfsvorrichtungen zu produzieren gemäß der konstruktiven Struktur des Leistungsschalters, an welchen sie gekoppelt werden, was die konstruktive Komplexität und die Produktionskosten erhöht. Ferner können, wenn die betätigende Hilfsvorrichtung an den Leistungsschalter gekoppelt wird, die kinematischen Mechanismen zur Öffnung der Kontakte des Leistungsschalters negativ durch die entsprechenden kinematischen Systeme der Hilfsvorrichtung beeinträchtigt werden; speziell könnte die Öffnungsgeschwindigkeit des Leistungsschalters verringert werden, was entsprechend zu Fehlfunktionen oder sogar zum Brechen des Leistungsschalters führt.

Ein weiterer Nachteil ist, dass, falls ein entfernter Bediener einen Befehl zum Öffnen des Leistungsschalters schickt, im gegenwärtigen Stand der Technik herkömmliche Hilfsvorrichtungen nicht mit Mitteln für lokale visuelle Anzeigemittel ausgestattet sind, welche außerhalb der Vorrichtung vorspringen und eine einfache und unmittelbare Identifikation des ausgelösten Leistungsschalters ermöglichen; dies verhindert ebenso das Rücksetzen der Hilfsvorrichtung, ohne direkt auf den offenen Leistungsschalter einzuwirken.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hilfsvorrichtung zur Öffnung eines ihr zugeordneten Leistungsschalters bereitzustellen als Folge eines entfernt abgegebenen Öffnungsbefehls, worin die Kopplung zum Leistungsschalter vollständig unabhängig von der Anordnung der Kontakte innerhalb von ihm auftritt, mit einem beträchtlichen Vorteil aus dem Produktionsgesichtspunkt.

Innerhalb des Bereichs dieses Ziels ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hilfsvorrichtung bereitzustellen zur Öffnung eines ihr zugeordneten Leistungsschalters, die auf einen entfernt abgegebenen Befehl erfolgt, in welcher die Kopplung zum Leistungsschalter nicht die kinematischen Mechanismen des Leistungsschalters beeinträchtigt, wodurch folglich seine Entwurfseigenschaften speziell in Begriffen der Kontaktöffnungsgeschwindigkeit im Falle der Auslösung aufgrund z.B. eines Fehlers konserviert werden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hilfsvorrichtung zur Öffnung eines ihr zugeordneten Leistungsschalters bereitzustellen, die auf einen entfernt abgegebenen Öffnungsbefehl erfolgt, in welcher eine lokale visuelle Anzeige des Offenzustandes des Leistungsschalters bereitgestellt wird aufgrund des entfernten Befehls.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hilfsvorrichtung zur Öffnung eines ihr zugeordneten Leistungsschalters als Folge auf einen entfernt abgegebenen Öffnungsbefehl bereitzustellen, in welcher es möglich ist, die Hilfsvorrichtung zurückzusetzen, ohne direktes Einschreiten auf dem Leistungsschalter.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Hilfsvorrichtung zur Öffnung eines ihr zugeordneten Leistungsschalters als Folge auf einen entfernt abgegebenen Öffnungsbefehl bereitzustellen, welche hoch zuverlässig ist, relativ einfach herzustellen und zu wettbewerbsfähigen Kosten.

Das Ziel, diese Aufgaben und andere, welche nachfolgend klar werden, werden durch eine Hilfsvorrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht.

