WO2007045656A1 - Verklinkungsvorrichtung für einen leistungsschalter - Google Patents

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WO2007045656A1
WO2007045656A1 PCT/EP2006/067507 EP2006067507W WO2007045656A1 WO 2007045656 A1 WO2007045656 A1 WO 2007045656A1 EP 2006067507 W EP2006067507 W EP 2006067507W WO 2007045656 A1 WO2007045656 A1 WO 2007045656A1
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WO
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pawl
switching contact
switch shaft
latch
circuit breaker
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PCT/EP2006/067507
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Karsten Freundt
Kathrin Happel
Marcus Kampf
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01H71/321—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements
    • H01H71/323—Electromagnetic mechanisms having permanently magnetised part characterised by the magnetic circuit or active magnetic elements with rotatable armature

Definitions

  • the invention relates to a Verklinkungsvoriques for a circuit breaker having a fixed switching contact and a relative thereto by means of a drive device for switching on and off actuated movable switch contact and a power storage element for separating the movable switching contact of the fixed switching contact, with a mounted on a pivot axis pawl for locking the movable switching contact, wherein a magnetic release is provided with a trip coil for triggering the pawl.
  • DD 214 482 discloses a latching device for low-voltage circuit breaker with a latch mounted on an axis of rotation for latching a movable switch contact of the low-voltage circuit breaker, in which a magnetic release is provided with a trip coil for triggering the pawl.
  • DE 40 21 945 C2 discloses a switching device for interrupting fault currents and is preferably provided for transformer branches in medium voltage switchgear.
  • This device comprises a housing with a fixed and a movable switch contact and a switch-off spring as a force storage element which separates the movable switch contact from the fixed switch contact by a detachable by means of a magnetic release latch as a pawl arrangement upon the occurrence of a fault current.
  • the Magnetauslö ⁇ ser is in this device via a current transformer ge controls, which generates a current when a fault current occurs in a trip coil of the magnetic release, where ⁇ by a magnetic field in a ferromagnetic body is generated.
  • the latch arrangement comprises clamping bodies which prevent the movement of a pressure piece in a latching position. By the magnetic release, the clamping body are released, whereby the force acting on the pressure piece of the opening spring causes a movement thereof and the switching contacts of the scarf ⁇ ters separates.
  • Object of the present invention is to form a Verklinkungs- device of the type mentioned, which is characterized by a cost-effective design and a reliable mode of action.
  • this object is achieved in that the pawl at a first end has a circular segment-shaped contour, the center of which is spaced from the axis of rotation of the pawl of ⁇ acting on one of a switch shaft lever coupled to the force ⁇ memory element on the Klin ⁇ ke Force a counter torque is formed to the torques generated by a train ⁇ spring element and the magnetic release.
  • the pawl at a first end of a position pin and at a second end of the tension spring element and an associated armature on.
  • Such an arrangement advantageously causes a torque for a rotation of the pawl in the direction of Mag ⁇ netauslösers, being formed by the position pin in a simple manner a guide of the pawl along the Wegerwellenhe- lever in a latching or tripping operation.
  • a rotatably mounted roller is provided on the switch shaft lever.
  • a derar- term role is advantageous for the transmission of the Kraftspei ⁇ acting force storage element to the switch shaft lever on the handle.
  • the pawl is coupled to a release lever arrangement.
  • a tripping ⁇ lever assembly provides a simple way to realize me ⁇ chanical release of the pawl from the Verklinkungsposition.
  • the magnetic release on a permanent magnet system, and the trip coil is applied so that a magnetic field generated by it is opposite to the magnetic field of the permanent magnet system.
  • the trip coil is acted upon by a derived from a fault current in the network with the circuit breaker current.
  • the trip coil is preceded by a control means, suitable for initiating a control current for the trip coil testifies ER- at ei ⁇ nem voltage drop in power to the power switch.
  • Verklinkungs- device An embodiment of the Verklinkungs- device according to the invention will be explained with reference to the drawings and the following description with reference to the figures. Show it:
  • Figure 1 shows an embodiment of an inventive
  • Figure 2 is a detail view of the latching device of Figure 1 in a triggered position
  • Figure 4 shows a further detail view of the pawl of the inventions ⁇ inventive latching device
  • FIG. 5 shows a detailed view of FIG. 4.
