DE19507605C1

DE19507605C1 - Snap-action latching mechanism for electrical switch

Info

Publication number: DE19507605C1
Application number: DE1995107605
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Sues
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1995-03-04
Filing date: 1995-03-04
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2015-03-05

Abstract

The electrical circuit breaker switch has a contact lever (11) that is held against a fixed contact (14) in one position and is operated by a toggle (2) input to open the contacts. The mechanical link between the toggle and the contact lever is provided by a link (F) that has a dead centre position such that the switch latches into position when the dead centre position is passed. The contact lever is pivot mounted (12) and has a roller at the tip that locates with clearance in a recess in the coupling link. A coil spring (15) provides the return action.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verklinkungseinrichtung für einen elektrischen Schalter, insbesondere einen Leitungsschutzschalter, nach dem Oberbegriff des An spruchs 1.The invention relates to a latching device for an electrical Switches, in particular a circuit breaker, according to the preamble of the An saying 1.

Aus DE 30 02 795 A1 ist ein Schaltmechanismus für Leitungsschutzschalter mit Ver klinkungseinrichtung bekannt, wobei ein von einem Schaltgriff angetriebener Koppel hebel an einem Rastelement eines Kontakthebels oder eines Zwischenhebels angreift und so die Bewegung unter Ausnutzung der Reibung oder Formgebung zwischen bei den Verklinkungsteilen auf einen Schaltkontakt oder Kontakthebel überträgt. Die Aus löser des Leitungsschutzschalters drücken direkt oder über Zwischenhebel auf diese Verklinkungsstelle und lösen die Verklinkung unter Überwindung der Reibkräfte, wo durch der Schaltkontakt unter Wirkung einer Rückstellfeder in die Ausschaltstellung gelangt, auch bei festgehaltenem Schaltgriff (Freiauslösung).From DE 30 02 795 A1 a switching mechanism for circuit breakers with Ver Klinkungseinrichtung known, a coupling driven by a switching handle lever engages a locking element of a contact lever or an intermediate lever and so the movement taking advantage of the friction or shape between transfers the latching parts to a switching contact or contact lever. The out The circuit breaker release presses it directly or via an intermediate lever Latching point and release the latching, overcoming the frictional forces where by the switching contact under the action of a return spring in the off position arrives, even when the control handle is held (release).

Ein Nachteil solcher Verklinkungsmechanismen ist die in der Massenfertigung schlecht reproduzierbare enge Toleranz der Reibkräfte bzw. Gleichmäßigkeit der Oberflächengüte der Klinkenteile.One disadvantage of such latching mechanisms is that they are poor in mass production reproducible close tolerance of the friction forces or uniformity of the Surface quality of the jack parts.

Aus der DE 41 16 454 C2 ist eine Verklinkungseinrichtung bekannt, bei der die Ver klinkung mittels eines zwischen Schaltgriff und Schaltkontakt angeordneten Kniege lenk-Hebelpaares realisiert ist, welches sich in einer Übertotpunktlage befindet. Bei einem Schaltmechanismus mit einer solchen Verklinkungseinrichtung wirken die Aus löser des Leitungsschutzschalters auf dieses Kniegelenk-Hebelpaar und überwinden die Totpunktlage, wodurch die Anordnung in ihre instabile Lage gelangt und der Schaltkontakt sich in Ausschaltstellung bewegen kann.From DE 41 16 454 C2 a latching device is known in which the Ver latching by means of a knee arranged between the switching handle and the switching contact Steering lever pair is realized, which is in an over-center position. At a switching mechanism with such a latching device act release the circuit breaker on this pair of knee joints and overcome the dead center position, whereby the arrangement comes into its unstable position and the Switch contact can move to the off position.

