Die Erfindung betrifft einen manuell ein- und ausschaltbaren Schutzschalter für thermische und/oder magnetische Selbstauslösung, mit einem Gehäuse. einem von einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung verstellbaren Sprunghebelwerk zum Antrieb eines in eine Funkenkammer hineinragenden Kontakthebels, einem auf das Sprunghebelwerk einwirkenden Bedienungsorgan, einem Elektromagneten zum magnetischen und einem Bimetallstreifen zum thermischen Auslösen des Sprunghebelwerkes, wobei das Sprunghebelwerk einen ersten und zweiten über einen Kniehebelstift schwenkbar verbundenen Kniegelenkhebel aufweist und der Kniehebelstift über eine Lasche mit einem Verankerungsstift im Bedienungsorgan verbunden ist.
Derartige bekannte Schutzschalter mit einem Sprunghebelwerk sind beispielsweise in den schweizerischen Patentschriften 340 269 und 409 064 beschrieben. Die Sprunghebelwerke dieser Schutzschalter weisen je ein aus zwei Kniehe beln gebildetes Kniehebelgelenk auf, wobei die mittlere Gelenkstelle des Kniehebelgelenkes über eine Lasche schwenkbar mit einem im Gehäuse verschiebbar gelagerten Betätigungsknopf verbunden ist, um das Sprunghebelwerk in seine Arbeitsstellung zu verbringen. Zum Ausschalten dieser bekannten Schutzschalter weisen diese je einen Auslöseknopf auf, der auf eine Sperrklinke einwirkt, die im eingeschalteten Zustand des Schutzschalters verhindert, dass das Sprunghebelwerk in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
Solche Schutzschalter werden in Verteiltafeln von elektrischen Hausinstallationen in grosser Stückzahl verwendet.
Man ist daher bestrebt, die Abmessungen solcher Schutzschalter möglichst klein zu halten, um möglichst viele durch solche Schutzschalter geschützte Stromkreise auf einer möglichst kleinen Schalttafel unterzubringen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schutzschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Frontfläche mög- lichst klein ist und dessen Bedienung einfach ist.
Der erfindungsgemässe Schutzschalter ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kniegelenkhebel um einen mit dem Gehäuse starr verbundenen Bolzen schwenkbar ist, dass der zweite Kniegelenkhebel mit einem dritten Kniegelenkhebel zum Bilden eines zweiten Kniegelenkes über einen Bolzen schwenkbar verbunden ist, dass das andere Ende des dritten Kniegelenkhebels um einen am Kontakthebel befestigten Bolzen schwenkbar ist, dass der zweite Kniehebel eine Verlängerung mit einer Anschlagfläche aufweist, die im angenähert gestreckten Zustand des zweiten Kniegelenkhebels am an dem Kontakthebel befestigten Bolzen anliegt, dass am Verankerungsstift einer Auslöseklinke schwenkbar gelagert ist, dass die Auslöseklinke ein gegabeltes Ende mit zwei Schenkeln zum Umfassen des Kniehebelstiftes aufweist und dass eine Wippe vorhanden ist,
deren eines Ende zum Einwirken auf den zweiten und dritten Kniegelenkhebel verbindenden Bolzen während dem Ausschaltvorgang als Fin ger ausgebildet ist und deren andres Ende einen mit dem einen Schenkel der Auslöseklinke zusammenwirkenden Lappen aufweist.
Der Erfindungsgegenstand ist mit Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemässen Schutzschalters, wobei der besseren Übersicht wegen die eine Gehäusehälfte abgenommen ist,
Fig. 2 einen Teilschnitt längs der Linie ll-ll der Fig. 1,
Fig. 3 die Seitenansicht auf einen Teil des Sprunghebelwerkes des Schutzschalters nach der Fig. 1, wobei ein Betätigungsorgan zum Einschalten des Schutzschalters ganz eingedrückt ist,
Fig. 4 die gleiche Darstellungsart wie die Fig. 3, wobei jedoch die Einzelteile des Sprunghebelwerkes in der Einschaltstellung sind,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 1, wobei noch zusätzlich ein Teil der zweiten Gehäusehälfte sichtbar ist, und
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl der Fig.
3, wobei ein Teil der zweiten Gehäusehälfte sichtbar ist.
Die Fig. 1 zeigt einen Schutzschalter in der Seitenansicht, wobei die eine Hälfte des zweiteiligen Gehäuses abgenommen ist, so dass nur die andere Gehäusehälfte 1 sichtbar ist. Im mittleren Bereich der Gehäusehälfte list eine einen rohrförmigen Spulenkörper 2 umgebende Wicklung 3, die mit einem in den Spulenkörper 2 eintauchbaren Anker 4 einen Elektromagneten bildet, angeordnet. Der Spulenkörper 2 und die Wicklung 3 werden durch eine sie umgebende Wand 5, die ein integraler Teil der Gehäusehälfte 1 ist, gehalten. Zwischen dem durch die Wand 5 verschlossenen Ende des Spulenkörpers 4 und dem in diesen eintauchenden Ende des Ankers 4 ist eine Druckfeder 6 angeordnet, welche den Anker 4 bei nicht erregter Wicklung 3 in die in der Fig. 1 dargestellte Lage verbringt.
Der aus dem Spulenkörper 2 herausragende Teil des Ankers 4 weist eine in seiner Längsrichtung verlaufenden Schlitz 7 auf, siehe auch Fig. 6. Durch den Schlitz 7 erstreckt sich ein Kontakthebel 8, dessen eine Ende um einen in der Gehäusehälfte 1 verankerten Bolzen 9 schwenkbar gelagert ist. Der Bolzen 9 ist in ein von der Innenseite der Gehäusehälfte 1 abstehendes Auge 10 eingepresst. Das andere Ende des Kontakthebels 8 ragt in eine Funkenkammer 11 hinein, die durch die Rückwand 12 der Gehäusehälfte 1 und eine Trennwand 13 teilweise umschlossen ist. Zwischen der Trennwand 13 und der die Wicklung 3 umgebenden Wand 5 ist eine Zugfeder 14 angeordnet, deren eines Ende um einen bolzenförmigen Ansatz 15 der Gehäusehälfte 1 geschlungen und deren anderes Ende in einer Ose 16 am Kontakthebel 8 eingehakt ist.