  • Figure 1 shows a Verklinkungsvorraum 1 for a circuit breaker, the switch shaft 2 via a switch shaft lever 3 a figured not shown movable switching contact between an open and a closed Position with a likewise figuratively not shown fixed switch contact controls.
  • a roller 5 is rotatably mounted on a shaft 4 of the switch ⁇ shaft lever 3.
  • a pawl 6 is rotatably arranged by means of an axis 7 on a support element 8 of the circuit breaker.
  • the pawl 6 has a first end 9, which cooperates with the roller 5 of the switch shaft 2, and a second end 10, which cooperates with a fixing arrangement 11 on.
  • a first end of a tension spring element 13 is fastened by means of a fastening element 12.
  • the Switzerlandfe ⁇ derelement 13 is fixed at its second end to a fastening ⁇ transmission pin 14 of the carrier element 8.
  • the second end 10 of the pawl 6 also has a magnet armature 15.
  • a magnet system 16 is arranged, which comprises a permanent magnet 17 and a coil 18.
  • a position pin 19 for Füh ⁇ tion of the pawl 6 along an outer contour 20 of the switch shaft lever 3 of the switch shaft 2 is arranged.
  • the switch shaft 2 also has a fastening element 21, to which a figuratively also not shown Kraftspei ⁇ cherelement in the form of Auslogicergie Eatfederele- mentes for controlling the drive mechanism for the bewegba ⁇ ren switching contact of the circuit breaker is hinged.
  • the switch shaft 2 is controlled in such a circuit breaker on figuratively not shown drive means for moving the switch contacts.
  • the latching device 1 is shown in a first position in which the switching contacts of the circuit breaker are in an open position and a switching operation of the circuit breaker is prepared.
  • the tension spring element 13 attached to the second end 10 of the pawl 6 exerts a pulling force in the direction of the arrow A on the pawl 6 in this position of the pawl 6, as a result of which Pin 19 abuts the outer contour 20 of the switch shaft 2.
  • the armature 15 is spaced from the magnet system 16, wherein the rotation of the pawl 6 about the axis 7 by the voltage applied to the switch shaft lever 3 position pin 19 is prevented.
  • the switch shaft 2 is caused by the drive mechanism with the switch shaft lever 3 to rotate in the direction of the movement arrow B in a clockwise direction.
  • rotation of the position pin 19 slides along the Au ⁇ .kontur 20 of the switch shaft lever 3 until the Wegerwel ⁇ le 2 and the switch shaft lever 3 have triggered the switching operation of the switching contacts of the circuit breaker.
  • the switching shaft 2 with the switch shaft lever 3 moves in this switching operation in a clockwise direction, wherein finally the position pin 19 leaves the outer contour 20 and the free end of the pawl 6 rests against the roller 5 of the switch shaft lever 3 and by the force exerted by the tension spring 13 force to one Clockwise rotation about the axis 7 is caused.
  • the actuating element annealed at buildin ⁇ power storage element is tensioned.
  • FIG. 3 shows the latching device after an executed switching operation of the circuit breaker.
  • the switch shaft 2 with the switch shaft lever 3 are in a position in which on the disposed on the mounting member 21 drive mechanism, the switching contacts of the Leis ⁇ tung switch in a closed position.
  • the pawl 6 has been caused by the movement of the switch shaft 2 in Rich ⁇ tion of the movement arrow B to a rotation in the clockwise direction about the axis of rotation 7 by the force exerted by the tension spring 13 ⁇ force and is located in the figure 3 in a switch shaft. 2 with the switch shaft lever 3 latching position in which the armature 15 is in contact with the magnet system 16.
  • the first end 9 of the pawl 6 acts as a locking of the switch shaft lever 3 and the roller 5 on the switch shaft lever 3.
  • the figuratively not shown and arranged on the fastening element 21 force storage element which was ge ⁇ tensioned during the switching process, generated in this position, a restoring force the switch shaft lever 3 and the switch shaft 2, which is not sufficient to trigger the Verklinkungsmechanismus, since the armature 15 is in contact with the magnet system 16, so that the total force acting on the pawl 6 force by the tension spring element 13 and the magnet ⁇ system 16 are greater than the energy transmitted from the Auslogicergie Eat via the switch shaft lever 3 to the pawl.
