DD226425A1

DD226425A1 - SWITCH CIRCUIT FOR HAND SWITCH WITH SELF-AND FREE-RELEASE

Info

Publication number: DD226425A1
Application number: DD26567284A
Authority: DD
Inventors: Herbert Dorn; Dietrich Amt
Original assignee: Dresden Elektroschaltgeraete
Priority date: 1984-07-26
Filing date: 1984-07-26
Publication date: 1985-08-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltschloss fuer Fehlerstrom-Schutzschalter, bei welchem ein annaehernd geradlinig-gleichbleibender Verlauf der Klinkenkraft vom Beginn der sich schliessenden Hauptschaltstuecke an bis in die Endlage der Einschaltstellung gewaehrleistet werden soll. Die Loesung besteht darin, dass bei einem Schaltmechnismus mit doppeltem Kniegelenk ein zwischen einem Kniehebel und einem Klinkenarm angeordneter Kupplungsarm als zweigliedrige Kette ausgebildet ist. Fig. 1The invention relates to a switching mechanism for residual current circuit breaker, in which an annaehernd rectilinear-steady course of the latch force from the beginning of the closing Hauptschaltstuecke to be guaranteed up to the end position of the closed position. The solution is that in a Schaltmechanismus with double knee joint arranged between a toggle lever and a pawl coupling arm is designed as a two-link chain. Fig. 1

Description

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Fig. 6 zeigt den schon wesentlich besseren Kraftverlauf beim Schaltschloß nach DE-AS 1790194 und Fig. 7 zeigt den Kraftverlauf eines nach den Merkmalen dieser Patentschrift ausgeführten Schaltschlosses. Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Mechanismus eines erfindungsgemäß aufgebauten Schaltschlosses für einen Fl-Schutzschalter besitzt ein drehbar gelagertes Betätigungsorgan 1, das für die Handbetätigung des Schalters vorgesehen und um die Achse 2 drehbar ist. Ein ortsfester Anschlag 3 begrenzt den Ausschaltweg, während der ortsfeste Anschlag 3a die Einschaltlage des Betätigungsorganes 1 festlegt (Fig. 2). An das Betätigungsorgan 1 ist das Glied 4 angelenkt, welches mit Glied 5 auf den Hebelarm wirkt und somit ein doppeltes Kniegelenk bildet. Der Hebelarm 6 ist in den ortsfesten Punkt 7 gelagert. Hebelarm 6 dient dabei zur Kraftübertragung auf das Schaltsystem und zur Anpassung desselben an den Mechanismus und ist über den Punkt 8 angekuppelt. Das Schaltsystem in den Fig. 1 bis 4 ist z. B. als doppelt unterbrechendes System dargestellt und besteht aus den fest angeordneten Schaltstücken 9; 9a und der dazu gehörenden Schaltbrücke 10. Die Feder 11 ist für die Erzeugung der Kontaktkräfte zuständig, während die Feder 12 für die Rückfürung des Schaltsystems in die Ausschaltlage benötigt wird (Fig. 1).Fig. 6 shows the already much better force curve when switching mechanism according to DE-AS 1790194 and Fig. 7 shows the force curve of a running according to the features of this patent switching mechanism. The mechanism shown in FIGS. 1 to 4 of a switching mechanism according to the invention constructed for a Fl-circuit breaker has a rotatably mounted actuating member 1, which is provided for the manual operation of the switch and is rotatable about the axis 2. A fixed stop 3 limits the Ausschaltweg, while the stationary stop 3a determines the switch-on of the actuator 1 (Fig. 2). To the actuator 1, the member 4 is hinged, which acts with member 5 on the lever arm and thus forms a double knee joint. The lever arm 6 is mounted in the stationary point 7. Lever arm 6 serves to transmit power to the switching system and to adapt it to the mechanism and is coupled via the point 8. The switching system in Figs. 1 to 4 is z. B. shown as a double interrupting system and consists of the fixed switching pieces 9; 9a and the associated switching bridge 10. The spring 11 is responsible for the generation of the contact forces, while the spring 12 is required for the Rückfürung of the switching system in the off position (Fig. 1).