Die derartig ausgedachte Vorrichtung stellt die Kopplung an einen ihr zugeordneten Leistungsschalter sicher, welche vollständig unabhängig von der mechanischen Struktur des Leistungsschalters und der Anordnung der Kontakte darin ist. Ferner beeinträchtigt die Kopplung überhaupt nicht die Leistungsfähigkeit des Leistungsschalters, was speziell die Öffnungsgeschwindigkeit der Kontakte während der Auslösung aufgrund z.B. eines Fehlers betrifft.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden, detaillierten Beschreibung von bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Ausführungsformen der Hilfsvorrichtung gemäß der Erfindung klar werden, die lediglich als nicht-beschränkendes Beispiel in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht wird, worin:

1 eine schematische Seitenansicht der Hilfsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, in einer Position, welche der Position entspricht, in welcher der zugeordnete Leistungsschalter geschlossen ist;

2 eine schematische Seitenansicht der Hilfsvorrichtung in einer Position ist, welche der Position entspricht, in welcher der zugeordnete Leistungsschalter geöffnet ist aufgrund des direkten Einschreitens eines Bedieners am Leistungsschalter;

3 eine schematische Seitenansicht der Hilfsvorrichtung in einer Position ist, welche der Position entspricht, in welcher der zugeordnete Leistungsschalter geöffnet ist aufgrund eines entfernten Einschreitbefehls, das durch einen entfernt angeordneten Bediener abgegeben wurde;

4 eine perspektivische Ansicht eines Rücksetzanzeigehebels ist, der in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

5 eine perspektivische Ansicht eines Erfassungshebels ist, der in der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

6 eine perspektivische Ansicht eines Betätigungshebels ist, der in einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Mit Bezug auf die obigen Figuren umfasst die Hilfsbetätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung ein isolierendes Gehäuse 1, innerhalb dessen feste Kontakte 20 und 20' vorliegen, welche betriebbar mit einem beweglichen Kontakt 29 (Wechselkontakt) koppeln, z.B. der flächen Bauart. Die Kontakte sind elektrisch mit Verbindungsanschlüssen verbunden, jeweils einem oberen Anschluss 16, einem mittleren Anschluss 17 und einem unteren Anschluss 18. Zum Zweck der Klarheit in der Darstellung zeigen die Figuren lediglich einen oberen Anschluss 16, aber die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet tatsächlich einen zweiten oberen Anschluss 16. Als Folge einer Öffnung des Leistungsschalters und der Schaltung des beweglichen Kontakts 29 zwischen den zwei festen Kontakten 20 und 20' ermöglicht die Vier-Anschluss-Konfiguration mittels einer geeigneten elektrischen Schaltung es dem entfernt angeordneten Bediener, visuell den Wechsel des Zustands des Leistungsschalters anzuzeigen; diese Anzeige kann einfach mittels zweier Lampen von zueinander verschiedenen Farben erreicht werden, welche einen geöffneten oder geschlossenen Zustand des Leistungsschalters anzeigen.

Innerhalb des Gehäuses 1 ist ebenso ein elektromagnetischer Teil bereitgestellt, welcher einen festen Magneten 21 umfasst, auf welchen eine Spule 12 gewunden ist, und einen beweglichen Magneten 22, der in einem Punkt 100 drehbar gelagert ist und dem eine Feder 28 zugeordnet ist; die Spule 12 ist betreibbar einem Stromversorgungsschaltkreis zugeordnet. Wie in 1 gezeigt, wird die Spule 12 bei normalen Betriebsbedingungen, d.h. wenn der zugeordnete Leistungsschalter geschlossen ist, nicht mit elektrischem Strom versorgt, und der bewegliche Magnet 22 ist vom festen Magnet 21 beabstandet. Um den Leistungsschalter aufgrund eines entfernten Kommandos zu. öffnen, das z.B. von einem Bediener abgegeben wird, der auf einen Knopf einwirkt, wird die Spule 12 durch Strompulse angeregt, welche die Erzeugung eines Magnetfelds von geeigneter Intensität erleichtern. Mittels dieses magnetischen Feldes wird der bewegliche Magnet 22 durch den festen Magneten 21 angezogen, und durch Überwindung des Widerstands der Feder 28 führt er eine Bewegung durch, welche gleich dem existierenden Spalt ist, wie gezeigt in 3.

