DE10211905A1 - Miniature circuit breaker with two-pole interruption - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Leitungsschutzschalter mit zweipoliger Unterbrechung zum Schutz von Leitungen gegen Fehlerströme, insbesondere gegen thermische Überlastung und Kurzschluss.The invention relates to a circuit breaker with two-pole interruption to protect lines against fault currents, especially against thermal overload and short circuit.
Bisher sind zumindest in Mitteleuropa üblicherweise Leitungsschutzschalter für Wechselstrom im Einsatz, die den Stromkreis einpolig unterbrechen. Da derartige Leitungsschutzschalter üblicherweise in sogenannten genullten Netzen eingesetzt werden, also in Netzsystemen, bei denen der Neutralleiter auf Seiten des Energieversorgungsunternehmens geerdet wird, ist eine Unterbrechung des Neutralleiters bei der Hausinstallation im Fehlerfall nicht erforderlich.So far, at least in Central Europe, are common Miniature circuit breakers for Alternating current in use, which interrupt the circuit with one pole. Since such circuit breakers are usually in so-called zeroed networks are used, i.e. in network systems in which the neutral conductor on the part of the energy supply company is grounded, there is a break in the neutral conductor at the House installation not necessary in the event of an error.
Im Zuge der Globalisierung wird es jedoch immer schwieriger, diese Nullungsbedinungen, also die energieversorgerseitige Erdung des Neutralleiters europaweit zu gewährleisten, sodass bereits heute in einigen europäischen Ländern die zweipolige Abschaltung der zu schützenden Stromkreise aus Sicherheitsgründen gefordert wird.In the course of globalization it will However, these zeroing conditions, i.e. the energy supply side, are becoming increasingly difficult To guarantee grounding of the neutral conductor throughout Europe, so that today in some European countries the two-pole disconnection of the circuits to be protected is required for safety reasons becomes.
Aus der
Soll ein derartiger Leitungsschutzschalter so ausgelöst werden, dass er beide Pole einer Leitung unterbricht, so ist es nicht einfach möglich, die Elemente des bekannten Leitungsschutzschalters zu verdoppeln, da die Funktionselemente des zweipoligen Leitungsschutzschalters im Bauvolumen eines bisherigen einpoligen Leitungsschutzschalters untergebracht werden sollen, sodass keine zusätzlichen Änderungen der jeweiligen Schaltschränke oder -anlagen erforderlich sind. Das Hauptproblem ist dabei der Überstromauslöser, der am meisten Platz beansprucht und daher nicht verdoppelt werden kann. Somit besteht die Schwierigkeit darin, dass dieser Überstromauslöser zwar die Auslösekräfte für die Entklinkung eines einpoligen Leitungsschutzschalters aufbringt, die doppelten Kräfte, wie sie für einen zweipoligen Schalter erforderlich sind, jedoch nicht beherrscht.Should such a circuit breaker so triggered be that it interrupts both poles of a line, so it is not easy possible to double the elements of the well-known miniature circuit breaker, because the functional elements of the two-pole circuit breaker in the volume of a previous single-pole circuit breaker should be accommodated so that no additional changes to the respective control cabinets or systems are required. The main problem is the overcurrent release, the takes up the most space and therefore cannot be doubled. So the difficulty is that this overcurrent release does the triggering forces for the release of a single-pole circuit breaker, the double forces like you for a two-pole switch are required, but not mastered.
Überstromauslöser, die
sowohl bei Kurzschluss als auch bei thermischer Überlastung eine Unterbrechung
der Leitung, also ein Öffnen
der Kontakte bewirken, sind beispielsweise aus der
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Leitungsschutzschalter mit zweipoliger Unterbrechung so auszubilden, dass die Auslösekräfte für zwei zu unterbrechende Kontakte von einem einzelnen Auslöser aufgebracht werden können, sodass sämtliche Funktionselemente des Leitungsschutzschalters im Bauvolumen eines üblichen einpoligen Leitungsschutzschalters untergebracht werden können.The object of the present invention is a circuit breaker with two-pole interruption to train so that the trigger forces for two too interrupting contacts can be applied by a single trigger, so all Functional elements of the circuit breaker in the construction volume of a usual single-pole circuit breaker can be accommodated.
Diese Aufgabe wird durch den Leitungsschutzschalter nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This task is performed by the circuit breaker solved according to claim 1. Advantageous further developments and refinements of the invention are in the subclaims described.
