DE19740422B4 - Current-limiting low-voltage circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Strombegrenzender
Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem durch ein Schaltschloß verklinkbaren
Kontaktsystem, das pro Phase mindestens einen bewegbaren Kontakthebel
und einen festen Gegenkontaktaufweist, bei dem der bewegliche Kontakthebel
bei auftretenden hohen Strömen
infolge elektrodynamischer Kräfte
entgegen der Wirkung einer Kontaktkraftfeder abhebt,
dadurch
gekennzeichnet, dass
– als
Verbindung zwischen einem den zumindest einen Kontakthebel tragenden
bewegbaren Kontakthebelträger (5)
und einer Schaltwelle (15) des Schalters eine Knickhebelverbindung
(1) vorgesehen ist, die durch miteinander gelenkig verbundene Teillaschen
(2; 3; 3a) gebildet ist, die durch eine Feder (4) zur Einnahme einer
gestreckten Lage beaufschlagt sind,
– dass der Kontakthebelträger (5)
durch ein Schwenklager (6) mit einem Stützhebel (7) verbunden ist und
– dass der
bewegbare Kontakthebelträger
(5) eine Anschlagfläche
(8) zur Einwirkung auf eine der Teillaschen (2) durch eine Schwenkbewegung
des Kontakthebelträgers (5)
aufweist, derart, daß die
Teillaschen (2; 3; 3a) durch diese Anschlagfläche (8) aus ihrer Strecklage
auslenkbar sind, wobei der bewegbare...Current-limiting low-voltage circuit breaker having a contact system latchable by a switching mechanism, comprising at least one movable contact lever and a fixed mating contact per phase, in which the movable contact lever stands out against the action of a contact force spring when high currents occur due to electrodynamic forces,
characterized in that
- Is provided as a connection between a at least one contact lever bearing movable contact lever carrier (5) and a switching shaft (15) of the switch a buckling lever connection (1) which is formed by mutually articulated part flaps (2; 3, 3a) by a Spring (4) are acted upon to take a stretched position,
- That the contact lever carrier (5) by a pivot bearing (6) with a support lever (7) is connected and
- that the movable contact lever carrier (5) has a stop surface (8) for acting on one of the part flaps (2) by a pivoting movement of the contact lever carrier (5), such that the part flaps (2; 3; 3a) through this abutment surface (8) are deflectable from their extended position, wherein the movable ...
Description
Die Erfindung betrifft einen strombegrenzenden Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem durch ein Schaltschloß verklinkbaren Kontaktsystem, das pro Phase mindestens einen bewegbaren Kontakthebel und einen festen Gegenkontaktaufweist, bei dem der bewegliche Kontakthebel bei auftretenden hohen Strömen, zum Beispiel bei Kurzschlüssen, infolge elektrodynamischer Kräfte entgegen der Wirkung einer Kontaktkraftfeder abhebt.The The invention relates to a current-limiting low-voltage circuit breaker with a verklinkbaren by a switch lock Contact system, the at least one movable contact lever per phase and a fixed mating contact, wherein the movable contact lever when high currents occur, for example, short circuits, due to electrodynamic forces lifts against the action of a contact force spring.