  • Figure 4 shows a view of the pawl 6 with the force acting on the clinch ke 6 forces and Figure 5 is a detail view thereof.
  • a force Fi which of the
  • Tension spring element 13 is effected. Further, a force F 2 acts by the permanent magnet 17 of the magnet system 16 on the armature 15 of the latch 6.
  • the assigned to the forces torques at the pivot point of the axis of rotation 7 are hl about the respective gene lever arms as the distance from axis of rotation to Werner ⁇ ment point of attack and h 2 defined as the distance to the axis of rotation to magnetic ⁇ force F 2 attack point.
  • a force F 3 At the first end 9 of the pawl 6 acts a force F 3 , which is transmitted via the switch shaft 2 and the switch shaft lever 3 connected Auslogic- gie Grande to the end 9 of the pawl 6.
  • the contour of the pawl end 9 is designed such that the radial component F 3 of the force transmitted by the switch shaft lever 3 acts eccentrically with respect to the pivot point of the rotation axis 7, so that in the fulcrum by the force F 3rd Also, a torque is formed, which is directed opposite to the Drehmo ⁇ elements of tension spring element and permanent magnet system.
  • the reaction torque generated by the force F 3 in the pivot point of the rotation axis 7 is defined via the lever arm h 3 corresponding to the distance fulcrum and the point of action of the force F 3 .
  • the torques acting on the axis of rotation 7 are due to tensile spring element: Fl x hl by permanent magnet system: F2 x h2 by energy storage element: F3 x h3
  • Fi x hi + F 2 shall xh for the sum of these moments 2 - F 3 x h 3> 0 so that the resulting from the forces Fi and F2 Garmo ⁇ ment is greater than that of the force F 3 resulting overall gennavmoment the 6, and the pawl 6, the scarf ⁇ terwelle 2 and the switch shaft lever 3 verklinkt.
  • the moment balance in the pivot point of the pawl 6 is Fi x hi - F 3 xh 3 ⁇ 0
  • the counter-torque acting on the pawl 6 over the switch shaft lever 3 is greater than the torque generated by the Switzerlandfederele ⁇ element 13, so that the pawl 6 is caused to Dre ⁇ hung around its axis of rotation 7 in the counterclockwise direction, the first end of the 9 Pawl 6 slides along the roller 5 and finally releases them, so that the switching shaft 2 with the switch shaft lever 3 can also move in Ge ⁇ genclockwise by the arranged on the fastener 21 arranged Auslogicergie arrived torque in the tripped position of the circuit breaker.
  • the coil 18 of the magnet system 16 is connected to a control ⁇ and control unit of the circuit breaker, which in turn is connected to current or voltage sensors, which are arranged on the power switch.
  • current or voltage sensors which are arranged on the power switch.
  • Current sensors are provided, for example, for working current monitoring or for detecting an overcurrent occurring in the event of a fault.
  • Voltage sensors are provided to monitor the voltage applied to a busbar assembly. Thus, this voltage falls below a certain threshold, for example, or is detected by a current sensor, an overcurrent, there is a Stö ⁇ tion of the plant or before the circuit breaker.
  • a current is caused of the magnet system 16 in the coil 18 so that the magnetic holding force of the permanent magnet is raised to ⁇ 17 and the latching means is triggered.
  • a triggering of the circuit breaker and a separation of the switching contacts realized.

Abstract

Verklinkungs Vorrichtung (1) für einen Leistungsschalter, welcher ein Kraftspeicherelement zur Trennung des bewegbaren Schaltkontaktes von dem feststehenden Schaltkontakt aufweist, mit einer an einer Drehachse (7) gelagerten Klinke (6) zur Verklinkung des bewegbaren Schaltkontaktes, wobei ein Magnetauslöser (16,17,18) mit einer Auslösespule (18) zum Auslösen der Klinke (6) vorgesehen ist, und wobei die Klinke (6) an einem ersten Ende (9) eine kreissegmentförmige Kontur aufweist, deren Mittelpunkt von der Drehachse (7) der Klinke (6) derart beabstandet ist, dass von einer von einem mit dem Kraftspeicherelement gekoppelten Schalterwellenhebel (3) auf die Klinke (6) wirkenden Kraft ein Gegendrehmoment zu den von einem Zugfederelement (13) und dem Magnetauslöser (17) erzeugten Drehmomenten gebildet wird.