Der Kontakthebel 8 wird durch die Zugfeder 14 in der in der Fig. 1 gezeichneten Aus-Stellung gehalten, wobei der Kontakthebel 8 an der als Anschlag dienenden Wand 5 anliegt. Das freie Ende des Kontakthebels 8 weist eine gewölbte Kontaktfläche 17 auf, die im geschlossenen Zustand des Schutzschalters an einem Kontaktbügel 18 anliegt.
Der rechtwinklig abgebogene Teil des Kontaktbügels 18 ist in einer entsprechend geformten Nut 19 in der einen Seitenwand 20 der Gehäusehälfte 1 eingesetzt und ragt in eine Anschlussklemme 21 hinein, die in einer Aussparung 22 in der Seitenwand 20 verschiebbar angeordnet ist. Durch eine sich nach innen verjüngende Öffnung 23 in der Seitenwand 20 können nicht dargestellte Anschlussdrähte der durch den Schutzschalter abzusichernden Stromkreise in die Anschlussklemmen 21 eingeführt und mittels einer Schraube 24 zusammen mit dem in die Anschlussklemme 21 ragenden Teil des Kontaktbügels festgeklemmt werden.
Durch die der Seitenwand 20 gegenüber liegenden Seitenwand 25 erstreckt sich ein winkelförmiges Anschlussglied 26, in dessen aus der Seitenwand 25 herausragenden Teil ein Gewinde für eine Klemmschraube 27 vorgesehen ist, mittels welcher nicht dargestellte Anschlussdrähte oder eine nicht gezeichnete Sammelschiene mit dem Anschlussglied 26 verschraubt werden kann. Im abgewinkelten Teil des Anschlussgliedes 26 ist ebenfalls ein Gewinde für eine Schraube 28 zum Befestigen eines Bimetallstreifens 29 vorgesehen.
Die elektrische Verbindung des Anschlussgliedes 26 erfolgt in der eingeschalteten Stellung des Kontakthebels 8, welche Stellung in der Fig. 1 durch die strichpunktierte Linie 30 angedeutet ist, über den Bimetallstreifen 29, eine nicht dargestellte Litze, die etwa in der Mitte des Bimetallstreifens 29 befestigt ist, und diesen mit einem der nicht gezeichneten Anschlüsse der Wicklung 3 verbindet. über die Wicklung 3, über eine weitere nicht dargestellte Litze, die den anderen Anschluss der Wicklung 3 mit dem Kontakthebel 8 verbin det, den Kontakthebel 8 und den Kontaktbügel 18.
Die Funkenkammer 11 ist als ein quer durch die Gehäusehälfte 1 verlaufender Kanal ausgeführt, wobei in den die Aus- und Einmündungen dieses Kanals begrenzenden Wandteile je einander gegenüberliegende Nuten 31 bzw. 32 eingelassen sind. In diese Nuten können nicht dargestellte Siebe zum Verhindern des Eintretens von Fremdkörpern in die Fun kenkammer 11 eingeschoben werden. In der Nutenkammer 11 sind einige wenigstens angenähert in der gleichen Richtung wie der Kontakthebel 8 verlaufende, in die Nutenkammer 11 vorstehende Rippen 33 vorgesehen, die zur Verlängerung des Kriechstromweges dienen. Der bei grosser Abschaltleistung entstehende Gasdruck entweicht durch die als Kanal ausgebildete Funkenkammer, wobei die genannten nicht dargestellten Siebe zur Aufteilung und Löschung des allfällig auftretenden Kontaktfunkens dienen.
Die Rückwand 12 der Gehäusehälfte 1 und der in der Fig. 1 nicht dargestellten Gehäusehälfte weise je eine hinterschnittene Vertiefung 34 auf. Im Bereich der einen die Vertiefung 34 begrenzenden Seitenfläche der Rückwand ist eine zweifach gebogene Blattfeder 35 in der Rückwand 12 verankert, so dass der Schutzschalter bequem auf eine Halteschiene 36 aufgesetzt werden kann, wobei der Schutzschalter durch die Blattfeder 35 an der Halteschiene 36 lösbar gehalten wird.
Durch eine Öffnung 37 in der der Rückwand 12 gegen überliegenden Stirnwand 38 der Gehäusehälfte 1 erstreckt sich ein Bedienungsorgan 39, mit welchem der Schutzschalter ein- und ausgeschaltet werden kann. Im Querschnitt betrachtet ist das Bedienungsorgan 39 rechteckig und besitzt eine nach innen offene Aussparung 40. Quer durch die Aussparung 40 erstreckt sich ein im Bedienungsorgan 39 befestig ter Verankerungsstift 41, siehe auch Fig. 5. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, weist das Bedienungsorgan 39 an den zu den Gehäusehälften 1 und 42 parallel verlaufenden Rändern je eine nach aussen gerichtete Rippe 43 bzw. 44 auf, die in Vertiefungen 45 bzw. 46 in den beiden Gehäusehälften verschiebbar angeordnet sind. Die Rippen 43 und 44 verhindern zudem, dass das Betätigungsorgan 39 nicht vollständig aus dem durch die beiden Gehäusehälften 1 und 42 gebildeten Gehäuse austreten kann.
Zwischen dem Betätigungsorgan 39 und der die Wicklung 3 umgebenden Wand 5 ist ein Sprunghebelwerk angeordnet.