Die Herstellung eines Schaltmechanismus mit einer solchen Verklinkungseinrichtung erfordert eine hohe Fertigungsgenauigkeit, da die Übertotpunktlage durch eine spezi elle Formgebung der Einzelteile eingestellt wird. Wenn dabei, wie im Fall der DE 41 16 454 C2 als Hebel auch Drahtbügel verwendet werden, ist deren räumliche Verwindung als mögliche Fertigungsabweichung noch besonders zu beachten.The manufacture of a switching mechanism with such a latching device requires a high level of manufacturing accuracy because the dead center position is due to a special All shaping of the individual parts is set. If there, as in the case of DE 41 16 454 C2 wire brackets are also used as levers, their spatial twist to be particularly noted as a possible manufacturing deviation.

Aus der DE 36 19 242 A1 ist eine Verklinkungseinrichtung für einen elektrischen Schalter der eingangs genannten Art bekannt geworden, bei dem der Klinkenhebel eine Ausnehmung mit Anschlagflächen für den Kontakthebel aufweist.DE 36 19 242 A1 describes a latching device for an electrical device Switch of the type mentioned is known, in which the latch lever has a recess with stop surfaces for the contact lever.

Aus der DE 10 67 913 B ist eine Verklinkung für einen Leistungsschalter mit drehbaren rollen gezeigt, wobei zwei sich gegenüberliegende Rollen vorgesehen sind, die mit einem Druckstück zusammenwirken. Die eine Rolle ist an einem Anschlaghebel ange bracht und die andere Rolle stützt sich über eine Pufferfeder ab, die den bei der Be grenzung einer Schaltbewegung auftretenden Schlag dämpft.DE 10 67 913 B is a latch for a circuit breaker with rotatable roll shown, two opposing roles are provided, which with interact with a pressure piece. One roller is attached to a stop lever brings and the other role is supported by a buffer spring, which the at Be limit a switching movement occurring shock dampens.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verklinkungseinrichtung für elektrische Schalter, insbesondere Leitungsschutzschalter zu schaffen, die auf einfache Weise aufgebaut und herstellbar ist, sowie eine sichere Funktion bietet, die nicht von Rei bungsverhältnissen oder der Form von Drahtbügeln abhängig ist.The invention has for its object a latching device for electrical Switches, especially circuit breakers, to create the simple way is constructed and producible, as well as a safe function that is not from Rei conditions or the shape of wire hangers.

Diese Aufgabe wird bei einer Verklinkungseinrichtung nach dem Oberbegriff des An spruchs 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.This task is at a latching device according to the preamble of the An claim 1 solved by its characteristic features.

Die Verklinkungseinrichtung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Es sind eindeutige Verklinkungsverhältnisse einstellbar, die praktisch nur vom Winkel Alpha abhängen, nicht von Toleranzen der Länge der Verbindungsgerade c oder des Radiuses R der Rolle 5 abhängen. Wenn ein Überstrom nicht zur vollständigen Entklinkung und Aus lösung des Leitungsschutzschalters führt, kehrt die Verklinkungseinrichtung selbsttätig in die Ausgangslage zurück, so daß für jede Auslösung gleiche Ausgangsbedingungen gegeben sind. Der Klinkenhebel der Einrichtung ist ein einfaches ebenes Stanzteil, an das keine besonderen Anforderungen bezüglich Güte der Oberflächen bzw. Schnittkanten zu stellen sind. Auch die Oberflächen der Anschlagflächen 3 und 4 am Klinkenhebel 1 und der Rolle 5 sind ohne Einfluß auf die Funktion der Verklinkung, da keine Relativbewegung zwischen Rolle und Anschlagflächen stattfindet. Die Verklinkungseinrichtung enthält nur wenige Ein zelteile. Eine zutreffende Schaltstellungsanzeige im Fall einer Verschweißung der Kontakte ist ohne zusätzliche Teile erreicht. Die Verklinkungseinrichtung ist geeignet zur Übertragung großer Kräfte, da durch eine entsprechende Wahl der Größe des Winkels Alpha eine Anpassung an bestimmte Auslösekräfte möglich ist.The latching device has a number of advantages. Clear latching ratios can be set, which practically depend only on the angle alpha and do not depend on tolerances of the length of the connecting line c or the radius R of the roller 5 . If an overcurrent does not lead to complete unlatching and release of the circuit breaker, the latching device automatically returns to the starting position, so that the same starting conditions are given for each trip. The ratchet lever of the device is a simple flat stamped part, to which no special requirements with regard to the quality of the surfaces or cut edges have to be made. The surfaces of the stop surfaces 3 and 4 on the ratchet lever 1 and the roller 5 also have no influence on the function of the latch, since there is no relative movement between the roller and the stop surfaces. The latching device contains only a few individual parts. An appropriate switch position indicator in the event of a welding of the contacts is achieved without additional parts. The latching device is suitable for the transmission of large forces, since an appropriate choice of the size of the angle alpha enables adaptation to certain triggering forces.