Description

Beschreibung
Verklinkungsvorrichtung für einen Leistungsschalter
Die Erfindung betrifft eine Verklinkungsvorrichtung für einen Leistungsschalter, welcher einen feststehenden Schaltkontakt und einen relativ zu diesem mittels einer Antriebsvorrichtung zum Ein- und Ausschalten betätigbaren bewegbaren Schaltkontakt und ein Kraftspeicherelement zur Trennung des bewegbaren Schaltkontaktes von dem feststehenden Schaltkontakt aufweist, mit einer an einer Drehachse gelagerten Klinke zur Verklin- kung des bewegbaren Schaltkontaktes, wobei ein Magnetauslöser mit einer Auslösespule zum Auslösen der Klinke vorgesehen ist.
Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DD 214 482 bekannt. Die DD 214 482 offenbart eine Verklinkungsvorrichtung für Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer an einer Drehachse gelagerten Klinke zur Verklinkung eines be- wegbaren Schaltkontaktes des Niederspannungs-Leistungs- schalters, bei der ein Magnetauslöser mit einer Auslösespule zum Auslösen der Klinke vorgesehen ist.
Eine andere Vorrichtung ist aus der DE 40 21 945 C2 bekannt. Die DE 40 21 945 C2 offenbart eine Schaltvorrichtung zur Unterbrechung von Fehlerströmen und ist vorzugsweise für Transformatorabzweige in Mittelspannungsschaltanlagen vorgesehen. Diese Vorrichtung umfasst ein Gehäuse mit einem feststehenden und einem bewegbaren Schaltkontakt sowie einer Ausschaltfeder als Kraftspeicherelement, welche durch eine mittels eines Magnetauslösers lösbaren Verklinkung als Klinkenanordnung beim Auftreten eines Fehlerstromes den bewegbaren Schaltkontakt vom feststehenden Schaltkontakt trennt. Der Magnetauslö¬ ser wird bei dieser Vorrichtung über einen Stromwandler ge- steuert, welcher beim Auftreten eines Fehlerstroms in einer Auslösepule des Magnetauslösers einen Strom generiert, wo¬ durch in einem ferromagnetischen Körper ein Magnetfeld erzeugt wird. Durch dieses Magnetfeld wird eine Kraft auf einen Magnetanker der Klinkenanordnung ausgeübt . Die Klinkenanordnung umfasst Klemmkörper, welche in einer verklinkenden Position die Bewegung eines Druckstückes verhindern. Durch den Magnetauslöser werden die Klemmkörper freigegeben, wodurch die auf das Druckstück wirkende Kraft der Ausschaltfeder eine Bewegung desselben bewirkt und die Schaltkontakte des Schal¬ ters trennt .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verklinkungs- vorrichtung der eingangs erwähnten Art auszubilden, welche sich durch einen kostengünstigen Aufbau und eine zuverlässige Wirkungsweise auszeichnet.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die Klinke an einem ersten Ende eine kreissegmentförmige Kontur aufweist, deren Mittelpunkt von der Drehachse der Klinke der¬ art beabstandet ist, dass von einer von einem mit dem Kraft¬ speicherelement gekoppelten Schalterwellenhebel auf die Klin¬ ke wirkenden Kraft ein Gegendrehmoment zu den von einem Zug¬ federelement und dem Magnetauslöser erzeugten Drehmomenten gebildet wird. Durch eine derartige Kontur des ersten Endes der Klinke ist in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass ei¬ ne von dem Kraftspeicherelement über den Schalterwellenhebel auf die Klinke wirkende Kraft an der Drehachse der Klinke ein Moment erzeugt, welches den vom Zugfederelement und Magnet- auslöser erzeugten Drehmomenten entgegengerichtet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Klinke an einem ersten Ende einen Positionsstift sowie an einem zweiten Ende das Zugfederelement und einen zugeordneten Magnetanker auf. Eine solche Anordnung bewirkt in vorteilhafter Weise ein Drehmoment für eine Drehung der Klinke in Richtung des Mag¬ netauslösers, wobei durch den Positionsstift in einfacher Weise eine Führung der Klinke entlang des Schalterwellenhe- bels bei einem Verklinkungs- bzw. Auslösevorgang ausgebildet ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist am Schalterwellenhebel eine drehbar gelagerte Rolle vorgesehen. Eine derar- tige Rolle ist vorteilhaft zur Übertragung der vom Kraftspei¬ cherelement auf den Schalterwellenhebel wirkenden Kraft an die Klinke.