Dieses umfasst nebst anderen Teilen einen ersten Kniehebel 47 und einen zweiten Kniehebel 48. Ein Ende des Kniehebels 47 ist um einen in ein Auge 49 der Gehäusehälfte 1 eingepressten Bolzen 50 schwenkbar gelagert. Das andere Ende des ersten Kniehebels 47 ist über einen Kniehebelstift 51 mit einem Ende des zweiten Kniehebels 48 gelenkig verbunden. Das andere Ende des zweiten Kniehebels 48 ist fingerförmig ausgebildet und weist eine Anschlagfläche 52 zum Anliegen an einen starr mit dem Kniehebel 8 verbundenen Bolzen 53 auf. Im mittleren Bereich des zweiten Kniehebels 48 ist ein Wellenzapfen 54 eingenietet, welcher ausgehend von der Zeichnungsebene der Fig. 1 senkrecht nach hinten vorsteht. Das eine Ende eines dritten Kniehebels 55 ist um den Wellenzapfen 54 und das andere Ende des dritten Kniehebels 55 ist um den Bolzen 53 des Kontakthebels 8 schwenkbar gelagert.
Der zweite und der dritte Kniehebel bilden zusammen ein weiteres Kniehebelgelenk, wobei das fingerförmige Ende des zweiten Kniehebels 48 dafür sorgt, dass das weitere Kniehebelgelenk in praktisch gestreckter Stellung verbleibt, solange keine Kraft auf den nach hinten verlängerten Wellenzapfen 54 ausgeübt wird.
Aus den Fig. 1 und 5 ist ersichtlich, dass der im Bedienungsorgan 39 befestigte Verankerungsstift 41 über eine Lasche 56 mit dem Kniehebelstift 51 verbunden ist. Weiter ist am Verankerungsstift 41 eine Auslöseklinke 57 schwenkbar gelagert. Das freie Ende der Auslöseklinke 57 ist gegabelt, wobei der eine Schenkel 58 sich in der Längsrichtung der Auslöseklinke 57 erstreckt und länger ist als der andere Schenkel 59, dessen Längsachse in einem spitzen Winkel zur Längsachse der Auslöseklinke 57 verläuft. Ein Federdraht 60 ist einige Male um jenen Teil des Verankerungsstiftes 41 gewickelt, der sich zwischen der Lasche 56 und der Auslöseklinke 57 befindet.
Ein Ende des Federdrahtes 60 liegt auf der Innenseite des Bedienungsorganes 39 an und das andere Ende ist zu einem Haken 61 geformt und umfasst eine Schmalseite der Auslöseklinke 57, so dass auf die Auslöseklinke 57 ein Drehmoment im Uhrzeigersinn ausgeübt wird.
Aus diesem Grund liegt in der Aus-Stellung, die in der Fig. 1 dargestellt ist, die schräg zur Längsrichtung der Auslöseklinke 57 verlaufende innere Schmalseite des Schenkels 59 am Kniehebelstift 51 an. Die Öffnung 62 in der Lasche 56, durch welche Öffnung sich der Verankerungsstift 51 erstreckt, ist schlitzförmig ausgebildet, so dass die Lasche 56 nicht nur um den Verankerungsstift 41 schwenkbar ist, sondern auch in ihrer Längsrichtung gegenüber dem Verankerungsstift 41 verschoben werden kann.
Zwischen den Kniehebelgelenken und der die Wicklung 3 umgebenden Wand 5 ist eine Wippe 63 um einen in ein Auge 64 der Gehäusehälfte 1 gepressten Stift 65 schwenkbar gelagert. Ein Ende der Wippe 63 ist als Finger 66 ausgebildet, welcher wie weiter unten näher beschrieben zum Einwirken auf den Wellenzapfen 54 bestimmt ist. Das andere Ende der Wippe 63 ist abgebogen und zu einem Lappen 67 geformt, welcher sich senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 1 erstreckt.
Auf der Rückseite des Kontakthebels 8 bezogen auf die Fig. list ein Winkelhebel 68 um den Bolzen 53 schwenkbar gelagert. Das eine Ende 69 des Winkelhebels 68 liegt an einem den Anker 4 quer durchsetzenden Stift 70 auf, weil auf den Winkelhebel 68 durch eine in der Fig. 6 sichtbare Feder 71 bezogen auf die Fig. 1 ein Drehmoment in der Gegenuhrzeigerrichtung ausgeübt wird. Das andere Ende 72 des Winkelhebels 68 ist, wie weiter unten näher beschrieben, zum Einwirken auf dem Wellenzapfen 54 bestimmt.
Im Bereich zwischen dem Auge 49 und der die Wicklung 3 umgebenden Wand 5 ist ein nur in der Fig. 1 sichtbarer Auslösehebel 73 mit drei Armen 74, 75 und 76 auf einem in der Gehäusehälfte 1 befestigten Bolzen 77 schwenkbar gelagert. Der Arm 75 ist zum Einwirken auf den Lappen 67 der Wippe 63 bestimmt. Der Arm 76 weist einen rechtwinklig abstehenden Ansatz 78 mit einem Gewinde auf, in welches eine Stellschraube 79 eingeschraubt ist. Auf das innere Ende der Stellschraube 79 ist eine Isolierkappe 80 aufgesetzt, die ihrerseits am Bimetallstreifen 29 anliegt. Wenn der Bimetallstreifen 29 stark erwärmt wird, so drängt er die Stellschraube 79 nach aussen, wodurch der Auslösehebel 73 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Der Arm 74 weist ebenfalls einen rechtwinklig abstehenden Ansatz 81 auf. Der Ansatz 81 wirkt mit einem Exzenter 82 eines Blockiergliedes 83 zusammen.
Das letztere ist um seine Längsachse drehbar in der Stirnwand 38 gelagert. Wird das Blockierglied um 1800 um seine Längsachse gedreht, so bewegt der Exzenter 82 den Ansatz 81 bezüglich der Fig. 1 nach rechts, wodurch sich der Auslösehebel 73 im Uhrzeigersinn so weit dreht, damit ein Einschalten des Schutzschalters auf eine weiter unten beschriebene Weise verhindert wird.
Das Auge 10, in dem der Bolzen 9 eingepresst ist, wird von einigen Windungen einer Schraubenfeder 84 umgeben.
Das eine Ende der Schraubenfeder 84 liegt an der Innenseite der Stirnwand 38 an, während das andere längere Ende der Schraubenfeder 84 in einem Einschnitt 85 am inneren Rand des Bedienungsorganes 39 anliegt und auf dieses eine nach aussen gerichtete Kraft ausübt.