Vorteilhaft betätigt die Bewegung des beweglichen Magneten 22 in Richtung des festen Magneten 21 einen geeigneten kinematischen Mechanismus, der den Leistungsschalter auf eine Weise öffnet, die im Detail nachfolgend beschrieben wird.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung umfasst Mittel zur Kopplung des Leistungsschalters, welche einen Auslösehebel 5, einen Kopplungshebel 6 und einen Übertragungshebel 10 umfassen, dessen Funktion und Verbindungen nachfolgend beschrieben werden.

Betätigungsmittel, die durch den beweglichen Magneten betätigt werden, umfassen einen Betätigungshebel 9.

Die Vorrichtung umfasst ebenso Mittel zur Wechselwirkung mit dem beweglichen Kontakt 29, welche einen Wechselwirkungshebel 13 umfassen, eine kinematische Kette, welche einen zweiten Betätigungshebel 9 und ein U-förmiges Element 32 aufweisen für die Zwecke, welche nachfolgend beschrieben werden.

Schließlich sind Mittel bereitgestellt zur lokalen visuellen Anzeige des Offenzustandes des Leistungsschalters aufgrund eines entfernten Öffnungsbefehls; solche Mittel umfassen einen Rücksetz- und Anzeigehebel 7 und einen Erfassungshebel 11.

Speziell ist der Übertragungshebel 10 an einem Punkt 101 des Gehäuses 1 drehbar gelagert, welcher betreibbar mit dem Leistungsschalter verbunden ist und dem eine Rückholfeder 2S zugeordnet ist; der Erfassungshebel 11 ist ebenso am selben Drehpunkt 101 angeordnet, während der Rücksetz- und Anzeigehebel 7 in einem Punkt 103 des Gehäuses 1 drehbar gelagert ist.

Der Übertragungshebel 10 ist lösbar mit dem Betätigungshebel 4 und dem Auslösehebel 5 mittels des U-förmigen Elementes 32 gekoppelt, welche an einem Punkt 102 des Gehäuses 1 drehbar gelagert sind; eine Betätigungsfeder 26, deren Funktion in größerem Detail nachfolgend beschrieben wird, wirkt auf den Hebel 4 ein. Wie in 1 gezeigt, hat in einer Position der Vorrichtung, die derjenigen entspricht, in welcher der Leistungsschalter geschlossen ist, der Betätigungshebel 4 einen ansteigenden Teil 19, zu welchem ein Ende 13' des Wechselwirkungshebels 13 lateral benachbart ist. Der Hebel 13 ist frei an einem Punkt 104 des Gehäuses 1 drehbar gelagert und hat ein Ende 13", welches gegen die Fläche des beweglichen Kontaktes 29 anstößt. Auf diese Weise, mittels der Aktion, die durch den Vorsprung 19 auf das Ende 13' ausgeübt wird, verhindert der Hebel 13 die Bewegung der Flügelplatte 29.

Wie in der 6 gezeigt, hat die Flügelplatte 4 ebenso eine Drehachse 30, welche mit der Oberfläche eines Schlitzes 31 des Hebels 7 und einer Rille 33 Wechselwirken kann, in welcher das U-förmige Element 32 gleiten kann.

Der Auslösehebel 5 umfasst einen Drehpunkt 14 zur Kopplung des Auslösemechanismus des Leistungsschalters und hat die spezielle Eigenschaft, dass er mit einem gezahnten Abschnitt 2 ausgestattet ist, dessen Funktion nachfolgend beschrieben wird.