Erfindungsgemäß umfasst also ein Leitungsschutzschalter mit zweipoliger Unterbrechung eine erste und eine zweite Kontakteinrichtung, von denen jede einen Festkontakt und einen beweglichen Kontakt umfasst, wobei die beiden beweglichen Kontakte um eine gemeinsame Schwenkachse schwenkbar an einem Tragköper gelagert sind und jeweils von einer Kontaktfeder in ihre Schließstellung vorgespannt sind, einen schwenkbar am Tragköper gelagerten Schalthebel, der durch die Kontaktfedern der beweglichen Kontakte in eine Unterbrecherstelllung federvorgespannt ist, in der er die beweglichen Kontak te in ihrer Ausschaltstellung hält, einen Schalterbetätigungselement, das über eine Koppelungsvorrichtung mit dem Schalthebel koppelbar ist, so dass der Schalthebel mittels des Schalterbetätigungselements aus seiner Unterbrecherstellung gegen die Kraft der Kontaktfedern in eine Freigabestellung schwenkbar ist und in dieser festgehalten werden kann, solange das Schalterbetätigungselement mit dem Schalthebel gekoppelt ist, wobei die Koppelungsvorrichtung ein am Schalterbetätigungselement angelenktes Koppelelement und eine schwenkbar am Schalthebel gelagerte Klinke umfaßt, die das Koppelelement je nach Stellung relativ zum Schalthebel in Eingriff mit diesem hält oder freigibt, und einen Auslöser, der im Fehlerfall so auf die Klinke einwirkt, dass sie das Koppelelement freigibt.According to the invention thus includes a circuit breaker with two-pole interruption, a first and a second contact device, each comprising a fixed contact and a moving contact, the two movable contacts about a common pivot axis swiveling on a supporting body are stored and each by a contact spring in its closed position are pretensioned, a shift lever pivotally mounted on the supporting body, by the contact springs of the movable contacts in an interruption position is spring-loaded, in which he te the movable contacts in their Off position holds, a switch actuator, the above a coupling device can be coupled to the shift lever, so that the shift lever by means of the switch actuator from it Interruption against the force of the contact springs in a release position is pivotable and can be held in this, as long as that Switch actuator is coupled to the shift lever, wherein the coupling device on the switch actuator articulated coupling element and a pivotally mounted on the gear lever Jack includes, which the coupling element depending on the position relative to the shift lever in Engaging with this keeps or releases, and a trigger, which acts on the pawl in the event of a fault so that it acts as the coupling element releases.
Erfindungsgemäß wird also auf geschickte Weise eine einzelne Feder pro Kontaktstelle gleichzeitig als Schaltfeder eingesetzt, sodass die Forderungen nach ausreichender Kontaktkraft, Aufreißkraft und Entklinkungskraft für ein zweipoliges Schaltgerät erreicht werden.According to the invention, a single spring per contact point is thus simultaneously used as a switching spring in a clever manner, so that the demands for sufficient contact force, tear-open force and release force for a two-pole switching device can be achieved.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass die Kontaktfedern jeweils mit einem Ende an dem beweglichen Kontakt und mit ihrem anderen Ende an dem Schalthebel abgestützt sind.According to an advantageous one Embodiment of the invention provides that the contact springs each with one end on the movable contact and with her other end are supported on the shift lever.
Um eine besonders geeignete Anpassung der einzelnen Bauelemente an das geforderte Bauvolumen zu erreichen, ist vorgesehen, dass der Schalthebel symmetrisch zu einer zu seiner Schwenkachse senkrechten Ebene ausgebildet ist, und dass die beweglichen Kontakte bezüglich dieser Ebene symmetrisch zueinander im Bereich der axialen Aussenflächen des Schalthebels angeordnet sind, wobei der Schalthebel im Bereich seiner Symmetrieebene einen dazu parallelen Einschnitt aufweist, in dem die Klinke schwenkbar gelagert ist.In order to adapt the individual components to achieve the required construction volume, it is provided that the shift lever is symmetrical to one of its pivot axis vertical plane is formed, and that the movable contacts in terms of this plane symmetrical to each other in the area of the axial outer surfaces of the Shift lever are arranged, the shift lever in the area of his Plane of symmetry has a parallel incision in which the pawl is pivoted.
Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der um sein Schwenklager im wesentlichen kreisausschnittförmige Schalthebel eine sich im wesentlichen bogenförmig um sein Schwenklager teilweise herum erstreckende Ausnehmung aufweist, und dass die Schwenkachse der beweglichen Kontakte in einem solchen Abstand zum Schwenklager des Schalthebels angeordnet ist, dass sie innerhalb der Außenkontur des Schalthebels in der bogenförmigen Ausnehmung liegt, wobei im Außenumfangsbereich des Schalthebels für jeden beweglichen Kontakt ein Mitnehmerelement vorgesehenen ist, um die beweglichen Kontakte im Fehlerfall in ihrer Ausschaltstellung mitzunehmen.A particularly useful advanced training in Invention is characterized by the fact that its pivot bearing essentially circular Shift lever a partially arcuate around its pivot bearing has around extending recess, and that the pivot axis of the movable contacts at such a distance from the pivot bearing the shift lever is arranged so that it is inside the outer contour of the shift lever in the arcuate Recess is in the outer peripheral area of the shift lever for a moving element is provided for each movable contact, to take the moving contacts with them in their switch-off position in the event of a fault.
Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Kontaktfedern jeweils mit ihrem einen Ende im Bereich des Außenumfangs des Schalthebels und mit ihrem anderen Ende so an dem beweglichen Kontakt abgestützt sind, dass die Kontaktfedern mit ihren den beweglichen Kontakten zugewandten Endbereichen jeweils zwischen einem der Mitnehmerelemente und der Schwenkachse der beweglichen Kontakte liegen.It is particularly useful here if the Contact springs each with one end in the area of the outer circumference of the shift lever and with its other end so on the movable contact supported are that the contact springs with their moving contacts facing end areas each between one of the driver elements and the pivot axis of the movable contacts.
Hierdurch wird erreicht, dass im Falle, dass der bewegliche Kontakt in Anlage an dem Festkontakt ist, während der Schalthebel in seiner Freigabestellung fixiert ist, die Kraft der Kontaktfeder die Schließkraft bewirkt, während gleichzeitig die gesamte Kraft auch als Aufreißkraft zur Verfügung steht.This ensures that in Case that the movable contact is in contact with the fixed contact is while the shift lever is fixed in its release position, the force the contact spring the closing force causes while at the same time the entire force is also available as a tear force.
Um eine Anzeige für einen aufgrund eines Fehlerstroms geöffneten Leitungsschutzschalter zu erhalten, ist bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass am Schalthebel eine Mitnehmerfeder für das Schalterbetätigungselement vorgesehen ist, um das Schalterbetätigungselement nach einer Auslösung im Fehlerfall in Mittelposition zu bringen, wobei die Mitnehmerfeder einstückig mit einer Kontaktfeder hergestellt ist.To an ad for one due to a fault current open Obtaining miniature circuit breakers is advantageous in another Further development of the invention provides that a Driver spring for the switch actuator is provided to the switch actuator after a trip in Bring error in the middle position, with the driver spring in one piece a contact spring is made.
Um eine besonders gute Ausnutzung der Modulbreite von heutzutage 18 mm zu erhalten, ist bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Auslöser, die Kontakteinrichtungen mit zugeordneten Löschkammern, sowie der Schalthebel mit der zugeordneten Klinke auf dem gemeinsamen, T-förmigen Tragkörper symmetrisch dazu angeordnet sind.For particularly good utilization to get the module width of 18 mm today is one particularly preferred development of the invention provided that the trigger, the contact devices with assigned extinguishing chambers, as well as the shift lever symmetrically with the assigned jack on the common, T-shaped support body are arranged.
Hierdurch lässt sich nicht nur die gesamte Mechanik und Elektrik des Leitungsschutzschalters in der herkömmlichen Modulbreite realisieren, sondern es wird auch ermöglicht, dass das komplette System im offenen Zustand, also ohne Zuhilfenahme von Gehäuseabdeckungen möglich ist.This not only allows the entire mechanics and electrical system of the circuit breaker in the conventional Realize module width, but it also enables that the entire system is in an open state, i.e. without the aid of housing covers possible is.
Ferner ist durch die Verwendung des gemeinsamen Tragkörpers als Basis für alle Funktionsteile sowohl eine weitgehend Toleranz unabhängige Funktions weise als auch eine günstige Voraussetzung für die vollautomatische Fertigung bei der Massenherstellung gewährleistet.Furthermore, by using the common support body as a basis for all functional parts both function largely independent of tolerance as well as a cheap one requirement for fully automated manufacturing in mass production guaranteed.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below, for example based on the drawing explained. Show it:
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the various figures of the Drawing are corresponding components with the same reference numerals Mistake.
Wie in
Der erfindungsgemäße Leitungsschutzschalter ist
mit zwei eingangsseitigen Anschlussklemmen
In einer Aussparung
Der Schalthebel
Auf beiden Seiten des Schalthebels
Die beweglichen Kontakte
Den Kontakteinrichtungen aus beweglichem Kontakt
Der Fachmann erkennt, dass die anhand
von
Eine Kontaktfeder
Um mittels eines als Schalterbetätigungselement
dienenden Schaltgriffs
Um den beweglichen Kontakt aus der
in den
Im eingeschalteten Zustand erfolgt
somit der Stromfluss von der Klemme
Eine Mitnehmerfeder
Im Kurzschlussfall, also bei höheren Erregerströmen, wird
der Auslösestössel
Zur Wiedereinschaltung muss der Schaltgriff
Durch die Verwendung handelsüblicher
Bauteile, wie zum Beispiel der Auslöser und der Löschkammer,
ergibt sich durch deren Anordnung auf dem gemeinsamen Tragkörper
Die Kombination des Auslösers
Aufgrund der gleichen Abmessungen des zweipoligen Leitungsschutzschalters gegenüber den einpoligen Geräten ist es leicht möglich, in bestehenden Schalt- oder Verteilerkästen bei Systemänderungen einpolige Automaten durch den erfindungsgemäßen zweipoligen Leitungsschutzschalter zu ersetzen, ohne das andere Änderungen an den Schalt- oder Verteilerkästen erforderlich wären.Because of the same dimensions of the two-pole circuit breaker compared to the one-pole devices it easily possible in existing switch or distribution boxes in the event of system changes single-pole machines through the two-pole circuit breaker according to the invention to replace without making any other changes on the switch or distribution boxes would be required.
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