Der in der Fig. 1 dargestellte Schutzschalter befindet sich im ausgeschalteten Zustand. In dem in der Fig. 2 gezeich- neten Teilschnitt längs der Linie lI-lf der Fig. 1 sind der besseren Übersicht wegen nur die Einzelteile des Sprunghebelwerkes dargestellt. Andererseits ist aber der Vollständigkeit halber ein Teil der zweiten Gehäusehälfte 42 in der Fig. 2 gezeichnet Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 1, wobei nur die wichtigsten Teile des Sprunghebelwerkes und die den Kniehebelstift 51 mit dem Bedienungsorgan 39 verbindende Lasche 56, die Auslöseklinke 57 und die Wippe 63 dargestellt sind. Der Kontakthebel 8 ist in der Fig 5 nicht gezeichnet.
Soll nun der durch den Schutzschalter geschützte Stromkreis eingeschaltet werden, so wird das Bedienungsorgan 39 entgegen der Rückführkraft der Schraubenfeder 84 nach innen gedrückt, bis die Rippen 43 und 44 des Bedienungsorga nes 39 an den die Vertiefungen 45 und 46 begrenzenden Flächen 85 bzw. 86 anstossen, womit die Einschiebebewegung des Bedienungsorganes 39 gestoppt wird. Am Anfang der Verschiebebewegung des Bedienungsorganes 39 bewegt sich nur die Auslöseklinke 57 mit dem Bedienungsorgan 39 nach innen und die Lasche 56 bleibt vorläufig stehen, bis der Verankerungsstift am inneren Ende der schlitzförmigen Öffnung 62 anstösst.
Während der Bewegung der Auslöseklinke nach innen gleitet die Innenseite des zur Längsrichtung der Auslöseklinke 57 verlaufenden Schenkels 59 auf dem Kniehebelstift 51, wodurch die Auslöseklinke 57 entgegen der Rückführkraft des Federdrahtes 60 in Gegenuhrzeigersinn geschwenkt wird. Durch dieses Verschwenken der Auslöseklinke wird der Schenkel 58 aus der Bewegungsbahn des Lap- pens 67 der Wippe 63 ausgefahren und damit vermieden, dass bei der weiteren Einwärtsbewegung der Auslöseklinke 57, diese die Wippe 63 nicht betätigt.
Wenn die Längsachsen der Lasche 56 und der Auslöseklinke 57 gegenüber einander ausgerichtet sind, wird der Kniehebelstift 51 durch die Lasche 56 und die Auslöseklinke 57 bezogen auf die Fig. 1 nach unten gestossen und damit das durch die Kniehebel 47 und 48 gebildete Kniehebelgelenk gestreckt und ein wenig über den Totpunkt hinaus in der anderen Richtung geknickt.
Gleichzeitig wird während dieser Bewegung der Kontakthebel 8 durch den Kniehebel 48 und den dritten Kniehebel 55 in Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, um ihn in seine in der Fig. 1 durch die strichpunktierte Linie 30 angedeutete Arbeitsstellung zu verbringen. Die Stellung, welche die Kniehebel 47, 48 und 55 beim erstmaligen vollständigen Eindrücken des Betriebsorganes 39 einnehmen, sind in der Fig. 3 dargestellt. Die Längsachsen der drei Kniehebel 47, 48 und 55 sind nur angenähert längs einer Geraden, welcher die Mittelpunkte der Bolzen 50 und 53 miteinander verbinden, ausge richtet.
Die Mittelpunkte des Kniehebelstiftes 51 und des -Wellenzapfens 54 liegen unterhalb der genannten Geraden und verbleiben in dieser Lage, weil die Anschlagfläche 52 des Kniehebels 47 auf dem am Kontakthebel 8 befestigten Bolzen 53 und das untere Ende der Lasche 56 auf der die Wicklung 3 umgebenden Wand 5 anliegen. Durch die fast gestreckte Hintereinanderanordnung der Kniehebel 47, 48 und 55 wird der Kontakthebel 8 entgegen der durch die Zugfeder 14 erzeugten Rückführkraft in der Arbeitsstellung gehalten.
Nachdem der Kontakthebel 8 in seine Arbeitsstellung verbracht worden ist, wird däs Bedienungsorgan 39 nicht mehr betätigt und dieses wird durch die Schraubenfeder 84 nach aussen verschoben und zwar so weit, bis der Verankerungsstift 41 am äusseren Ende der schlitzförmigen Öffnung 62 der Lasche 56 ansteht. In dieser Stellung bleibt das Bedienungsorgan 39 stehen, weil die Rückführkraft der Schraube feder 84 nicht ausreicht, um den Kniehebelstift 51 entgegen der von der bedeutend stärkeren Zugfeder 14 ausgehenden Rückführkraft über den Totpunkt hinaus zu bewegen. Mit dem Bedienungsorgan 39 wird auch die Auslöseklinke 57 ein Stück weit nach aussen bewegt, und zwar genügend weit, dass das Ende des Schenkels 58 sich oberhalb des Lappens 67 der Wippe 63 befindet.
Da sich die Anschlussklinke 57 dabei relativ zum Kniehebelstift 51 bewegt hat, wird die Auslöseklinke 51 durch den Federdraht 60 gleichzeitig im Uhrzeigersinn verschwenkt, so dass der Schenkel 58 der Auslöseklinke 57 wieder in die Bewegungsbahn des Lappens 67 der Wippe 63 zurückgeführt wird. Die von den Einzelteilen des Sprungwerkes eingenommene Lage ist in der Fig. 4 dargestellt. Weil das Bedienungsorgan 39 im eingeschalteten Zustand des Schutzschalters nicht so weit von der Stirnwand 38 vorsteht, wie wenn der Schutzschalter ausgeschaltet ist, kann der Schaltzustand des Schutzschalters ohne weiteres von aussen her abgelesen werden.
