DE1120563B

DE1120563B - Trip device for an electrical switch

Info

Publication number: DE1120563B
Application number: DEA33748A
Authority: DE
Inventors: Alan Twemlow Freeman
Original assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Current assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Priority date: 1959-01-21
Filing date: 1960-01-20
Publication date: 1961-12-28
Also published as: CH375413A; FR1245966A; US3064099A; GB934210A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Auslösevorrichtung für einen elektrischen Schalter, dessen beweglicher Kontaktarm über eine Feder in die Offenstellung vorgespannt ist und dessen Kontakte über eine Gelenkanordnung geschlossen sind, wenn beide Gelenkarme eine gerade Linie miteinander bilden.The invention relates to a tripping device for an electrical switch, its movable Contact arm is biased into the open position via a spring and its contacts via an articulation arrangement are closed when both articulated arms form a straight line with one another.

Durch die Erfindung soll eine Verbesserung bekannter Schalter erreicht werden. Sie ermöglicht es, die Masse der Teile, die bei der Kontaktöffnung beschleunigt werden müssen, klein zu halten, so daß eine gegebene Kraft, die durch eine Feder zur Verfügung steht, eine sehr große Beschleunigung der Kontaktteile ergibt. Auf diese Weise lassen sich bei Wahl einer wirtschaftlich tragbaren Vorspannfeder Einsparungen an Material und Raumbedarf für Schalter hoher Abschaltleistung erzielen. Die besondere Anordnung nach der Erfindung macht die Anordnung einer Vorspannfeder in einer solchen Entfernung vom Kontaktspalt möglich, daß der beim Schalten auftretende Lichtbogen bzw. die dabei frei werdende ao Wärme die Vorspannfeder nicht übermäßig erwärmen, so daß eine lange Lebensdauer der Feder gewährleistet wird.The invention is intended to improve known switches. It enables to keep the mass of the parts that have to be accelerated during the contact opening small, so that a given force, which is available through a spring, a very large acceleration of the Contact parts results. In this way, if you choose an economically viable preload spring Achieve savings in material and space requirements for switches with high breaking capacity. The special one Arrangement according to the invention makes the arrangement of a biasing spring at such a distance from Contact gap possible that the arcing occurring during switching or the ao that is released in the process Heat does not excessively heat the bias spring, so that a long life of the spring is ensured will.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß ein zweiteiliges Schaltschloß zwischen dem den Kontakt tragenden Hebel und einem Ende des Gelenkes vorgesehen ist, wobei die beiden Teile des Schaltschlosses zur Betätigung des Schaltschlosses gegeneinander bewegbar und mit dem Hebel und dem Gelenk so verbunden sind, daß das Schaltschloß zur Kraftübertragung einfällt, wenn der Gelenkdrehpunkt zum Schließen der Kontakte verschoben wird, und daß das Schaltschloß gelöst wird, um den Kontakthebel von dem Gelenk zu trennen, wenn der Drehpunkt in einem die Kontakte öffnenden Sinne bewegt wird.According to the invention this is achieved in that a two-part switch lock between the Contact bearing lever and one end of the joint is provided, the two parts of the Switch lock for actuating the switch lock against each other and with the lever and the Joint are connected so that the switch lock for power transmission falls when the pivot point to close the contacts is moved, and that the switch lock is released to the contact lever to separate from the hinge when the pivot point moves in a contact opening sense will.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die zwei Teile des Schaltschlosses eine Rolle und eine C-förmige Klinke auf; eines dieser Elemente ist so angeordnet, daß es durch Drehverschiebung in seine Schließstellung und wieder aus dieser Stellung gedreht werden kann.In a preferred embodiment, the two parts of the switch lock have a role and a C-shaped latch on; one of these elements is arranged so that it is by rotational displacement in his Can be rotated closed position and again from this position.

Eine derartige Schloßanordnung kann durch die Vorspannkraft der Feder sich wieder selbst lösen.Such a lock arrangement can release itself again by the biasing force of the spring.