Wie in 4 gezeigt, hat der Rücksetz- und Anzeigehebel 7 zusätzlich zum Schlitz 31 einen ersten ansteigenden Teil 34, auf welchen am ersten Ende eine Feder 24 wirkt, und einen zweiten ansteigenden Teil 35, welcher gegen eine geformte Wand 36 des Erfassungshebels 11 wechselwirkt. Der Erfassungshebel 11, der im Detail in 5 gezeigt ist, hat ebenso einen Drehpunkt 50, auf welchen das zweite Ende der Feder 24 wirkt. In der Praxis drückt in der in 1 gezeigten Position die Feder 24 auf einer Seite gegen den ansteigenden Teil 34 und zwingt den Hebel 7, sich im Uhrzeigersinn zu drehen und gegen den Drehpunkt 50 auf der anderen Seite, indem sie den Hebel 11 zwingt, sich im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Entsprechend bewegen sich die Hebel 7 und 11 gegeneinander, indem sie den Kontakt zwischen dem ansteigenden Teil 35 und der geformten Wand 36 erleichtern und in der inaktiven Position, die in der 1 gezeigt ist, verbleiben.

Der Hebel 9 ist an einem Punkt 100 des Gehäuses 1 drehbar gelagert und ist einer Rückkehrfeder 28 zugeordnet. Der Hebel 9 besteht aus zwei Teilen: ein erster Teil ist so geformt, dass er einen Sitz 42 zur geometrischen Kopplung des beweglichen Magneten 22 bildet, und ein zweiter Teil springt vom ersten vor, zwei Schlitze 37 und 38 werden darauf gebildet. Ferner ist der zweite Teil so geformt, dass er einen schrägen flachen Teil 39 hat, der mit dem Drehpunkt 14 des Hebels 5 wechselwirken kann, und einen Flügel 40, der im Wesentlichen senkrecht zur Mittelebene des Hebels 9 vorspringt und geeignet ist, mit dem Drehpunkt 50 des Hebels 11 zusammenzuwirken.

Vorteilhaft umfasst die Vorrichtung gemäß der Erfindung einen zusätzlichen Kopplungshebel 6, der am Punkt 103 drehbar gelagert ist, welcher einen Drehpunkt 15 hat, zur optionalen Kopplung an den kinematischen Mechanismus des zugeordneten Leistungsschalters, und einen gezahnten Abschnitt 3, der betriebbar mit dem gezahnten Abschnitt 2 des Auslösehebels 5 gekoppelt ist. In der Praxis verzahnen sich die zwei gezahnten Abschnitte 2 und 3 gegeneinander, wenn der kinematische Mechanismus einmal betätigt ist, und drehen sich in Bezug aufeinander in entgegengesetzte Richtungen.

Diese konstruktive Lösung ermöglicht es, eine Kopplung der Hilfsvorrichtung an den Leistungsschalter bereitzustellen, welche vollständig unabhängig von der Anordnung der Kontakte innerhalb von ihm ist. Falls die Position der Pole im Leistungsschalter sich ändert, kann die Kopplung zwischen der Hilfsvorrichtung und dem Leistungsschalter entweder am Drehpunkt 14 oder am Drehpunkt 15 bereitgestellt werden; darüber hinaus wird die Drehrichtungsänderung des Mechanismus des Leistungsschalters gemäß der Anordnung der Pole irrelevant in Begriffen der Funktionalität der Kopplung zwischen dem Leistungsschalter und der Vorrichtung durch die Gegenwart der zwei gegeneinander entgegengesetzt rotierenden, gezahnten Abschnitte 2 und 3.

Es sollte beobachtet werden, dass mit dieser Lösung die Bewegung des kinematischen Systems innerhalb der Vorrichtung überhaupt nicht die entsprechende Bewegung im Leistungsschalter beeinträchtigt, weil sich der Drehpunkt 15 ohne Behinderung innerhalb des Schlitzes 38 bewegen kann; entsprechend wird die Leistungsfähigkeit des Leistungsschalters, falls der Leistungsschalter z.B. aufgrund eines Fehlers auslöst, auf keine Weise geändert in Begriffen der Öffnungsgeschwindigkeit.