Soll nun der eingeschaltete Schutzschalter wieder auf manuelle Weise ausgeschaltet werden, so wird das Bedienungsorgan 39 erneut betätigt, d. h. das Bedienungsorgan wird wiederum so weit in das Gehäuse eingeschoben, bis seine Rippen 43 und 44 erneut an den Flächen 85 bzw. 86 der Vertiefungen 45 bzw. 46 anliegen. Die Verschiebebewegung des Bedienungsorganes 39 wird über den Verankerungsstift 41 auf die Auslöseklinke 57 übertragen, wobei aber diesmal der Schenkel 58 der Auslöseklinke 57 auf den Lappen 67 der Wippe 63 auftrifft und diese im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Dies hat zur Folge, dass der Finger 66 der Wippe 63 den Wellenzapfen 54 bezogen auf die Fig. 4 nach oben bewegt. Dadurch wird das durch die Kniehebel 48 und 55 gebildete Kniehebelgelenk über den Totpunkt hinaus bewegt.
Sobald der Totpunkt überschritten ist, wird der Wellenzapfen 54 bezogen auf die Fig. 4 durch die Wirkung der Zugfeder 14 nach oben bewegt und der Kontakthebel 8 kann sehr schnell in seine Ausgangslage zurückkehren. Das schnelle Zurückkehren des Kontakthebels 8 ist wesentlich, damit ein allfällig entstehender Ausschaltfunke möglichst schnell zum Erlöschen gebracht wird. Wie schon erwähnt erfolgt das Einknicken der Kniehebel 48 und 55 sehr schnell und zwar normalerweise bevor der Kniehebelstift 51 durch Loslassen des Bedienungsorganes 39 in seine Ausgangslage, welche in der Fig. 1 dargestellt ist, zurückkehrt.
Erfolgt die Auslösung des eingeschalteten Schutzschalters infolge eines kurzzeitig auftretenden zu grossen Stromstosses durch die Wicklung 3, so wird der Anker 4 in die Wicklung 3 hineingezogen. Dabei nimmt der das am den Anker 4 durchsetzenden Stift 70 anliegende Ende des Winkelhebels 68 mit, so dass sich der Winkelhebel 68 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wobei das Ende 72 des Winkelhebels 68, nachdem es eine bestimmte Strecke zurückgelegt hat, auf den Wellenzapfen 54 auftrifft und die gleiche Wirkung auslöst, wie dies oben mit Bezug auf die Wippe 63 beschrieben ist.
Erfolgt die Auslösung des eingeschalteten Schutzschalters infolge eines über eine längere Zeitspanne anhaltenden Überstromes, so biegt sich der Bimetallstreifen 29 bezogen auf die Fig. 1 nach links, wodurch dem Auslösehebel 73 eine Drehung im Uhrzeigersinn erteilt wird. Dabei stösst der Arm 75 des Auslösehebels 73 auf den Lappen 67 der Wippe 63 an, wodurch die gleiche Wirkung erzielt wird, wie wenn der Lappen 67 wie weiter oben beschrieben durch die Auslöseklinke betätigt wird.
Wie weiter oben schon angeführt, kann der Auslösehebel 73 mittels des Exzenters 82 des Blockiergliedes 83 in einer Stellung festgehalten werden, in welcher sein Arm 75 den Lappen 67 der Wippe 63 dauernd nach unten presst. Dies hat zur Folge, dass der Wellenzapfen 54 beim Betätigen des Bedienungsorganes 39 sich nicht nach unten bewegen kann, was bewirkt, dass das aus den Kniehebeln 48 und 55 gebil dete Kniehebelgelenk einknickt, wodurch keine Kraftwirkung auf den Kontakthebel 8 ausgeübt wird und dieser nicht aus seiner, Ruhelage bewegt werden kann. Dies ist vorteilhaft. wenn beispielsweise in einem Verteilerfeld einige Schutzschalter als Reserve vorgesehen sind, an die noch keine Stromkreise angeschlossen sind.
Der oben beschriebene Schutzschalter kann mit dem einzigen Bedienungsorgan 39 sowohl eingeschaltet als auch manuell ausgeschaltet werden. Es kann daher auf einen zusätzlichen Auslöseknopf verzichtet werden. Dies ermöglicht, dass die Frontfläche dieses Schutzschalters auf ein Minimum reduziert werden kann, ohne die Abmessungen des Bedienungsorganes zum Ein- bzw. Ausschalten zu verkleinern.
Die Gehäusehälfte 42 ist vorzugsweise so ausgeführt, dass an ihr nicht dargestellte Klemmen für den Nulleiter und den Schutzleiter angeordnet werden können. In Einbuchtungen 87 und 88 der Gehäusehälfte 42, siehe Fig. 2 und 5, kann ein nicht gezeichneter Nulleitertrennschalter untergebracht sein. Der Nulleitertrennschalter bildet vorzugsweise eine bewegliche, aus federndem Metall bestehende Kontaktbrücke mit einem daran aufgenieteten Isolierhebel. Durch Ausschwenken des Isolierhebels kommt die Kontaktbrücke in die Ausschaltstellung. Der in die Ausschaltstellung gebrachte Nulleitertrennschalter bildet mit seinem Isolierhebel eine Verriegelung gegen das Aufsetzen einer mit passendem Ausschnitt versehenen Berührungsschutzplatte 89. Diese Platte kann nicht aufgesetzt werden. solange der Nulleitertrennschalter nicht geschlossen ist.
The invention relates to a manually switched on and off circuit breaker for thermal and / or magnetic self-tripping, with a housing. an adjustable lever mechanism from a rest position to a working position to drive a contact lever protruding into a spark chamber, an operating element acting on the lever mechanism, an electromagnet for the magnetic and a bimetallic strip for the thermal release of the lever mechanism, the spring mechanism connecting a first and a second pivotably via a toggle lever pin Has toggle lever and the toggle pin is connected via a tab to an anchoring pin in the operating member.
Known circuit breakers of this type with a spring mechanism are described, for example, in Swiss patents 340 269 and 409 064. The jump lever mechanisms of this circuit breaker each have a toggle joint formed from two Kniehe levers, the middle joint of the toggle joint being pivotably connected via a tab to an actuating button slidably mounted in the housing in order to bring the lever mechanism into its working position. To switch off these known circuit breakers, they each have a release button which acts on a pawl which, when the circuit breaker is switched on, prevents the jump lever mechanism from returning to its starting position.