Ausgestaltungsmöglichkeiten und weitere Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.Design options and other advantages arise from the following description of an embodiment based on the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Anordnung von Schaltgriff, Klinkenhebel und Kon takthebel, Fig. 1 arrangement of switching handle, latch lever and con tact lever,

Fig. 2 Schaltmechanismus mit Verklinkungseinrichtung in Einschaltstellung, Fig. 2 switching mechanism with latching device in switched-on position,

Fig. 3 Darstellung eines Klinkenhebels und einer Kontakt hebel-Rolle zur Erläuterung der prinzipiellen Wir kungsweise, Fig. 3 representation of a ratchet lever and a contact lever role to explain the principle We way,

Fig. 4 Darstellung der Verklinkungseinrichtung (nur we sentliche Elemente) in unterschiedlichen Schalt stellungen. Fig. 4 representation of the latching device (only we essential elements) in different switching positions.

Fig. 1 zeigt einen Schaltgriff 2 mit einer Schaltgrifflager stelle (Drehpunkt 2a). Weiterhin ist ein Klinkenhebel 1 dargestellt, der an einem Drehpunkt 7 drehbar am Schaltgriff 2 gelagert ist. Eine Rolle 5 ist in einer Rollenachse 6 drehbar an einem Kontakthebel 11 gelagert. Der ebene Klinkenhebel 1 weist eine Ausnehmung 22 auf, mit drei Anschlagflächen 3, 4, 13 für die Rolle 5. Die Rolle 5 liegt im dargestellten Einschaltzustand an der ersten Anschlagfläche 3 und der zweiten Anschlagfläche 4 an. Mit 8 ist der Anschlag-Teil des Klinkenhebels 1 bezeichnet. Mit 9 ist eine Verlängerung am Klinkenhebel 1 bezeichnet, an der ein Auslösehe bel 10 angreifen kann, der in Fig. 2 dargestellt ist. Mit c ist eine Verbindungsgerade zwischen dem Klinkenhebel-Drehpunkt 7 und der Rollenachse 6 bezeichnet. Die erste Anschlagfläche 3 bildet mit der Verbindungsgeraden c einen spitzen Winkel Alpha. Diese Gestaltung der Ausnehmung 22 bewirkt, daß ein Berührungspunkt B der Rolle 5 an der ersten Anschlagfläche 3 - in der Zeichnung - unterhalb der Verbindungsgeraden c liegt. Die Anordnung bildet ein Kniegelenk in Übertotpunktlage, wie anhand von Fig. 3 aus führlicher erläutert wird. Fig. 1 shows a shift handle 2 with a shift handle bearing (fulcrum 2 a). Furthermore, a ratchet lever 1 is shown, which is rotatably mounted on the control handle 2 at a pivot point 7 . A roller 5 is rotatably mounted on a contact lever 11 in a roller axis 6 . The flat ratchet lever 1 has a recess 22 with three stop surfaces 3 , 4 , 13 for the roller 5 . In the switched-on state shown, the roller 5 lies against the first stop surface 3 and the second stop surface 4 . With 8 the stop part of the ratchet lever 1 is designated. With 9 an extension on the latch lever 1 is designated, on which a Ausleösehe bel 10 can attack, which is shown in Fig. 2. With c a straight line between the pawl pivot point 7 and the roller axis 6 is designated. The first stop surface 3 forms an acute angle alpha with the connecting line c. This design of the recess 22 causes a point of contact B of the roller 5 on the first stop surface 3 - in the drawing - below the straight line c. The arrangement forms a knee joint in the dead center position, as will be explained in more detail with reference to FIG. 3.