Zur Vereinfachung wurde dieses Schaltsystem nur einpolig gezeichnet. Dabei begrenzt ein ortsfest angeordneter Anschlag 13 die Ausschaltbewegung, wie in Fig. 1 dargestellt.For simplicity, this switching system was drawn only a single pole. In this case, a stationarily arranged stop 13 limits the switch-off movement, as shown in FIG.

Um den Schalter einschalten zu können, ist das Ausweichen des Kniegelenkes wirkungsvoll zu blockieren. Eine Verklinkungseinrichtung übernimmt diese Funktion. Sie besteht aus einem drehbaren Anschlag 14 und einem Klinkenarm 15. An dem Klinken arm 15 greift ein Rückholfeder 16 an, die den Klinkenarm 15 nach erfolgter Auslösung bis zum Anschlag 17 zurückstellt und dabei gleichfalls den Mechanismus des Schlosses in die Ausschaltstellung dreht. Der drehbare Anschlag 14 ist in der vorliegenden Erfindung ebenfalls als Klinkenarm ausgebildet, um ihn über eine zweite Klinke 18, die vom Auslöser betätigt wird, besser an die Schloßcharakteristik anpassen zu können. Nach Freigabe des drehbaren Anschlages 14 durch die Klinke 18 wird die Auslösefeder 19 gleichfalls freigegeben. Dabei kann die Auslösefeder 19, die einerseits am Festpunkt 20 und andererseits am Ausleger 14a befestigt ist, den Anschlag 14 um den Lagerpunkt 21 verdrehen. Hierauf erfolgt die Freigabe des Klinkenarmes 15. Dieser ist über den aus zwei Gliedern 22 und 23 bestehenden Kupplungsarm mit dem Kniegelenk in dessen Scharnierpunkt 24 verbunden. Das damit freigegebene Kniegelenk 4; 5 kann nach außen ausweichen und einknicken. Dadurch wird das bis dahin in der Einschaltlage gehaltene Schaltsystem freigegeben und durch die Feder 12 in die Ausschaltlage zurückgestellt. Die Klinke 18, die im Punkt 25 drehbar gelagert ist, wird durch eine Feder 26, die im Festpunkt 27 einerseits und am Ausleger 18a der Klinke 18 andererseits befestigt ist, immer in die Verklinkungslage gebracht. Der mit der Klinke 18 ebenfalls verbundene Schaltarm 18b wird im Punkt 28 durch einen Auslöser 29 betätigt. Der Auslöser 29 wurde in den Fig. 1 bis 3 als Pfeil 29 angedeutet. Zum Mechanismus des Schlosses gehört noch ein Rücksteiler 30, der in den Fig. 1 bis 3 gestrichelt dargestellt ist und sich unter der Wirkung der Feder 31 um den Lagerpunkt 7 drehen kann. Dieser Rücksteller 30 hat die Aufgabe, den Klinkenarm 14 und den Auslöser 29 nach erfolgter Auslösung wieder in den Verklinkungszustand zurückzuführen und damit die Wiedereinschaltbereitschaft des Schaltersystems herzustellen. Weiterhin wird in der Ausschaltstellung (Fig. 1) der Rücksteller 30 durch das Betätigungsorgan 1 gegen die Wirkung der Feder 31 gedreht und kann dabei seinem Mitnehmer 32 zurückstellen. Der Mitnehmer 32 dient dem .Klinkenarm 14 als Anschlag, in Fig. 3 gezeigt, und stellt ebenfalls diesen in die Verklinkungslage hinter die zweite Klinke 18 (Fig. 1) zurück. Gleichzeitig wird auch der Auslöser 29 durch den Rücksteller 30 mit seinem Armhaken 33 zurückgestellt (Fig. 1). In der Einschaltlage, Fig. 2, und in der Stellung „Freiauslösung", Fig. 3, stützt sich der Rücksteller 30 an den Anschlag 34 ab und gibt damit die Auslösung frei, die bei entsprechender Wirkung des Auslösers 29 erfolgen kann.To switch on the switch, the evasion of the knee joint is effective to block. A latching device takes over this function. It consists of a rotatable stop 14 and a ratchet arm 15. At the pawl arm 15 engages a return spring 16 which resets the latch arm 15 after tripping until it stops 17 while also turning the mechanism of the lock in the off position. The rotatable stop 14 is also formed in the present invention as a ratchet arm in order to better adapt to the lock characteristic via a second pawl 18 which is actuated by the trigger. After release of the rotatable stop 14 by the pawl 18, the release spring 19 is also released. In this case, the release spring 19, which is fastened on the one hand to the fixed point 20 and on the other hand to the boom 14a, rotate the stop 14 about the bearing point 21. This is the release of the pawl arm 15. This is connected via the existing two members 22 and 23 coupling arm with the knee joint in the hinge point 24. The thus released knee joint 4; 5 can escape to the outside and buckle. As a result, the previously held in the Einschaltlage switching system is released and returned by the spring 12 in the Ausschaltlage. The pawl 18, which is rotatably mounted at point 25, is always brought into the Verklinkungslage by a spring 26 which is fixed in the fixed point 27 on the one hand and on the boom 18a of the pawl 18 on the other. The switching arm 18b likewise connected to the pawl 18 is actuated at point 28 by a trigger 29. The trigger 29 has been indicated in FIGS. 1 to 3 as arrow 29. The mechanism of the lock still includes a return divider 30, which is shown in phantom in FIGS. 1 to 3 and can rotate about the bearing point 7 under the action of the spring 31. This reset 30 has the task of the ratchet arm 14 and the trigger 29 returned to the Verklinkungszustand after tripping and thus restore the readiness of the switch system. Furthermore, in the switch-off position (FIG. 1), the return actuator 30 is rotated by the actuating member 1 against the action of the spring 31 and can reset its driver 32. The driver 32 serves as a stop for the latch arm 14, shown in FIG. 3, and also returns it to the latching position behind the second latch 18 (FIG. 1). At the same time, the trigger 29 is also reset by the return plate 30 with its arm hook 33 (FIG. 1). In the switch-on, Fig. 2, and in the position "free release", Fig. 3, the return plate 30 is supported on the stop 34 and thus releases the trigger that can be done with a corresponding effect of the trigger 29.