Ein weiterer innovativer Aspekt der Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird durch die Tatsache bereitgestellt, dass der Hebel 7 einen geformten Vorsprung 60 hat, welcher, wenn sich der Leistungsschalter aufgrund eines Befehls, der durch einen entfernten Bediener mittels eines Druckknopfes oder einer Steuerkonsole abgegeben wird, öffnet, aus einer entsprechenden Öffnung 61 vorspringt, die im Gehäuse 1 gebildet wird, und deswegen eine lokale visuelle Anzeige der Auslösung des zugeordneten Leistungsschalters ermöglicht. Darüber hinaus, wenn einmal der Vorsprung 60 aus dem Gehäuse vorgesprungen ist, sorgt er direkt für einen Knopf auf welchen der Bediener für jedes Erfordernis direkt einwirken kann und die Hilfsvorrichtung wiederherstellen kann, ohne dass er auf den zugeordneten Leistungsschalter einwirken muss, der entsprechend geöffnet bleibt. Der Hebel 7 sorgt deswegen simultan für eine lokale Anzeige eines geöffneten Leistungsschalters und für die Rücksetzung der Hilfsvorrichtung. In weiteren Ausführungsformen, die nicht durch Zeichnungen dargestellt sind, kann der Vorsprung anderen Hebeln des kinematischen Mechanismus der Vorrichtung zugeordnet sein.

Der Betrieb der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird nun, beginnend mit dem Betriebszustand, der in der 1 gezeigt ist, beschrieben, der einer Position entspricht, in welcher der zugeordnete Leistungsschalter geschlossen ist.

Wenn der Leistungsschalter aufgrund des manuellen Einschreitens eines Bedieners geöffnet wird, der direkt auf seinen Betätigungsknopf einwirkt, überträgt der kinematische Mechanismus des Leistungsschalters die Bewegung auf den Übertragungshebel 10, welcher sich in die Richtung dreht, die durch den Pfeil 105 angezeigt wird, wobei er das U-förmige Element 32 zieht und am Ende seiner Bewegung die Position erreicht, die in der 2 gezeigt wird. Der Hebel 4 dreht sich unter der Einwirkung des U-förmigen Elementes 32 um seine eigene Drehachse 102 in die Richtung, die durch den Pfeil 106 angezeigt wird, und erreicht die in der 2 gezeigte Position. Zur gleichen Zeit drehen sich die Hebel 5 und 6 ebenso in zueinander entgegengesetzte Richtungen und bewirken die Verzahnung der zwei gezahnten Abschnitte 2 und 3. Dann wiederum gibt der Hebel 13, wenn einmal sein Ende 13' freigegeben ist, die Flügelplatte 29 frei, welche mittels ihrer elastischen Vorspannung das Schalten des beweglichen Kontaktes vom ersten festen Kontakt 20 zum zweiten festen Kontakt 20' erleichtert.

Der verbleibende Teil des Mechanismus wird durch die Bewegung im Wesentlichen nicht beeinträchtigt. Falls stattdessen ein indirekter Befehl entfernt durch einen Bediener auf einen Druckknopf oder eine Steuerkonsole ausgegeben wird, wird die Spule 12 durch einen Stromimpuls angeregt, der ein Magnetfeld erzeugt, dessen Intensität adäquat ist, um das Anziehen des beweglichen Magnetes 22 in Richtung des festen Magnetes 21 zu erleichtern. In dieser Situation ist der bewegliche Magnet 22 in der Lage, den existierenden Spalt zu durchqueren, und durch Drehung koppelt er sich elektromagnetisch an den festen Magneten 21. Diese Bewegung wird auf den Hebel 9 übertragen, welcher sich ebenso um seine Drehachse 100 dreht. Durch diese Drehung drückt der schräge, flache Teil 39 gegen das Drehgelenk 14 des Hebels 5 und zwingt ihn, sich in die Richtung zu drehen, die durch den Pfeil 107 angegeben wird. Der gezahnte Abschnitt 2 verzahnt sich mit dem gezahnten Abschnitt 3 des Hebels 6 und bewirkt die Bewegung des Drehgelenks 15 im Schlitz 38: Auf diese Weise erhält der Leistungsschalter entweder Bewegung direkt mittels des Drehgelenks 14 oder indirekt über den Hebel 6 mittels des Drehgelenks 15 und der Verzahnung der zwei gezahnten Abschnitte 2 und 3; ferner, mittels dieser Drehung, gibt der Auslösehebel 5 das U-förmige Element 32 frei, welches in die Lage versetzt wird, frei innerhalb der Rille 33 des Hebels 4 zu gleiten. Vorteilhaft dreht sich der Betätigungshebel 4, der nicht länger durch das U-förmige Element 32 verriegelt wird, unter der Wirkung des Schubs der Feder 26 in die Richtung, die durch den Pfeil 106 angezeigt wird, und erleichtert simultan eine schnellere Drehung des Hebels 5. Diese simultane Drehung wird mittels einer Feder, nicht gezeigt, erreicht, welche zwischen den Hebeln 4 und 5 zwischengefügt ist und ihre Bewegung koppelt; diese Feder wird bequem in einen Sitz 80 des Hebels 4 eingeführt.