Zum Beispiel enthält der Schloßmechanismus eine C-förmige Klinke und eine Rolle, die an beiden Gliedern befestigt sind, die sich unter Wirkung der Vorspannkraft voneinander weg bewegen, so daß die Rolle an der Hohlseite der Klinke anliegt, wenn die Glieder miteinander gekoppelt sind, und daß sie wieder getrennt wird, wobei die Glieder sich unter Wirkung der Vorspannkraft trennen, wenn die Klinke aus der Auslösevorrichtung
für einen elektrischen SchalterFor example, the lock mechanism includes a C-shaped pawl and a pulley attached to both links that move away from each other under the biasing force so that the pulley rests against the hollow side of the pawl when the links are coupled together, and that it is separated again, the links separating under the action of the biasing force when the pawl is released from the release device
for an electrical switch

Anmelder:Applicant:

Associated Electrical Industries Limited,
LondonAssociated Electrical Industries Limited,
London

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13Representative: Dr.-Ing. W. Reichel, patent attorney,
Frankfurt / M. 1, Parkstrasse 13th

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 21. Januar 1959 (Nr. 2283/59)Claimed priority:
Great Britain of January 21, 1959 (No. 2283/59)

Alan Twemlow Freeman, Rugby, WarwickshireAlan Twemlow Freeman, Rugby, Warwickshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden(Great Britain),
has been named as the inventor

Kraftrichtung bewegt wird. Die Richtung dieser Kraft schneidet die Rollenachse, und die Kraft entspringt der Vorspannkraft.Direction of force is moved. The direction of this force intersects the roller axis and the force arises the preload force.

Wenn die Anordnung so getroffen ist, daß die Klinke und die Rolle im Eingriff stehen, während die Drehachse eines die Rollenachse tragenden Armes nicht mit der Drehachse der Klinke zusammenfällt, wird eine das Schloß öffnende Kraft, die exzentrisch auf die Rolle wirkt, ausgeübt, die auf die beiden Glieder eine entgegengesetzt gerichtete Vorspannung ausübt. Ein Elektromagnet kann z.B. in erregtem Zustand dieser das Schloß öffnenden Kraft entgegenwirken. Dann kann das Schloß selbsttätig durch die Vorspannkraft freigegeben werden, wenn eine Spule des Elektromagneten entregt wird.If the arrangement is such that the pawl and the roller are in engagement while the The axis of rotation of an arm carrying the roller axis does not coincide with the axis of rotation of the pawl, a force that opens the lock and acts eccentrically on the roller is exerted on the two links exerts an oppositely directed bias. An electromagnet can, for example, be in an excited state counteract this force opening the lock. Then the lock can automatically through the Biasing force are released when a coil of the electromagnet is de-energized.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schalter gemäß der Erfindung mit geschlossenen Kontakten;Fig. 1 shows schematically a switch according to the invention with closed contacts;

Fig. 2 stellt den Schalter in Offenstellung dar;Fig. 2 shows the switch in the open position;

Fig. 3 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform eines Schlosses undFig. 3 shows an advantageous embodiment of a lock and

Fig. 4 ein Schloß, das sich selbst löst, wenn eine Haltespule entregt wird.Fig. 4 shows a lock which releases itself when a holding coil is de-energized.