Bei strombegrenzenden Niederspannungs-Leistungsschaltern werden extrem kurze Auslösezeiten von wenigen Millisekunden angestrebt. Die normalen Auslösezeiten bei Leistungsschaltern sind länger, denn beim klassischen Aufbau eines dynamisch festen, oder selektiv staffelbaren Leistungsschalters ist das Kontaktsystem in sich völlig starr. Die Kontakte bleiben geschlossen, bis sie an anderer Stelle freigegeben werden. Der Auslösemagnet muß zum Ansprechen gebracht werden, was eine verhältnismäßig lange Zeit in Anspruch nimmt und es muß dazu eine komplette Schaltmechanik freigegeben werden, in der eine relativ große Anzahl von Teilen bewegt werden muß. Daraus resultiert aber auch, daß der Schalter bezüglich der Stromführungsfähigkeit die hohe Belastung aushalten muß und nicht vorher durch Überhitzung beschädigt oder zerstört wird. Das kann dadurch umgangen werden, daß die elektrodynamischen Stromkräfte selbst zur Kontaktöffnung ausgenutzt werden. Dafür gibt es eine Reihe unterschiedlicher Prinzipien. Eines besteht darin, zu bewirken, daß die abhebenden Kontaktkräfte bei hohen Strömen zur Wirkung kommen können, bevor eine normale mechanische Verklinkung im Schalterantrieb freigegeben wird. Das beruht darauf, daß jeder stumpf aufeinander treffende Kontakt durch die Stromengekräfte eine abstoßende Wirkung erfährt und wenn die Kontakte nicht durch Fremdkräfte zusammengehalten werden, heben sie bei einer bestimmten Stromstärke ab. Der auftretende Schaltlichtbogen wirkt dabei als strombegrenzender Widerstand. Mit dem Öffnen der Kontakte muß dann auch der Schaltmechanismus in die Ausschaltstellung gebracht und der Kontaktträger mit dem Schaltmechanismus wieder verriegelt werden.at Current-limiting low-voltage circuit breakers become extreme short tripping times of a few milliseconds. The normal tripping times with circuit breakers are longer, because in the classical construction of a dynamically fixed, or selective The circuit breaker is completely rigid in itself. The Contacts remain closed until released elsewhere become. The trigger magnet must to Taken into account, which takes a relatively long time to complete takes and it has to a complete switching mechanism will be released, in which a relative size Number of parts must be moved. But this also means that the switch in terms of the current carrying capacity the high load has to endure and not before due to overheating damaged or destroyed becomes. This can be circumvented by the fact that the electrodynamic current forces themselves for contact opening be exploited. Therefore There are a number of different principles. One is to cause the lifting contact forces high currents can come into effect before a normal mechanical latch released in the switch drive becomes. That's because everyone dull meeting one another by the Stromengekräfte one repellent Experiences and effects if the contacts are not held together by external forces, lift off at a certain amperage. The occurring switching arc acts as a current-limiting resistor. By opening the Contacts must then also brought the switching mechanism in the off position and the contact carrier be locked again with the switching mechanism.
Die FR-PS 721 451 beschreibt einen Gleichspannungs-Schnellschalter, bei dem die Stromkräfte durch einen vom Kontaktsystem getrennten, bei einer Stromerhöhung ansprechenden elektromechanischen Wandler erzeugt werden. Durch die AT-PS 250 479 ist ein strombegrenzender Schalter bekannt geworden, dessen beweglicher Schalthebel in der Einschaltstellung durch eine Verklinkung gehalten ist, die sowohl mittels einer durch elektrodynamische Kräfte hervorgerufenen Bewegung des beweglichen Schalthebels als auch durch einen elektromagnetischen Überstromauslöser lösbar ist. Die Übertragung der Auslösebewegung des Überstromauslösers auf die Verklinkungsstelle geschieht dabei durch mehrere Zwischenglieder.The FR-PS 721 451 describes a DC high-speed switch in which the current forces through a disconnected from the contact system, responsive to a current increase electromechanical transducer can be generated. By the AT-PS 250 479 a current-limiting switch has become known whose movable Shift lever held in the closed position by a latch is that caused by both by an electrodynamic forces Movement of the movable lever as well as by an electromagnetic overcurrent release is solvable. The transfer of triggering movement the overcurrent release on the Verklinkungsstelle happens by several intermediate links.