Um in den Fig. 1 bis 4 den Verlauf der Kraft, die an der Klinke des drehbaren Anschlag 14 wirkt, einen annähernd geradlinig-gleichbleibenden Verlauf, Fig. 7, zu vermitteln, wurde der Kupplungsarm 22; 23 als eine aus zwei Gliedern bestehende Kette ausgeführt. Während eines „Ein"-Schaltvorganges, legt sich bei der Schaltstückberührung der Hauptschaltstücke 9; 9a; 10 das am Winkelhebel 15a des Klinkenarmes 15 angelenkte Glied 22 an einem Anschlag 35, Fig. 4, des Klinkenarmes 15 mit dem Abstand „a" an und bildet beim Schaltablauf des Schlosses mit dem Klinkenarm 15 eine Einheit. Bei der Weiterführung des Betätigungsorganes 1 erfolgt nun gleichzeitig ein Schwenken des Gliedes 23 das am Scharnierpunkt 24 des Kniehebels 4; 5 angelenkt ist, um den Scharnierpunkt 36, der die Glieder 22 und 23 miteinander verbindet.In order to give in Figs. 1 to 4 the course of the force acting on the pawl of the rotatable stop 14, an approximately rectilinear-constant course, Fig. 7, to convey, was the coupling arm 22; 23 executed as a two-link chain. During an "on" -Schaltvorganges, puts on the contact piece of the main switching pieces 9; 9a; 10 hinged to the angle lever 15a of the latch arm member 15 to a stop 35, Fig. 4, the latch arm 15 with the distance "a" and forms the switching sequence of the castle with the latch arm 15 a unit. In the continuation of the actuator 1 now takes place at the same time pivoting of the member 23 at the hinge point 24 of the toggle lever 4; 5 hinged to the hinge point 36, which connects the members 22 and 23 together.