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung ist die Klinke mit einer Auslösehebelanordnung gekoppelt. Eine solche Auslö¬ sehebelanordnung bietet eine einfache Möglichkeit, eine me¬ chanische Auslösung der Klinke aus der Verklinkungsposition zu realisieren.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Magnetauslöser ein Permanentmagnetsystem auf, und die Auslösespule ist derart beaufschlagt, dass ein von ihr erzeugtes Magnetfeld dem Magnetfeld des Permanentmagnetsystems entgegengerichtet ist. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, durch den Mag- netauslöser einerseits eine Haltekraft auf die Klinke bei ge¬ schlossenen Schaltkontakten auszuüben und andererseits diese Haltekraft aufzuheben, um über die Klinke die Schaltkontakte zu trennen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auslösespule mit einem aus einem Fehlerstrom im Netz mit dem Leistungsschalter abgeleiteten Strom beaufschlagt. Dadurch wird in einfacher Weise eine Auslösung bei einem Fehlerstrom ermöglicht. In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Auslösespule eine Steuereinrichtung vorgeordnet, die bei ei¬ nem Spannungsabfall im Netz mit dem Leistungsschalter einen zum Auslösen geeigneten Steuerstrom für die Auslösespule er- zeugt. Mittels einer derartigen Steuereinrichtung ist es in einfacher Weise möglich, die Auslösespule und damit die Bewe¬ gung der Klinkenanordnung zwischen einer verklinkenden und einer ausgelösten Position auch dann zu steuern, wenn ein Spannungsabfall ein Abschalten des Leistungsschalters erfor- dert.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verklinkungs- vorrichtung wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die Figuren erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Verklinkungsvorrichtung in einer verklinkten Position;
Figur 2 eine Detailansicht der Verklinkungsvorrichtung aus Figur 1 in einer ausgelösten Position;
Figur 3 eine Detailansicht der Verklinkungsvorrichtung aus
Figur 1 in einer verklinkten Position;
Figur 4 eine weitere Detailansicht der Klinke der erfin¬ dungsgemäßen Verklinkungsvorrichtung;
Figur 5 eine Detailansicht der Figur 4.
Figur 1 zeigt eine Verklinkungsvorrichtung 1 für einen Leistungsschalter, dessen Schalterwelle 2 über einen Schalterwellenhebel 3 einen figürlich nicht dargestellten beweglichen Schaltkontakt zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung mit einem ebenfalls figürlich nicht dargestellten festen Schaltkontakt steuert . An einer Achse 4 des Schalter¬ wellenhebels 3 ist eine Rolle 5 drehbar gelagert. Eine Klinke 6 ist mittels einer Achse 7 drehbar an einem Trägerelement 8 des Leistungsschalters angeordnet. Die Klinke 6 weist ein erstes Ende 9, welches mit der Rolle 5 der Schalterwelle 2 zusammenwirkt, sowie ein zweites Ende 10, welches mit einer Fixierungsanordnung 11 zusammenwirkt, auf. Am zweiten Ende 10 der Klinke 6 ist mittels eines Befestigungselements 12 ein erstes Ende eines Zugfederelementes 13 befestigt. Das Zugfe¬ derelement 13 ist an seinem zweiten Ende an einem Befesti¬ gungszapfen 14 des Trägerelementes 8 fixiert. Das zweite Ende 10 der Klinke 6 weist ferner einen Magnetanker 15 auf. Am Trägerelement 8 ist ein Magnetsystem 16 angeordnet, welches einen Permanentmagneten 17 sowie eine Spule 18 umfasst. Am ersten Ende 9 der Klinke 6 ist ein Positionsstift 19 zur Füh¬ rung der Klinke 6 entlang einer Außenkontur 20 des Schalterwellenhebels 3 der Schalterwelle 2 angeordnet. Die Schalter¬ welle 2 weist ferner ein Befestigungselement 21 auf, an wel- ehern ein figürlich ebenfalls nicht dargestelltes Kraftspei¬ cherelement in Form eines Ausschaltenergiespeicherfederele- mentes zur Steuerung des Antriebsmechanismus für den bewegba¬ ren Schaltkontakt des Leistungsschalters angelenkt ist. Die Schalterwelle 2 wird bei einem derartigen Leistungsschalter über figürlich nicht dargestellte Antriebsmittel zum Bewegen der Schaltkontakte gesteuert .