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In Fig. 1 und 2 ist der feste Kontakt eines Schalters mit 1 bezeichnet. Ein mit diesem zusammenwirkender beweglicher Kontakt 2 ist auf einem Kontaktarm 3 befestigt, der um einen festen Punkt 4 drehbar ist. Ein Betätigungsarm 5, der den zweiten Hebel 5 darstellt, ist um ein Gelenk drehbar, das vorzugsweise koaxial zum Drehpunkt 4 des Kontaktarmes 3 liegt und das an seinem freien Ende den einen Teil des zweiteiligen Schlosses 6 trägt, das als einfacher Kreis dargestellt ist und von bekannter Ausführungsform sein kann. Eine besondere Ausführungsform dieses Schlosses wird weiter unten näher erläutert. Der dritte Hebel trägt den anderen Teil des Schlosses und weist ein Glied 7 auf, das am Punkt la zwischen dem Verbindungspunkt einer Vorspannfeder SP und dem Drehpunkt 4 an einem Arm 3 angelenkt ist. Der erste Hebel 8 ist bei 9 drehbar angeordnet. Wenn der Schalter, wie in Fig. 2 dargestellt, geöffnet ist, liegt der Hebel 8 an einem Anschlag 10 an. Der Hebel 8 und der Betätigungsarm 5 sind über die zwei Arme eines Gelenkmechanismus 11, 12 verbunden. Der dazwischenliegende Drehpunkt 13 der beiden Gelenkarme ist über ein vertikales Glied 14 durch einen Kolben bzw. ein Gewicht 15 bewegbar, das z. B. der Anker eines Elektromagnets sein kann, der zum Schließen des Schalters erregt wird. Eine nicht dargestellte Anschlußleitung ist mit dem Kontaktarm 3 in der Nähe des Drehpunktes 4 in bekannter Weise verbunden.1 and 2, the fixed contact of a switch is denoted by 1. A movable contact 2 cooperating with this is fastened on a contact arm 3 which is rotatable about a fixed point 4. An actuating arm 5, which represents the second lever 5, is rotatable about a joint which is preferably coaxial with the pivot point 4 of the contact arm 3 and which carries at its free end the part of the two-part lock 6, which is shown as a simple circle and from known embodiment can be. A particular embodiment of this lock is explained in more detail below. The third lever carries the other part of the lock and has a member 7 which is articulated on an arm 3 at point la between the connection point of a pretensioning spring SP and the pivot point 4. The first lever 8 is rotatably arranged at 9. When the switch is open, as shown in FIG. 2, the lever 8 rests against a stop 10. The lever 8 and the actuating arm 5 are connected via the two arms of a link mechanism 11, 12. The intermediate fulcrum 13 of the two articulated arms is movable via a vertical member 14 by a piston or a weight 15, which z. B. can be the armature of an electromagnet that is energized to close the switch. A connecting line, not shown, is connected to the contact arm 3 in the vicinity of the pivot point 4 in a known manner.

Eine vorteilhafte Ausführungsform eines Schaltschlosses 6 weist einen Mechanismus auf, wie er schematisch in Fig. 3 dargestellt ist. Eine einen Teil des Schlosses bildende Rolle 16 ist auf dem Hebel 7 drehbar um den Punkt 17 befestigt. Eine C-förmige Klinke 18 ist auf dem Hebel 5 um eine Achse drehbar angebracht, die in der Ein-Stellung koaxial zur Drehachse 17 liegt, so daß die Rolle gegen die durch den Hebel 7 ausgeübte Vorspannkraft gehalten und das Schloß beim Schließen des Sehalters geschlossen gehalten wird, wenn Kraft über die Gelenkanordnung auf den Kontaktarm übertragen werden soll. Die Winkelstellung des C-förmigen Gliedes 18 wird durch einen Stab 19 eingestellt, der bei 20 mit einem Arm 21 des Gliedes 18 drehbar verbunden ist. Wird der Einstellstab 19 nach oben bewegt und nimmt der Arm 21 die Stellung 21a, die strichpunktiert angedeutet ist, an, so wird das Schloß freigegeben und die Feder SP kann den Schalter öffnen, indem der Kontaktarm 3 nach links bewegt wird. Hierbei wird der Kontaktarm vom Gelenkmechanismus getrennt, um ein rasches Öffnen des Schalters zu gewährleisten.An advantageous embodiment of a switch lock 6 has a mechanism as shown schematically in FIG. 3. A roller 16 forming part of the lock is attached to the lever 7 so that it can rotate around the point 17. A C-shaped pawl 18 is rotatably mounted on the lever 5 about an axis which, in the on position, is coaxial with the axis of rotation 17, so that the roller is held against the biasing force exerted by the lever 7 and the lock is closed when the holder is closed is held when force is to be transmitted to the contact arm via the hinge assembly. The angular position of the C-shaped link 18 is adjusted by a rod 19 which is rotatably connected at 20 to an arm 21 of the link 18. If the setting rod 19 is moved upwards and the arm 21 assumes the position 21a, which is indicated by dash-dotted lines, the lock is released and the spring SP can open the switch by moving the contact arm 3 to the left. Here, the contact arm is separated from the hinge mechanism in order to ensure that the switch opens quickly.

Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform eines Schaltschlosses, das eine selbsttätige Freigabe des Schlosses unter Wirkung der Vorspannkraft ermöglicht. In diesem Fall wird das Schloß während des normalen Schalterbetriebes durch einen Elektromagneten oder eine Spule, die zur Öffnung des Schalters entregt wird, geschlossen gehalten.Fig. 4 shows a modified embodiment of a switch lock that an automatic release of the Allows lock under the action of the pretensioning force. In this case, the lock will be used during the normal switch operation by an electromagnet or a coil that opens the switch is de-energized, kept closed.

Aus Fig. 4 läßt sich entnehmen, daß ein Abstand e zwischen einer Welle 22 des Bauteiles 18 a und der Drehachse 17 der Rolle 16 vorgesehen ist, so daß eine Kraft, die von der Vorspannkraft herrührt, exzentrisch angreift und ein Drehmoment auf die Rolle ausübt, das das Glied 18 α in Richtung des Pfeilers r dreht und dabei das Schloß freigibt. Um das Schloß geschlossen zu halten, muß ein entgegengesetzt wirkendes Drehmoment über die Welle 22 oder die den Teilen 19 und 21 der Fig. 3 entsprechenden Glieder ausgeübt werden. Fällt dieses entgegengesetzt gerichtete Drehmoment wieder weg, z.B. durch Entregen einer Auslösespule, so öffnet das Schloß selbsttätig unter Wirkung der Federvorspannung.From Fig. 4 it can be seen that a distance e between a shaft 22 of the component 18 a and the axis of rotation 17 of the roller 16 is provided so that a force resulting from the pretensioning force acts eccentrically and exerts a torque on the roller , the member 18 α rotates in the direction of the pillar r and thereby releases the lock. In order to keep the lock closed, an oppositely acting torque must be exerted via the shaft 22 or the members corresponding to parts 19 and 21 of FIG. If this oppositely directed torque disappears again, for example by de-energizing a trip coil, the lock opens automatically under the action of the spring preload.

Die Wirkungsweise der Anordnung läßt sich am besten erkennen, wenn Dimensionen für die Länge der Hebel wie in Fig. 1 eingesetzt werden. Es sei angenommen, daß die Feder SP eine Kraft von 250 kg ausübt, wenn sie gespannt ist und die Kontakte dabei, wie in Fig. 1 dargestellt, geschlossen sind.The mode of operation of the arrangement can best be seen if dimensions for the length of the levers as in FIG. 1 are used. It is assumed that the spring SP exerts a force of 250 kg when it is tensioned and the contacts are closed, as shown in FIG.

Eine Kraft von 750 kg, die durch die Gelenkanordnung übertragen wird und den Betätigungsarm 5 im Uhrzeigersinn dreht, wobei ein Radius von etwa 15 cm um den Drehpunkt 4 beschrieben wird, erzeugt ein Drehmoment von etwa 125 mkg. Dieses Drehmoment wird durch das Gelenk 7 auf den Kontaktarm 3 übertragen. Die 22,5 cm vom Drehpunkt 4 entfernt angreifende Feder SP erzeugt in entgegengesetzter Richtung ein Drehmoment von etwa 62,5 mkg, so daß als Ergebnis ein resultierendes im Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment auftritt, das die Größe von 62.5 mkg hat. Da der Kontakt einen Abstand von 30 cm von der Drehachse 4 aufweist, beträgt die Kontaktkraft 187,5 kg.A force of 750 kg, which is transmitted through the joint arrangement and rotates the actuating arm 5 in a clockwise direction, describing a radius of approximately 15 cm around the pivot point 4, generates a torque of approximately 125 mkg. This torque is transmitted to the contact arm 3 through the joint 7. The spring SP acting 22.5 cm from the fulcrum 4 generates a torque of about 62.5 mkg in the opposite direction, so that the result is a clockwise torque that is 62.5 mkg. Since the contact is at a distance of 30 cm from the axis of rotation 4, the contact force is 187.5 kg.