Dabei wird der Hebelarm, der auf den Klinkenarm 15 wirkenden Kraft so verändert, daß dieser immer ein gleichbleibendes Drehmoment des Klinkenarmes 15 bewirkt. Durch Zunahme der Schaltsystemkraft, die über den Hebelarm 6 auf den Drehpunkt 24 des Kniegelenkes 4; 5 wirkt, wird diese durch Veränderung der Lage Kniegelenkglieder 4; 5 und dessen Drehpunkt 24, sowie die damit verbundene Lage des Gelenkgliedes 23, in ein konstantes Drehmoment des Klinkenarmes 15 umgesetzt. Die optimalen Längen der Glieder 4 und 5, sowie der Glieder 22 und 23 tragen zu der richtigen Lage der Scharnierpunkte 24 und 26 bei und garantieren dadurch die Einhaltung des am Klinkenarm 15 wirkenden gleichbleibenden Drehmomentes, wodurch der Klinkenarm 15 stets mit konstanter Kraft an dem drehbaren Anschlag 14 anliegt. Der Hebelarm verändert sich dabei vom Maß „a" bei der Hauptschaltstückberührung bis zum Maß „b" in der Endlage der Einschaltstellung (Fig. 2 und 4).In this case, the lever arm, the force acting on the latch arm 15 force is changed so that it always causes a constant torque of the latch arm 15. By increasing the switching system force, via the lever arm 6 on the pivot point 24 of the knee joint 4; 5 acts, this is by changing the position of the knee joint members 4; 5 and its pivot point 24, and the associated position of the hinge member 23, converted into a constant torque of the latch arm 15. The optimal lengths of the links 4 and 5, as well as the links 22 and 23 contribute to the correct position of the hinge points 24 and 26 and thereby guarantee compliance with the constant force acting on the pawl arm 15, whereby the pawl arm 15 always with constant force on the rotatable Stop 14 is present. The lever arm changes from the dimension "a" at the main switching piece contact to the dimension "b" in the end position of the switched-on position (FIGS. 2 and 4).

In Fig. 5 ist der Verlauf der Kraft (PK) des Schaltschlosses eines Fl-Schutzschalters, die an einer Klinke wirkt, dargestellt. Vom Punkt A der Ausschaltstellung legt sich beim Einschalten der Klinkenarm des Schaltschlosses im Punkt B an die Klinke an. Dabei nimmt die Kraft PK bis zur Schaltstückberührung im Punkt C gleichmäßig zu und steigt danach sprunghaft an, Punkt D, um bis zum Ende der Einschaltstellung im Punkt E wieder stark abzufallen. Beim Ausschaltvorgang verläuft die Kraft PK in umgekehrter Richtung. Aus der DE-AS 1790194 ist mit Fig. 6 der Kraftverlauf PK während des Einschaltweges S dargestellt. Durch einen an der Klinke wirkenden Drehsinnwechsel des Drehmomentes legt sich die Klinke während des Einschaltvorganges erst nach Durchlaufen des halben Weges von A nach D bei der Klinkenberührung im Punkt B an. Bis zur Kontaktberührung im Punkt D steigt die Kraft PK wieder an.In Fig. 5, the curve of the force (PK) of the switching mechanism of a Fl-circuit breaker, which acts on a pawl is shown. From point A of the switch-off position, the latch arm of the switch lock at point B engages the latch when the switch is actuated. At the same time, the force PK increases evenly up to the contact piece contact point C and then rises suddenly, point D, in order to drop again sharply at the point E until the end of the switch-on position. When switching off the power PK runs in the reverse direction. From DE-AS 1790194, the force curve PK during the switch-S is shown with Fig. 6. By acting on the pawl rotation sense change of torque, the pawl engages during the switch on only after passing half way from A to D at the latch contact at point B. Until the contact touch in point D, the force PK increases again.

Im Augenblick der Kontaktberührung im Punkt D nimmt sie einen sprunghaften Verlauf. Vom Punkt E ab verläuft sie in einer Kurve über einen Maximalwert bis zum Ende der Einschaltstellung, Punkt F. Die umgekehrte Richtung beschreibt den Ausschaltvorgang des Schalters.At the moment of the touch contact in point D, it takes an erratic course. From the point E it runs in a curve over a maximum value to the end of the switch-on, point F. The reverse direction describes the switch-off of the switch.