Such circuit breakers are used in large numbers in distribution panels of electrical house installations.
Efforts are therefore made to keep the dimensions of such circuit breakers as small as possible in order to accommodate as many circuits protected by such circuit breakers as possible on the smallest possible switchboard.
It is the object of the invention to create a circuit breaker of the type mentioned at the outset whose front surface is as small as possible and whose operation is simple.
The circuit breaker according to the invention is characterized in that the first toggle lever is pivotable about a bolt rigidly connected to the housing, that the second toggle lever is pivotably connected to a third toggle lever to form a second knee joint via a bolt, that the other end of the third toggle lever is pivotable about a bolt attached to the contact lever is pivotable, that the second toggle lever has an extension with a stop surface which, in the approximately extended state of the second toggle lever, rests against the bolt attached to the contact lever, that a release pawl is pivotably mounted on the anchoring pin, that the release pawl has a forked end with two legs for gripping the toggle lever pin and that a rocker is available,
one end of which is designed as a fin ger for acting on the second and third toggle lever connecting bolts during the disconnection process and the other end has a tab cooperating with one leg of the release pawl.
The subject matter of the invention is explained in more detail with reference to the drawing, for example. Show it:
1 shows the side view of an exemplary embodiment of the circuit breaker according to the invention, one housing half being removed for better clarity,
FIG. 2 shows a partial section along the line II-II in FIG. 1,
3 shows the side view of part of the spring mechanism of the circuit breaker according to FIG. 1, with an actuating element for switching on the circuit breaker being completely pressed in,
4 shows the same type of representation as FIG. 3, but with the individual parts of the jump lever mechanism in the switched-on position,
5 shows a section along the line V-V in FIG. 1, with part of the second housing half also being visible, and
6 shows a section along the line VI-VI of FIG.
3, with part of the second housing half being visible.
1 shows a circuit breaker in side view, with one half of the two-part housing being removed so that only the other housing half 1 is visible. In the middle area of the housing half 1, a winding 3 surrounding a tubular bobbin 2, which forms an electromagnet with an armature 4 which can be immersed in the bobbin 2, is arranged. The bobbin 2 and the winding 3 are held by a wall 5 surrounding them, which is an integral part of the housing half 1. A compression spring 6 is arranged between the end of the coil body 4 closed by the wall 5 and the end of the armature 4 immersed in it, which brings the armature 4 into the position shown in FIG. 1 when the winding 3 is not excited.
The part of the armature 4 protruding from the coil body 2 has a slot 7 running in its longitudinal direction, see also FIG. 6. A contact lever 8 extends through the slot 7, one end of which is pivotably mounted about a bolt 9 anchored in the housing half 1 is. The bolt 9 is pressed into an eye 10 protruding from the inside of the housing half 1. The other end of the contact lever 8 protrudes into a spark chamber 11 which is partially enclosed by the rear wall 12 of the housing half 1 and a partition 13. A tension spring 14 is arranged between the partition 13 and the wall 5 surrounding the winding 3, one end of which is looped around a bolt-shaped projection 15 of the housing half 1 and the other end of which is hooked into an eyelet 16 on the contact lever 8.
The contact lever 8 is held in the off position shown in FIG. 1 by the tension spring 14, the contact lever 8 resting against the wall 5 serving as a stop. The free end of the contact lever 8 has a curved contact surface 17 which rests against a contact bracket 18 when the circuit breaker is closed.
The part of the contact clip 18 bent at right angles is inserted in a correspondingly shaped groove 19 in one side wall 20 of the housing half 1 and protrudes into a connection terminal 21 which is slidably disposed in a recess 22 in the side wall 20. Through an inwardly tapering opening 23 in the side wall 20, connection wires (not shown) of the circuits to be protected by the circuit breaker can be inserted into the connection terminals 21 and clamped by means of a screw 24 together with the part of the contact clip protruding into the connection terminal 21.
An angular connection member 26 extends through the side wall 25 opposite the side wall 20, in the part of which protruding from the side wall 25 a thread is provided for a clamping screw 27, by means of which connection wires (not shown) or a busbar (not shown) can be screwed to the connection member 26 . In the angled part of the connecting member 26, a thread for a screw 28 for attaching a bimetal strip 29 is also provided.
The electrical connection of the connecting member 26 takes place in the switched-on position of the contact lever 8, which position is indicated in FIG. 1 by the dash-dotted line 30, via the bimetal strip 29, a stranded wire (not shown) that is fastened approximately in the middle of the bimetal strip 29 , and this connects to one of the connections, not shown, of the winding 3. Via the winding 3, via a further stranded wire, not shown, which connects the other connection of the winding 3 to the contact lever 8, the contact lever 8 and the contact bracket 18.
The spark chamber 11 is designed as a channel running transversely through the housing half 1, with mutually opposite grooves 31 and 32 respectively being embedded in the wall parts delimiting the outlets and junctions of this channel. In these grooves, sieves, not shown, can be inserted into the spark chamber 11 to prevent foreign objects from entering. In the groove chamber 11 there are some ribs 33 which extend at least approximately in the same direction as the contact lever 8 and project into the groove chamber 11 and which serve to lengthen the leakage current path. The gas pressure that arises in the event of a high disconnection capacity escapes through the spark chamber, which is designed as a channel, the aforementioned sieves (not shown) serving to divide up and extinguish any contact spark that may occur.
The rear wall 12 of the housing half 1 and the housing half (not shown in FIG. 1) each have an undercut recess 34. In the area of one side surface of the rear wall delimiting the recess 34, a leaf spring 35 bent twice is anchored in the rear wall 12 so that the circuit breaker can be conveniently placed on a holding rail 36, the circuit breaker being releasably held on the holding rail 36 by the leaf spring 35 .