Deswegen wird auf diese Weise die früher durch die Feder 26 akkumulierte, potentielle Energie verwendet; wenn einmal diese Energie freigegeben wurde, sorgt sie für die benötigte Kraft, um die prompte Bewegung des Mechanismus und die folgliche korrekte Einschreitung des Leistungsschalters sicherzustellen. Dies stellt den Vorteil sicher, in der Lage zu sein, die Abmessungen des elektromagnetischen Teils (beweglicher Magnet 22, fester Magnet 21 und Spule 12) zu minimieren mit einer folglichen Ersparnis in Begriffen von Material, Abmessungen und Kosten.

Zur gleichen Zeit gibt der Hebel 13, wenn einmal das Ende 13' freigegeben wurde, den beweglichen Kontakt 29 frei, welcher sich vom festen Kontakt 20 zum festen Kontakt 20' bewegt; dieser Wechsel unterbricht die Energiezufuhr der Spule 12 und verhindert ihre Beschädigung durch übermäßige Leistungszufuhr. Der bewegliche Kontakt arbeitet deswegen vorteilhaft als Kontakt zur automatischen Stromunterbrechung der Spule; ferner, wenn der bewegliche Kontakt seine Position ändert, ermöglicht die Vier-Anschluss-Konfiguration es, einem entfernten Bediener visuell anzuzeigen, dass der Leistungsschalter geöffnet ist, wie zuvor beschrieben.

Ferner wechselwirkt während der Drehung der Flügel 40 des Hebels 9 mit dem Drehgelenk 50 und drückt es in Richtung der Innenseite der Vorrichtung und gibt die geformte Wand 36 von der Erfassung mit dem ansteigenden Abschnitt 35 frei. Auf diese Weise dreht sich der Hebel 7, welcher durch die Wirkung der Feder 24 auf den ansteigenden Teil 34 gedrückt wird, um die Drehachse 103, und der geformte Vorsprung 60 springt aus dem Gehäuse 1 durch eine Öffnung 61 vor, indem er für eine lokale, visuelle Anzeige sorgt, dass der Leistungsschalter ausgelöst wurde. Am Ende der Betätigung erreicht der Übertragungshebel 10, welcher der Bewegung des zugeordneten Leistungsschalters folgt, die Position, die in der 3 gezeigt ist, in welcher das U-förmige Element 32 die Hebel 4 und 5 wieder erfasst.

In diesem Zustand kann ein Bediener deswegen die Hilfsvorrichtung einfach zurücksetzen, indem er auf den Vorsprung 60 einwirkt, ohne auf den Leistungsschalter einzuwirken, welcher geöffnet bleibt; durch Drücken des Vorsprungs 60 nach unten dreht sich der Hebel 7 tatsächlich und ermöglicht die Wiedererfassung zwischen dem ansteigenden Teil 35 und der geformten Wand 36, gedrückt durch die Feder 24, welche auf einen ansteigenden Teil 70 des Hebels 11 einwirkt. Wenn einmal das früher durch die Anregung der Spule erzeugte Magnetfeld aufgehört hat, kehrt der Hebel 9 in seine Ausgangsposition aufgrund der Wirkung der Feder 28 zurück.