Fig. 7 zeigt den Kraftverlauf eines nach der vorliegenden Erfindung ausgeführten Schaltschlosses. Der Einschaltvorgang ergibt dabei folgendes Charakteristikum. Beginnend am Punkt A der Ausschaltstellung erfolgt im Punkt B das Anlegen des Klinkenarmes 15 an den drehbaren Anschlag 14, womit das Schaltschloß verklinkt ist. Beim Weiterschalten steigt die an den drehbaren Anschlag 14 wirkende Kraft PK an, bis im Punkt C die Schaltstücke des voreilenden N-Leiters geschlossen werden. Eine sprunghafte Vergrößerung von PK erfolgt bis zum Punkt D. Danach vergrößert sich die Kraft, der bis zum Schließen der weiteren Schaltstücke des Schaltsystems bis Punkt E. Im Punkt E sind alle Schaltstrecken des Schalters geschlossen. Von E nach F steigt PK nochmals an. Vom Punkt F ab bleibt die Kraft PK, die bis zum Ende des Schaltvorganges im Punkt G der Einschaltstellung wirkt annähernd konstant. Dieser Vorgang wird dadurch erreicht, daß sich der aus den Gliedern 22 und 23 bestehende KuoDlunasarm ab Punkt F mitFig. 7 shows the force curve of a running according to the present invention switching mechanism. The switch-on results in the following characteristic. Beginning at point A of the switch-off is carried out at point B, the application of the pawl arm 15 to the rotatable stop 14, whereby the switching mechanism is latched. When switching the force acting on the rotatable stop 14 force PK increases until at point C, the switching pieces of the leading N conductor are closed. An abrupt increase in PK takes place to the point D. Thereafter, the force increases until the closing of the other switching pieces of the switching system to point E. In point E, all switching paths of the switch are closed. From E to F PK increases again. From the point F ab remains the force PK, which until the end of the switching process in the point G of the closed position acts approximately constant. This process is achieved in that the consisting of the members 22 and 23 KuoDlunasarm from point F with

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dem Glied 22 an den Anschlag 35 des Klinkenarmes 15 und dem Abstand „a" anlegt. Im Verlauf des Weiterschaltens vergrößert sich das Maß „a" auf das Maß „b". In Zusammenwirken der veränderten Kraft durch günstige Veränderung der Winkelstellungen der Glieder 4 und 5 des zweiten Kniehebels erhält der Klinkenarm 15 ein gleichbleibendes Drehmoment woraus eine gleich große Kraft PK am drehbaren Anschlag 14 resultiert. Wie bei allen anderen Schlössern erfolgt der Kraftverlauf beim Ausschaltvorgang in umgekehrter Weise.In the course of the indexing, the dimension "a" increases to the dimension "b." In interaction of the changed force by favorable change in the angular positions of the links 4 and 5 of the second toggle lever, the pawl arm 15 is given a constant torque, resulting in an equally large force PK on the rotatable stop 14. As with all other locks, the force curve during the switch-off procedure is reversed.

Es ist erforderlich, daß die Auslösekraft K, bei allen Systemen aus Sicherheitsgründen etwas über dem Maximum der Entklinkungskraft liegen muß.It is necessary that the release force K, in all systems for safety reasons, must be slightly above the maximum of Entklinkungskraft.

Das heißt, daß diese Entklinkungskraft mit Sicherheit den drehbaren Anschlag 14 aus der Ruhelage in den Bewegungszustand bringen muß, um die Entklinkung zu bewirken.This means that this Entklinkungskraft must bring the rotatable stop 14 from the rest position in the state of motion with certainty to effect the unlatching.