Wenn das Schloß 6 das Gelenk 7 freigibt, erzeugt die Feder ein Drehmoment von 62,5 mkg zur Kontakttrennung. Gleichzeitig bewirkt die Feder, daß sich der Hebel 8 im Uhrzeigersinn um die Drehachse 9 dreht, bis er am Anschlag 10 auftrifft, wodurch die Federspannung, die auf das Gelenk wirkt, frei wird, der Kolben bzw. das Gewicht 15 nach unten fällt und dadurch der Betätigungsarm 5 in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Gleichzeitig bringt die Vorrichtung, die die Schloßbetätigung bewirkt, das Schloß wieder in die Ausgangsstellung zurück, so daß der nächste Kontaktschließvorgang erfolgen kann. Die endgültige Stellung der Glieder der Vorrichtung für das Schließen der Kontakte nach der Kontaktöffnung ist in Fig. 2 dargestellt.When the lock 6 releases the joint 7, the spring generates a torque of 62.5 mkg for contact separation. At the same time, the spring causes the lever 8 to rotate clockwise around the axis of rotation 9 rotates until it hits the stop 10, which releases the spring tension that acts on the joint, the piston or the weight 15 falls down and thereby the actuating arm 5 in one direction in the opposite direction is turned clockwise. At the same time, the device that actuates the lock the lock back to its original position so that the next contact closing process can take place can. The final position of the links of the device for closing the contacts after the Contact opening is shown in FIG.

Zum nachfolgenden Schließen des Schalters wird dem Kolben 15 eine nach oben wirkende Kraft zugeführt. For the subsequent closing of the switch, the piston 15 is supplied with an upward force.

Die einfach wirkende Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch für mehrpolige Schalter verwendet werden.The single-acting device according to the invention can also be used for multi-pole switches will.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Trip device for an electrical switch, whose movable contact arm is biased by a spring into the open position and whose contacts are closed via a hinge arrangement when both hinge arms form a straight line with each other, characterized in that a two-part switch lock (6) between the lever (3) carrying the contact and one end of the joint (11,12) is provided, the two parts (16,18) of the switch lock (6) being movable against one another for actuating the switch lock and with the lever (3) and the Joint (11,12) are connected so that the switch lock (6) engages for power transmission when the hinge pivot point (13) is moved to close the contacts, and that the switch lock (6) is released to the contact lever (3) of to separate the joint (11, 12) when the pivot point (13) is moved in a direction that opens the contacts.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the axis of the spring (5F) is approximately

runs parallel to the common axis of the articulated arms (11, 12) when they are stretched.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that one part (18) of the two-part The switch lock (6) is arranged at the free end of an arm (5), the other end (4) of which is hinged to the lever (3) carrying the contact.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the other part (16) of the switching lock (6) is arranged at the free end of an arm (7) so that it is around a pivot point (7 a) is rotatable, which is coaxial with the fulcrum (4) of the lever (3) carrying the contact.

5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the pivot point (7 a) of the one part (16) of the switch lock (6) carrying arm (7) between the pivot point (4) of the contact-carrying lever (3) and one Point at which the pretensioning force is exerted by the spring (SP) , preferably near the last-mentioned point.

6. The device according to claim 3, characterized in that the joint (11,12) with the the other part (18) of the switch lock (6) carrying arm (5) at a point between the Pivot point (4) of the arm and the key switch (6) is connected near the latter.

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that one of the two switch lock parts (16,18) arranged rotatably and the switch lock (6) by turning in one or the other Direction can be actuated.

8. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that the part of the switch lock (6), which can be moved in two opposite directions, a C-shaped Pawl member (18) and the other part has a roller (16), both parts with the second and third levers (5,7) are connected and move together with them that the The pawl member (18) is in the direction of the force resulting from the spring force and a release the two switch lock parts (16,18) is avoided from each other under the action of this force, and that a device (19, 20, 21) is provided which brings the pawl member (18) out of this position and releases the key switch.

9. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that the switch lock (6) has a roller (16) and a pawl member (18) cooperating therewith, wherein the axis about which the pawl member (18) is rotatable runs parallel to the axis of the roller (16), but does not coincide with it, so that the force transmitted via the pawl (18) is relative to the Role acts eccentrically and causes a release of the switching mechanism (6), and that an electromagnetic Device keeps the switch lock (6) closed in the excited state by counteracts this force and releases it in the de-energized state with the help of this force.

Considered publications:
German Patent Nos. 616 133, 560 699;
U.S. Patent No. 2,401,005.

For this purpose, 1 sheet of drawings

109 757/483 12.61