Die Vorrichtung kann ebenso zurückgesetzt werden, indem auf den Steuerungsknopf des Leistungsschalters eingewirkt wird. In diesem Fall wird die Bewegung vom Leistungsschalter auf den Übertragungshebel 10 übertragen, welcher den Hebel 4 mittels des U-förmigen Elementes 32 drückt; während der Drehung wirkt das Drehgelenk 30 des Hebels 4 gegen die Oberfläche des Schlitzes 31 des Hebels 7 und drückt ihn nach unten, wodurch er zum Drehen gebracht wird. Aufgrund dieser Drehung koppelt der ansteigende Teil 35 mit der geformten Wand 36, wie früher beschrieben. Ferner erfasst der Vorsprung 19 das Ende 13' des Hebels 13, welcher, indem er um seine Drehachse 104 dreht, auf die Flügelplatte des beweglichen Kontaktes 29 einwirkt und ihn auf den festen Kontakt 20 zurückbringt.

In der Praxis wurde herausgefunden, dass die Hilfsbetätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung vollständig das beabsichtigte Ziel erreicht, weil sie es ermöglicht, eine Kopplung mit einem Leistungsschalter unabhängig von der mechanischen Struktur des Leistungsschalters und der Anordnung der Kontakte innerhalb von ihm bereitzustellen, ohne seine Leistungsfähigkeit auf irgendeine Weise zu beeinträchtigen; ferner ist es dank des Einsatzes der oben beschriebenen, speziellen konstruktiven Verfeinerungen möglich, lokal und direkt die Öffnung des Leistungsschalter zu identifizieren, mit folglichem Rücksetzen der Vorrichtung, ohne auf den Leistungsschalter einzuwirken.

Es sollte ebenso beobachtet werden, dass alle innovativen Funktionen und erfinderischen Aspekte der Vorrichtung erreicht werden können, indem allgemein handelsüblich verfügbare Bauteile und Materialien mit extrem bescheidenen Kosten verwendet werden; der derartig ausgedachte Mechanismus ermöglicht ebenso, die Abmessungen des elektromagnetischen Teils zu optimieren, der durch die Magnete und die Spule aufgebaut wird, und sorgt für einen weiteren ökonomischen Vorteil.


Anspruch[de]
Hilfsvorrichtung zur Öffnung eines Leistungsschalters, der ihr zugeordnet ist, infolge eines entfernten Öffnungsbefehls, der ein isolierendes Gehäuse (1) enthält, welches feste Kontakte (20, 20') enthält und einen entsprechenden beweglichen Kontakt (29), Verbindungsanschlüsse, einen festen Magneten (21), auf welchen eine Spule (12) gewickelt ist, und einen beweglichen Magneten (22), welcher elektromagnetisch mit dem festen Magneten gekoppelt ist, aufweisend:

– Betätigungsmittel (9), welche betreibbar verbunden sind mit und betätigt werden durch den beweglichen Magneten;

– Mittel (14) zur Kopplung an den Leistungsschalter, welche operativ den Betätigungsmitteln zugeordnet sind;

– eine kinematische Kette (5, 6, 10), die betreibbar mit den Mitteln zur Kopplung an den Leistungsschalter gekoppelt ist;

– Mittel (13) zur Wechselwirkung mit dem beweglichen Kontakt, welche betreibbar mit der kinematischen Kette verbunden sind; dadurch gekennzeichnet, dass