In Figur 2 ist die Verklinkungsvorrichtung 1 in einer ersten Position dargestellt, in welcher sich die Schaltkontakte des Leistungsschalters in einer geöffneten Position befinden und ein Schaltvorgang des Leistungsschalters vorbereitet ist. Das am zweiten Ende 10 der Klinke 6 befestigte Zugfederelement 13 übt in dieser Position der Klinke 6 eine Zugkraft in Richtung des Pfeiles A auf die Klinke 6 aus, wodurch der Positions- Stift 19 an der Außenkontur 20 der Schalterwelle 2 anliegt. Der Magnetanker 15 ist vom Magnetsystem 16 beabstandet, wobei die Drehung der Klinke 6 um die Achse 7 durch den an dem Schalterwellenhebel 3 anliegenden Positionsstift 19 verhin- dert wird.
Wird ein Schaltvorgang des Leistungsschalters ausgelöst, wird über den Antriebsmechanismus die Schalterwelle 2 mit dem Schalterwellenhebel 3 zu einer Drehung in Richtung des Bewe- gungspfeiles B im Uhrzeigersinn veranlasst. Bei einer derar¬ tigen Drehung gleitet der Positionsstift 19 entlang der Au¬ ßenkontur 20 des Schalterwellenhebels 3, bis die Schalterwel¬ le 2 und der Schalterwellenhebel 3 den Schaltvorgang der Schaltkontakte des Leistungsschalters ausgelöst haben. Die Schaltwelle 2 mit dem Schalterwellenhebel 3 bewegt sich bei diesem Schaltvorgang im Uhrzeigersinn, wobei schließlich der Positionsstift 19 die Außenkontur 20 verlässt und das freie Ende der Klinke 6 an der Rolle 5 des Schalterwellenhebels 3 anliegt und durch die von dem Zugfederelement 13 ausgeübte Kraft zu einer Drehung im Uhrzeigersinn um die Achse 7 veranlasst wird. Bei diesem Schaltvorgang wird auch das am Befes¬ tigungselement angelagerte Kraftspeicherelement gespannt.
Figur 3 zeigt die Verklinkungsvorrichtung nach einem ausge- führten Schaltvorgang des Leistungsschalters. Die Schalterwelle 2 mit dem Schalterwellenhebel 3 befinden sich in einer Position, in welcher über den am Befestigungselement 21 angeordneten Antriebsmechanismus die Schaltkontakte des Leis¬ tungsschalters in einer geschlossenen Position sind. Die Klinke 6 ist durch die Bewegung der Schalterwelle 2 in Rich¬ tung des Bewegungspfeils B zu einer Drehung im Uhrzeigersinn um die Drehachse 7 durch die von dem Zugfederelement 13 aus¬ geübte Kraft veranlasst worden und befindet sich in der Figur 3 in einer die Schalterwelle 2 mit dem Schalterwellenhebel 3 verklinkenden Position, in welcher der Magnetanker 15 mit dem Magnetsystem 16 in Kontakt befindlich ist. Das erste Ende 9 der Klinke 6 wirkt als Arretierung des Schalterwellenhebels 3 bzw. der Rolle 5 am Schalterwellenhebel 3. Das figürlich nicht dargestellte und am Befestigungselement 21 angeordnete Kraftspeicherelement, welches während des Schaltvorganges ge¬ spannt wurde, erzeugt in dieser Stellung eine rücktreibende Kraft auf den Schalterwellenhebel 3 bzw. die Schalterwelle 2, welche nicht ausreicht, um den Verklinkungsmechanismus auszu- lösen, da sich der Magnetanker 15 im Kontakt mit dem Magnetsystem 16 befindet, so dass die insgesamt auf die Klinke 6 wirkende Kraft durch das Zugfederelement 13 und das Magnet¬ system 16 größer sind als die vom Ausschaltenergiespeicher über den Schalterwellenhebel 3 auf die Klinke übertragene Kraft.