An operating member 39, with which the circuit breaker can be switched on and off, extends through an opening 37 in the end wall 38 of the housing half 1 opposite the rear wall 12. Viewed in cross-section, the operating element 39 is rectangular and has an inwardly open recess 40. An anchoring pin 41 fastened in the operating element 39 extends transversely through the recess 40, see also FIG. 5 at the edges running parallel to the housing halves 1 and 42 each have an outwardly directed rib 43 and 44, respectively, which are slidably arranged in recesses 45 and 46 in the two housing halves. The ribs 43 and 44 also prevent the actuating member 39 from being able to exit completely from the housing formed by the two housing halves 1 and 42.
A jump lever mechanism is arranged between the actuating element 39 and the wall 5 surrounding the winding 3.
This includes, in addition to other parts, a first toggle lever 47 and a second toggle lever 48. One end of the toggle lever 47 is mounted pivotably about a bolt 50 pressed into an eye 49 of the housing half 1. The other end of the first toggle lever 47 is articulated to one end of the second toggle lever 48 via a toggle lever pin 51. The other end of the second toggle lever 48 is finger-shaped and has a stop surface 52 for resting against a bolt 53 rigidly connected to the toggle lever 8. In the middle area of the second toggle lever 48, a shaft journal 54 is riveted which, starting from the plane of the drawing in FIG. 1, protrudes vertically to the rear. One end of a third toggle lever 55 is mounted pivotably about the shaft journal 54 and the other end of the third toggle lever 55 is pivotably mounted about the bolt 53 of the contact lever 8.
The second and third toggle levers together form a further toggle joint, the finger-shaped end of the second toggle lever 48 ensuring that the further toggle joint remains in a practically extended position as long as no force is exerted on the shaft journal 54 which is extended to the rear.
It can be seen from FIGS. 1 and 5 that the anchoring pin 41 fastened in the operating member 39 is connected to the toggle lever pin 51 via a tab 56. Furthermore, a release pawl 57 is pivotably mounted on the anchoring pin 41. The free end of the release pawl 57 is forked, with one leg 58 extending in the longitudinal direction of the release pawl 57 and being longer than the other leg 59, the longitudinal axis of which runs at an acute angle to the longitudinal axis of the release pawl 57. A spring wire 60 is wound a few times around that part of the anchoring pin 41 which is located between the tab 56 and the release pawl 57.
One end of the spring wire 60 rests on the inside of the operating element 39 and the other end is shaped into a hook 61 and encompasses a narrow side of the release pawl 57 so that a clockwise torque is exerted on the release pawl 57.
For this reason, in the off position, which is shown in FIG. 1, the inner narrow side of the leg 59, which runs obliquely to the longitudinal direction of the release pawl 57, rests on the toggle lever pin 51. The opening 62 in the bracket 56, through which opening the anchoring pin 51 extends, is slit-shaped so that the bracket 56 is not only pivotable about the anchoring pin 41, but can also be displaced in its longitudinal direction relative to the anchoring pin 41.
Between the toggle joint and the wall 5 surrounding the winding 3, a rocker 63 is mounted pivotably about a pin 65 pressed into an eye 64 of the housing half 1. One end of the rocker 63 is designed as a finger 66, which, as described in more detail below, is intended to act on the shaft journal 54. The other end of the rocker 63 is bent and shaped into a tab 67 which extends perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1.
On the back of the contact lever 8 with reference to FIG. 1, an angle lever 68 is mounted pivotably about the bolt 53. One end 69 of the angle lever 68 rests on a pin 70 penetrating transversely through the armature 4 because a torque in the counterclockwise direction is exerted on the angle lever 68 by a spring 71 visible in FIG. The other end 72 of the angle lever 68 is, as described in more detail below, intended to act on the shaft journal 54.
In the area between the eye 49 and the wall 5 surrounding the winding 3, a release lever 73, which is only visible in FIG. 1, with three arms 74, 75 and 76 is pivotably mounted on a bolt 77 fastened in the housing half 1. The arm 75 is intended to act on the tab 67 of the rocker 63. The arm 76 has a projection 78 protruding at right angles with a thread into which an adjusting screw 79 is screwed. An insulating cap 80 is placed on the inner end of the adjusting screw 79, which in turn rests on the bimetallic strip 29. When the bimetallic strip 29 is heated strongly, it pushes the adjusting screw 79 outwards, whereby the release lever 73 is pivoted in a clockwise direction. The arm 74 also has a shoulder 81 protruding at right angles. The projection 81 cooperates with an eccentric 82 of a blocking member 83.
The latter is mounted in the end wall 38 such that it can rotate about its longitudinal axis. If the blocking member is rotated 1800 about its longitudinal axis, the eccentric 82 moves the projection 81 to the right with respect to FIG. 1, whereby the release lever 73 rotates clockwise so far that the circuit breaker is prevented from being switched on in a manner described below .
The eye 10 into which the bolt 9 is pressed is surrounded by a few turns of a helical spring 84.
One end of the helical spring 84 rests against the inside of the end wall 38, while the other longer end of the helical spring 84 rests in an incision 85 on the inner edge of the operating member 39 and exerts an outward force on it.
The circuit breaker shown in FIG. 1 is switched off. In the partial section drawn in FIG. 2 along the line II-IF in FIG. 1, only the individual parts of the jump lever mechanism are shown for a better overview. On the other hand, for the sake of completeness, part of the second housing half 42 is drawn in FIG. 2. FIG. 5 shows a section along the line VV of FIG. 1, with only the most important parts of the jump lever mechanism and the toggle lever pin 51 with the operating member 39 connecting tab 56, the release pawl 57 and the rocker 63 are shown. The contact lever 8 is not shown in FIG.
If the circuit protected by the circuit breaker is to be switched on, the operating element 39 is pressed inwardly against the return force of the helical spring 84 until the ribs 43 and 44 of the operating organ 39 abut the surfaces 85 and 86 delimiting the depressions 45 and 46 , with which the pushing-in movement of the operating element 39 is stopped. At the beginning of the sliding movement of the control element 39, only the release pawl 57 moves inward with the control element 39 and the tab 56 remains temporarily until the anchoring pin hits the inner end of the slot-shaped opening 62.