– Mittel (7, 11) zur Bereitstellung einer lokalen, visuellen Anzeige des Offen Zustands des Leistungsschalters als Folge des entfernten Öffnungsbefehls bereitgestellt werden, die durch die Betätigungsmittel betätigt werden, wobei die Mittel zur Kopplung an den Leistungsschalter einen Kopplungshebel aufweisen und einen Auslösehebel, welche operativ miteinander verbunden sind, wobei jeder Hebel einen Drehpunkt zur Kopplung an den Leistungsschalter aufweist, wobei die Kopplungs- und Leistungsschalter miteinander betreibbar mittels zweier gezahnter Abschnitte (2, 3) verbunden sind, welche ihnen zugeordnet sind und die sich miteinander verzahnen und sich in Bezug aufeinander in zueinander entgegengesetzte Richtungen drehen.
Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Kopplung an den Leistungsschalter ferner einen Übertragungshebel umfassen, welcher betreibbar mit dem Leistungsschalter gekoppelt ist und dem eine Rückholfeder zugeordnet ist. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel einen ersten Betätigungshebel aufweist, der einen Sitz zur geometrischen Kopplung mit dem beweglichen Magneten hat, wobei dem ersten Betätigungshebel eine Rückholfeder zugeordnet ist. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Betätigungshebel eine geformte Kante hat, welche wenigstens eine Oberfläche bildet, die geeignet ist, mit einem Drehpunkt des Auslösehebels wechselzuwirken, und einen Schlitz, in welchem der Drehpunkt des Kopplungshebels frei gleitet. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Wechselwirkung mit dem beweglichen Kontakt einen Wechselwirkungshebel aufweisen, welcher frei gegenüber dem Gehäuse drehbar ist und der mit einem ersten Ende ausgestattet ist, welches direkt mit dem beweglichen Kontakt wechselwirken kann. Hilfsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kinematische Kette einen zweiten Betätigungshebel umfasst, der mit einem Vorsprung ausgestattet ist, welcher mit einem zweiten Ende des Wechselwirkungshebels wechselwirken kann, wobei dem zweiten Betätigungshebel eine Feder zugeordnet ist und die geeignet ist, eine Menge von Energie zur Öffnung des Leistungsschalters bereitzustellen. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel einen Sitz hat, in welchen eine Feder eingeführt ist, wobei die Feder geeignet ist, den Auslösehebel und den zweiten Betätigungshebel betreibbar zu koppeln. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Betätigungshebel eine Rille hat, in welcher ein U-förmiges Element gleitet, wobei das U-förmige Elemente geeignet ist, lösbar den zweiten Betätigungshebel und den Auslösehebel mit dem Übertragungshebel zu verbinden. Hilfsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur lokalen, visuellen Anzeige des Offenzustandes des Leistungsschalters aufgrund eines entfernten Öffnungsbefehls einen Rücksetz- und Anzeigehebel und einen Erfassungshebel umfassen, welche jeweils einen ersten erhabenen Teil und eine geformt Wand haben, welche geometrisch miteinander gekoppelt werden können. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücksetz- und Anzeigehebel einen Vorsprung hat, welcher aus einer Öffnung des Gehäuses vorspringen kann als Folge der Öffnung des Leistungsschalters aufgrund eines entfernten Öffnungsbefehls. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücksetz- und Anzeigehebel einen zweiten erhabenen Teil hat, auf welchen eine Feder wirkt, und einen Schlitz, welcher mit einem Drehpunkt wechselwirken kann, welcher auf der Oberfläche des zweiten Betätigungshebels gebildet wird. Hilfsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Erfassungshebel einen Drehpunkt hat und einen Sitz, welche geeignet sind, mit dem zweiten Ende der Feder wechselzuwirken, welche mit dem zweiten erhabenen Abschnitt verbunden ist, einen Flügel, der ebenso auf den Drehpunkt einwirkt, wobei der Flügel auf der Oberfläche des ersten Betätigungshebels gebildet wird. Hilfsvorrichtung nach einem oder mehren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie vier Verbindungsanschlüsse aufweist.






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