Figur 4 zeigt eine Ansicht der Klinke 6 mit den auf die Klin¬ ke 6 wirkenden Kräften und Figur 5 eine Detailansicht daraus . Auf die Klinke 6, welche an der Drehachse 7 als Drehpunkt drehbar gelagert ist, wirkt eine Kraft Fi, welche von dem
Zugfederelement 13 bewirkt wird. Ferner wirkt eine Kraft F2 durch den Permanentmagneten 17 des Magnetsystems 16 auf den Magnetanker 15 der Klinke 6. Die den Kräften zuzuordnen Drehmomente im Drehpunkt der Drehachse 7 werden über die jeweili- gen Hebelarme hl als Abstand von Drehachse zu Zugfederele¬ mentangriffspunkt und h2 als Abstand zu Drehachse zu Magnet¬ kraft F2 Angriffspunkt definiert. Am ersten Ende 9 der Klinke 6 wirkt eine Kraft F3, welche über den mit der Schalterwelle 2 bzw. dem Schalterwellenhebel 3 verbundenen Ausschaltener- giespeicher auf das Ende 9 der Klinke 6 übertragen wird. Die Kontur des Klinkenendes 9 ist dabei derartig ausgebildet, dass die Radialkomponente F3 der vom Schalterwellenhebel 3 übertragenen Kraft exzentrisch bezüglich des Drehpunktes der Drehachse 7 angreift, so dass im Drehpunkt durch die Kraft F3 ebenfalls ein Drehmoment gebildet wird, welches den Drehmo¬ menten von Zugfederelement und Permanentmagnetsystem entgegengerichtet ist. Das im Drehpunkt der Drehachse 7 erzeugte Gegendrehmoment durch die Kraft F3 wird über den Hebelarm h3 entsprechend dem Abstanddrehpunkt und Wirkungspunkt der Kraft F3 definiert. Die an der Drehachse 7 wirkenden Drehmomente sind durch Zugfederelement: Fl x hl durch Permanentmagnetsystem: F2 x h2 durch Kraftspeicherelement: F3 x h3
Aufgrund der entgegengesetzten Richtung des durch die Kraft F3 erzeugten Gegendrehmomentes weist dieses bei der Addition der Drehmomente ein entgegengesetztes Vorzeichen auf.
Für die Summe dieser Momente gilt Fi x hi + F2 x h2 - F3 x h3 > 0 so dass das aus den Kräften Fi und F2 resultierende Haltemo¬ ment größer ist als das aus der Kraft F3 resultierende Ge- gendrehmoment auf die Klinke 6, und die Klinke 6 die Schal¬ terwelle 2 bzw. den Schalterwellenhebel 3 verklinkt.
Über die Spule 18 des Magnetsystems 16 kann ein dem Magnet¬ feld des Permanentmagneten 17 entgegenwirkendes, zusätzliches Magnetfeld generiert werden, so dass die vom Permanentmagnet 17 auf den Magnetanker 15 wirkende Kraft durch eine von der Spule erzeugte magnetische Gegenkraft aufgehoben wird, und das Magnetsystem 16 insgesamt keine Kraft auf den Magnetanker 15 ausübt . In diesem Fall lautet die Momentenbilanz im Drehpunkt der Klinke 6: Fi x hi - F3 x h3 < 0 Damit ist das über den Schalterwellenhebel 3 auf die Klinke 6 wirkende Gegendrehmoment größer als das von dem Zugfederele¬ ment 13 erzeugte Moment, so dass die Klinke 6 zu einer Dre¬ hung um ihre Drehachse 7 im Gegenuhrzeigersinn veranlasst wird, wobei das erste Ende 9 der Klinke 6 entlang der Rolle 5 gleitet und diese schließlich frei gibt, so dass sich die Schaltwelle 2 mit dem Schalterwellenhebel 3 ebenfalls im Ge¬ genuhrzeigersinn durch das vom am Befestigungselement 21 angeordneten Ausschaltenergiespeicher übertragene Moment in die ausgelöste Position des Leistungsschalters bewegen kann.