During the inward movement of the release pawl, the inside of the leg 59 extending to the longitudinal direction of the release pawl 57 slides on the toggle lever pin 51, whereby the release pawl 57 is pivoted counterclockwise against the return force of the spring wire 60. As a result of this pivoting of the release pawl, the leg 58 is extended out of the movement path of the flap 67 of the rocker 63 and thus prevents the release pawl 57 from not actuating the rocker 63 during the further inward movement of the release pawl.
When the longitudinal axes of the tab 56 and the release pawl 57 are aligned with one another, the toggle lever pin 51 is pushed downward by the tab 56 and the release pawl 57 in relation to FIG. 1 and thus the toggle joint formed by the toggle levers 47 and 48 is stretched and retracted bent a little beyond dead center in the other direction.
At the same time, during this movement, the contact lever 8 is pivoted counterclockwise by the toggle lever 48 and the third toggle lever 55 in order to bring it into its working position indicated by the dash-dotted line 30 in FIG. The position which the toggle levers 47, 48 and 55 assume when the operating member 39 is fully pushed in for the first time are shown in FIG. The longitudinal axes of the three toggle levers 47, 48 and 55 are only approximately aligned along a straight line which connects the centers of the bolts 50 and 53 with one another.
The center points of the toggle lever pin 51 and the shaft journal 54 are below the straight line mentioned and remain in this position because the stop surface 52 of the toggle lever 47 on the bolt 53 attached to the contact lever 8 and the lower end of the tab 56 on the wall surrounding the winding 3 5 are present. Due to the almost straight arrangement of the toggle levers 47, 48 and 55 one behind the other, the contact lever 8 is held in the working position against the return force generated by the tension spring 14.
After the contact lever 8 has been brought into its working position, the control element 39 is no longer actuated and this is moved outward by the helical spring 84 until the anchoring pin 41 is present at the outer end of the slot-shaped opening 62 of the tab 56. In this position, the operating member 39 stops because the return force of the screw spring 84 is not sufficient to move the toggle pin 51 against the return force emanating from the much stronger tension spring 14 beyond the dead center. With the operating member 39, the release pawl 57 is also moved a little outwards, to be precise enough that the end of the leg 58 is above the tab 67 of the rocker 63.
Since the connecting pawl 57 has moved relative to the toggle lever pin 51, the release pawl 51 is simultaneously pivoted clockwise by the spring wire 60, so that the leg 58 of the release pawl 57 is returned to the path of the lug 67 of the rocker 63. The position assumed by the individual parts of the jump mechanism is shown in FIG. Because the operating element 39 does not protrude as far from the end wall 38 when the circuit breaker is switched on as when the circuit breaker is switched off, the switching state of the circuit breaker can be read from the outside without further ado.
If the switched-on circuit breaker is now to be switched off manually again, the operating element 39 is actuated again, d. H. the control element is again pushed into the housing until its ribs 43 and 44 again rest against the surfaces 85 and 86 of the recesses 45 and 46, respectively. The sliding movement of the operating member 39 is transmitted via the anchoring pin 41 to the release pawl 57, but this time the leg 58 of the release pawl 57 hits the tab 67 of the rocker 63 and pivots it counterclockwise. This has the consequence that the finger 66 of the rocker 63 moves the shaft journal 54 upwards in relation to FIG. 4. As a result, the toggle joint formed by the toggle levers 48 and 55 is moved beyond the dead center.
As soon as the dead center is exceeded, the shaft journal 54 is moved upwards with reference to FIG. 4 by the action of the tension spring 14 and the contact lever 8 can very quickly return to its starting position. The rapid return of the contact lever 8 is essential so that any switch-off spark that may arise is extinguished as quickly as possible. As already mentioned, the toggle levers 48 and 55 are buckled very quickly, namely normally before the toggle lever pin 51 returns to its starting position, which is shown in FIG. 1, by releasing the operating element 39.
If the switched-on circuit breaker is triggered as a result of an excessively large current surge through the winding 3 for a short time, the armature 4 is drawn into the winding 3. In doing so, the end of the angle lever 68 resting on the armature 4 penetrating through the pin 70 with it, so that the angle lever 68 pivots clockwise, the end 72 of the angle lever 68, after having covered a certain distance, hits the shaft journal 54 and triggers the same effect as described above with reference to rocker 63.
If the switched-on circuit breaker is triggered as a result of an overcurrent that persists over a longer period of time, the bimetallic strip 29 bends to the left in relation to FIG. 1, whereby the trigger lever 73 is given a clockwise rotation. The arm 75 of the release lever 73 strikes the tab 67 of the rocker 63, whereby the same effect is achieved as when the tab 67 is actuated by the release pawl as described above.
As already mentioned above, the release lever 73 can be held by means of the eccentric 82 of the blocking member 83 in a position in which its arm 75 continuously presses the tab 67 of the rocker 63 downwards. As a result, the shaft journal 54 cannot move down when the operating member 39 is actuated, which causes the toggle joint formed from the toggle levers 48 and 55 to buckle, so that no force is exerted on the contact lever 8 and this is not off its, rest position can be moved. This is beneficial. if, for example, some circuit breakers are provided as a reserve in a distribution panel, to which no circuits are yet connected.
The circuit breaker described above can be switched on and switched off manually with the single control element 39. There is therefore no need for an additional release button. This enables the front surface of this circuit breaker to be reduced to a minimum without reducing the dimensions of the operating element for switching on and off.
The housing half 42 is preferably designed so that terminals, not shown, for the neutral conductor and the protective conductor can be arranged on it. A neutral conductor disconnector (not shown) can be accommodated in indentations 87 and 88 of the housing half 42, see FIGS. 2 and 5. The neutral conductor disconnector preferably forms a movable contact bridge made of resilient metal with an insulating lever riveted to it. By swiveling out the isolating lever, the contact bridge is in the off position. The neutral conductor disconnector, which is brought into the switched-off position, forms with its insulating lever a lock against the placement of a contact protection plate 89 provided with a suitable cutout. This plate cannot be placed on. as long as the neutral switch is not closed.