Fig. 3 zeigt in einer schematisierten Darstellung zur Erläute rung des Wirkprinzips einen Klinkenhebel 1 und eine Rolle 5, die am Berührungspunkt B die erste Anschlagfläche 3 berührt. Mit a ist eine erste Wirklinie zwischen dem Drehpunkt 7 und dem Berüh rungspunkt B bezeichnet, und mit b ist eine zweite Wirklinie zwischen dem Berührungspunkt B und der Rollenachse 6 bezeichnet, die dem Radius R der Rolle 5 entspricht. Die Wirklinien a und b machen deutlich, daß die Anordnung ein Kniegelenk in Übertot punktlage ist. Der Abstand des Berührungspunktes B von der Ver bindungsgeraden c ist als Maß h bezeichnet, das die Größe der Übertotpunktlage angibt, die durch den Winkel Alpha konstruktiv vorgegeben wird und durch den Anschlag-Teil 8 mit der Anschlagfläche 4 am Klinkenhebel 1 gesichert wird. Fig. 3 shows in a schematic view for Erläute tion of the active principle a latch lever 1 and a roller 5 which contacts the first abutment surface 3 at the contact point B. With a a first line of action between the pivot point 7 and the contact point B is designated, and with b a second line of action between the contact point B and the roller axis 6 is designated, which corresponds to the radius R of the roller 5 . The lines of action a and b make it clear that the arrangement is a knee joint in overdot point position. The distance of the point of contact B from the straight Ver connection c is referred to as dimension h, which indicates the size of the top dead center position, which is predetermined by the angle alpha and is secured by the stop part 8 with the stop surface 4 on the ratchet lever 1 .

Die Anschlagfläche 13 am Klinkenhebel 1 steht ebenfalls unter einem spitzen Winkel, nämlich einem Winkel Beta zur Verbindungs geraden c, wodurch bei einem fehlerhaften Verschweißen des Kon takthebels 11 mit einem Festkontakt 14, (Fig. 4) der Schaltgriff 2 trotz Entklinkung des Schaltschlosses in der Einschaltstellung gehalten wird, durch Einhaken des Anschlages 13 an der Rolle 5.The stop surface 13 on the ratchet lever 1 is also at an acute angle, namely an angle beta to the straight connection c, whereby in the event of a faulty welding of the contact lever 11 with a fixed contact 14 ( FIG. 4), the control handle 2 despite the release of the switch lock in the Is kept in the on position by hooking the stop 13 on the roller 5th

In Fig. 1 ist mit 20 eine Kurve am Klinkenhebel 1 bezeichnet, entlang der die Rolle 5 bei Frei-Auslösung schwenkt. In Fig. 1, 20 is a curve on the ratchet lever 1 , along which the roller 5 pivots when released.

In Fig. 2 ist der gesamte Schalt- und Verklinkungsmechanismus in Einschaltstellung dargestellt. Mit 21 ist ein Gehäuse eines Schaltgerätes bezeichnet. Es ist ersichtlich, daß auch der Schaltgriff 2 mit seiner Lagerstelle 2a, dem Drehpunkt 7 und dem Rollenlager 6 in bekannter Weise eine Übertotpunktlage bildet, dargestellt durch die Wirklinien d, e, f und somit unter Wirkung einer Rückstellfeder 15 in Einschaltstellung bleibt.In Fig. 2 the entire switching and latching mechanism is shown in the on position. With 21 a housing of a switching device is designated. It can be seen that the control handle 2 with its bearing 2 a, the pivot point 7 and the roller bearing 6 in a known manner forms an over-center position, represented by the lines of action d, e, f and thus remains in the switched-on position under the action of a return spring 15 .