Die Spule 18 des Magnetsystems 16 ist mit einer Steuerungs¬ und Regelungseinheit des Leistungsschalters verbunden, welche wiederum mit Strom- bzw. Spannungssensoren, die am Leistungs- Schalter angeordnet sind, verbunden ist. Durch die Strombzw. Spannungssensoren wird der Zustand des Leistungsschal¬ ters überwacht. Stromsensoren sind beispielsweise vorgesehen zur Arbeitsstromüberwachung oder zur Detektion eines im Fehlerfall auftretenden Überstromes . Spannungssensoren sind vor- gesehen, um die an einer Sammelschienenanordnung anliegende Spannung zu überwachen. Unterschreitet diese Spannung beispielsweise einen bestimmten Schwellwert, oder wird von einem Stromsensor ein Überstrom detektiert, so liegt also eine Stö¬ rung der Anlage bzw. des Leistungsschalters vor. Über das mit den Sensoren verbundene Steuerungs- und Regelungssystem wird ein Strom in der Spule 18 des Magnetsystems 16 ausgelöst, so dass die magnetische Haltekraft des Permanentmagneten 17 auf¬ gehoben wird und die Verklinkungsvorrichtung ausgelöst wird. Somit wird im Fehlerfall, beispielsweise bei Unterschreiten der Spannung bzw. durch einen Fehlerüberstrom, ein Auslösen des Leistungsschalters und eine Trennung der Schaltkontakte realisiert .

Claims

Patentansprüche
1. Verklinkungsvorrichtung (1) für einen Leistungsschalter, welcher einen feststehenden Schaltkontakt und einen relativ zu diesem mittels einer Antriebsvorrichtung zum Ein- und Ausschalten betätigbaren bewegbaren Schaltkontakt und ein Kraftspeicherelement zur Trennung des bewegbaren Schaltkontaktes von dem feststehenden Schaltkontakt aufweist, mit einer an einer Drehachse (7) gelagerten Klinke (6) zur Verklinkung des bewegbaren Schaltkontaktes, wobei ein Magnetauslöser (16,17,18) mit einer Auslösespule (18) zum Auslösen der Klin¬ ke (6) vorgesehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Klinke (6) an einem ersten Ende (9) eine kreissegmentför- mige Kontur aufweist, deren Mittelpunkt von der Drehachse (7) der Klinke (6) derart beabstandet ist, dass von einer von ei¬ nem mit dem Kraftspeicherelement gekoppelten Schalterwellenhebel (3) auf die Klinke (6) wirkenden Kraft ein Gegendrehmo- ment zu den von einem Zugfederelement (13) und dem Magnetaus¬ löser (17) erzeugten Drehmomenten gebildet wird.
2. Verklinkungsvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Klinke (6) an einem ersten Ende einen Positionsstift (19) sowie an einem zweiten Ende das Zugfederelement (13) und ei¬ nen Magnetanker (15) aufweist.
3. Verklinkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s am Schalterwellenhebel (3) eine drehbar gelagerte Rolle (5) vorgesehen ist.
4. Verklinkungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Klinke (6) mit einer Auslösehebelanordnung gekoppelt ist.
5. Verklinkungsvorrichtung nach einem der vorangehenden An- Sprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Magnetauslöser ein Permanentmagnetsystem (17) aufweist und die Auslösespule (18) derart beaufschlagt ist, dass ein von ihr erzeugtes Magnetfeld dem Magnetfeld des Permanentmag- netsystems (17) entgegengerichtet ist.
6. Verklinkungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Auslösespule (18) mit einem aus einem Fehlerstrom abge¬ leiteten Strom beaufschlagt ist.
7. Verklinkungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Auslösespule (18) eine Steuereinrichtung vorgeordnet ist, die bei einem Spannungsabfall im Netz mit dem Leistungsschal¬ ter einen zum Auslösen geeigneten Steuerstrom für die Auslösespule (18) erzeugt.
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