Claims

1. Switch lock for manual switch with self-release and release, in particular for Fl-circuit breaker whose switching mechanism has a multi-member existing double knee joint, at the upper member of an actuator for the manual operation is mounted and the lower member coupled to a fixed-mounted lever arm is, wherein the second knee joint is connected in the on state via a coupling arm with a rotatably mounted pawl arm, which is supported on a rotatable stop, characterized in that on a pawl arm (15) via the angle lever (15 a) consists of a plurality of existing coupling arm ( 22, 23), the links (22-23) of which are connected by hinge points (36, 24) to a bendable knee joint (4, 5, 24), wherein the lever (15a) of the pawl arm (15 ) hinged member (22) of the coupling arm (22, 23) on a stop (35) of the latch arm (15) abs and in cooperation with the changing angles of the links (4; 5) of the ausklinkbaren knee joint (4; 5; 24) and the last member of the coupling arm (23) the member (22) and thus the pawl arm (15) granted a constant torque.

2. Switch lock according to item 1, characterized in that by constant lengths of the links (4; 5 and 22; 23) and position of the hinge points (24; 26) the latch arm (15) always a constant torque is mediated.

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Invention claims:

3. Switching mechanism according to item 1 and 2, characterized in that the triggering power is adapted by arranging a second latch system (18) to the system (14) of the lock.

For this 2 sheets of drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a switching mechanism for manual switch with automatic and free release, in particular residual current circuit breaker.

Characteristic of the known technical solutions

It is known electrical switches with manual operation, which have both self- and free trip, z. B. Fl-schschiter to equip with a switching mechanism. The mechanism of the switching mechanism must be such that various switching positions of the switch can be reliably realized. In this case, a Verklinkungseinrichtung serves to secure the closed position relative to the Ausschaltkraft. The latching device consists of a controlled stop of a trigger assembly and a latch lever. After activation of the trigger the unlatching takes place and the switch-off process can take place abruptly. For unlatching, the force acting on the pawl is a measure of the design of the release force. For safety reasons, the release force must be greater than the force required for unlatching. From the size of this Entklinkungskraft results in the definition of the trigger assembly. It should be noted that the latch force changes during the contact of the contact pieces. This happens during the switching process when switching from the contact piece contact to the end position of the shift lever in the "on" position of the switch or when switching from the "on" position to the switching piece opening. In the known types of lock the effective latching force at the moment of the contact piece contact is greatest and falls substantially to the end position of the closed position. The force on the latch reverses as the switch is turned off. In any case, this tripping force must be greater than the maximum value required for tripping.

From DE-AS 1790194 a lock design is known in softer by the mechanical design of the position of a coupling member on the latch lever a temporarily oppositely acting torque occurs and thus the triggering force is an arcuate force curve. In this embodiment results in a reduction of the maximum release force. Nevertheless, it would be ideal to have a tripping force which remains constant during the contact piece contact and over the entire shifting process.

Object of the invention

The aim of the invention is to provide a switching mechanism in which an approximately straight-line course of the latch force is achieved.

Explanation of the essence of the invention

The technical problem, which is solved by the invention, is that an approximately rectilinear-steady course of the latch force is achieved by a special lever chain and arrangement thereof in the mechanism of the castle. The object is achieved by a arranged between a toggle lever and a pawl coupling arm is designed as a two-link chain. During an "on" switching operation, the member articulated on the pawl arm engages in a contact with the pawl arm and forms a unit when the pawl arm is indexed when the pawl arm contacts the main contact pawls By appropriate position of the hinge point can be achieved in the corresponding execution of the knee joint an approximately rectilinear-consistent force curve on the pawl the lever arm acting on the pawl arm of the link on the toggle lever, the pawl arm always transmits a constant torque.

embodiment

The invention will be explained in more detail with reference to FIGS. 1 to 7:

1: shows the lock mechanism in the off position "0"

Fig. 2: shows the lock mechanism in the Einschaltstelluhg "I"

Fig. 3: shows the lock mechanism in the position after the release trip with held handle in the position

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Fig. 4: shows the lock mechanism simplified to explain the inventive idea with the intermediate positions to be traversed, but which are not switchable, omitting unnecessary lock parts.

Below graphs are shown which represent the force curve of the force acting on the pawl force of the latching device during a switching operation.
Fig. 5 shows the force curve of the well-known technical solutions of the switching locks.