Eine Drehfeder 16 ist mit ihrem kurzen Schenkel 17 in nicht nä her dargestellter Weise am Gehäuse 21 befestigt, während ein Schenkelende 18 an einem zweiten Anschlag 19 am Klinkenhebel 1 angreift und so den Klinkenhebel 1 immer in seine Verrastungspo sition führt. Die Drehfeder 16 verleiht außerdem dem Schaltgriff 2 ein nach rechts drehendes Moment, welches ihn bei einer Auslö sung in die Ausschaltstellung bewegt. Der an der Verlängerung 9 des Klinkenhebels 1 angreifende Auslösehebel 10 kann mit dem Kontakthebel 11 auf einer Achse 12 gemeinsam gelagert sein, und bei Linksdrehung die Übertotpunktlage ausheben, wodurch das Schaltschloß entklinkt.A torsion spring 16 is attached with its short leg 17 in a manner not shown here on the housing 21 , while one leg end 18 engages a second stop 19 on the pawl lever 1 and thus the pawl lever 1 always leads to its Verrastungspo position. The torsion spring 16 also gives the control handle 2 a clockwise turning moment, which moves it in the off position in the event of a trigger. The release lever 10 engaging on the extension 9 of the ratchet lever 1 can be mounted together with the contact lever 11 on an axis 12 and, when turned to the left, raise the dead center position, whereby the switch lock is released.

In Fig. 4 sind die Positionen einzelner Elemente der Verklin kungseinrichtung in unterschiedlichen Schaltstellungen darge stellt. Mit E ist die Schaltstellung ein, mit A die Stellung Aus und F die Stellung des Klinkenhebels 1 bei Frei-Auslösung be zeichnet.In Fig. 4, the positions of individual elements of the Verklin kungseinrichtung in different switching positions Darge presents. With E the switch position is on, with A the off position and F the position of the ratchet lever 1 in the case of free tripping.

Claims

1. latching device for an electrical switch, in particular a circuit breaker, an over-center position being formed with the aid of a knee joint which, in conjunction with the force of a return spring ( 15 ), ensures latching between a latch lever ( 1 ), which has a pivot point ( 7 ) can be brought into a switch-on position (E) or a switch-off position (A) by a control handle ( 2 ), and a contact lever ( 11 ), characterized in that

- the contact lever (11), a rotatably mounted in a roller axis (6) roller (5)
- The pawl lever ( 1 ) has a recess ( 22 ), with a he most and a second stop surface ( 3 , 4 ) for the roller ( 5 ), the ratchet lever ( 1 ) and the radius of the roller ( 5 ) together the knee joint form, and
- A connecting line (c) between the pivot point ( 7 ) and the roller axis ( 6 ) forms an acute angle (Alpha) with the first stop surface ( 3 ) and the second stop surface ( 4 ) in one - the radius (R) of the roller ( 5 ) corresponding - distance parallel to the connecting straight line (c), so that there is a point of contact (B) of the roller ( 5 ) on the first stop face ( 3 ) in the dead center position.

2. Latching device according to claim 1, characterized in that the ratchet lever ( 1 ) has a third stop surface ( 13 ) for the roller ( 5 ), which with the second stop surface ( 4 ) forms an acute angle (Beta) and ensures that in the event of contact welding, the control handle ( 2 ) is held in the switched-on position despite the release of the switch lock.

3. latching device according to one of the preceding claims, characterized in that the latch lever ( 1 ) has an extension ( 9 ) for an attack of a release lever ( 10 ).

4. latching device according to one of the preceding claims, characterized in that a torsion spring ( 16 ) in the pivot point ( 2 a) of the control handle ( 2 ) is arranged, which with its rem leg end ( 18 ) on a stop ( 19 ) of the latch lever ( 1 ) on the one hand, leads the ratchet lever ( 1 ) into its latching position and, on the other hand, gives the control handle ( 2 ) a torque that turns to the right, which moves it to the off position when triggered.