In der DE-PS 1 801 071 ist ein Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer schleifenförmigen Strombahn, die auseinandertreibende kontaktöffnende Kräfte erzeugt, dargestellt, bei dem durch die, bei besonders hohen Überströmen auftretenden, elektrodynamischen Kräfte im Kontaktsystem der Schalthebel entgegen der Kraft einer Feder bewegt wird. Am bewegbaren Kontakthebel ist eine Stange vorgesehen, die sich mit einer Rolle an einem Sperrglied abstützt. Durch dieses Sperrglied, das seinerseits gegen Federkraft verschiebbar ist und eine Rolle wird ein Klinkenhebel verschoben und freigegeben, wodurch der Schalthebel in die Ausschaltlage gebracht werden kann.In DE-PS 1 801 071 is a low-voltage circuit breaker with a loop-shaped current path, the diverging contact opening personnel produced, shown in which by, occurring at particularly high overcurrents, electrodynamic forces in the contact system, the shift lever against the force of a spring is moved. On the movable contact lever a rod is provided, which is supported by a roller on a locking member. By this locking member, in turn displaceable against spring force is and a roll is moved and released a latch lever whereby the shift lever can be brought into the Ausschaltlage.
Eine
andere Möglichkeit
zur schnellen Kontaktöffnung
auf Grund von Stromkräften
ist in der
Die
Eine andere Lösung zur strombegrenzenden Abschaltung zeigt die DE-PS 1 463 311. Bei dieser Bauart ist das bewegliche Kontaktstück auf einem schwenkbaren Hebel gelenkig gelagert. Im Kurzschlußfall wird durch die Bewegung des beweglichen Kontaktstücks infolge elektromechanischer Kräfte eine Kontaktstücksperre gelöst, so daß die Kontaktfeder entspannt und das bewegliche Kontaktstück in die Aus-Stellung geschleudert wird.A another solution for current-limiting shutdown shows the DE-PS 1 463 311. At This type is the movable contact piece on a pivoting lever articulated. In case of short circuit is due to the movement of the movable contact piece electromechanical forces one Contact piece stop solved, So that the Contact spring relaxed and the movable contact piece in the Off position is thrown.
Die
Die
Druckschrift
Die
Druckschrift
Die
Druckschrift
Alle vorgenannten Schalter haben gemeinsam den Nachteil, daß für die Realisierung der Strombegrenzung eine Vielzahl zu bewegender Teile, teilweise auch nur für die Strombegrenzung zusätzlich erforderliche Bauelemente, vorhanden sind. Das ist mit hohem mechanischem und fertigungstechnischem Aufwand verbunden.All The aforementioned switch have the common disadvantage that for the realization the current limit a variety of moving parts, partially also only for the current limit in addition required components are present. This is with high mechanical and manufacturing effort associated.
Die
Aufgabe der Erfindung besteht ausgehend von einem strombegrenzenden
Niederspannungs-Leistungsschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 (
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei als Verbindung zwischen einem den zumindest einen Kontakthebel tragenden bewegbaren Kontakthebelträger und der Schaltwelle eine Knickhebelverbindung vorgesehen ist, die durch miteinander gelenkig verbundene Teillaschen gebildet ist, die durch eine Feder derart beaufschlagt sind, daß sie eine gestreckte Lage einnehmen. Der bewegbare Kontakthebelträger ist dabei nicht, wie bisher üblich, starr, sondern durch ein, vorzugsweise durch eine Welle gebildetes, Schwenklager mit seinen Stützhebeln verbunden, so daß er eine Schwenkbewegung ausführen kann, wobei der bewegbare Kontaktträger eine Tasche zur Aufnahme und Verbindung der an ihm angelenkten Teillasche der Knickhebelverbindung mit dem bewegbaren Kontakthebelträger mittels eines Koppelbolzens aufweist und wobei eine Kante der Tasche die Anschlagfläche zur Einwirkung des Kontakthebelträgers durch seine Schwenkbewegung auf eine der Teillaschen bildet.These The object is solved by the features of claim 1, wherein as a connection between the at least one contact lever bearing movable contact lever carrier and the shift shaft is provided a buckling lever connection, the is formed by mutually articulated part flaps, which are acted upon by a spring so that they have a take a stretched position. The movable contact lever carrier is not, as usual, rigid, but by a, preferably formed by a wave, Swivel bearing with its support levers connected so that he perform a pivoting movement can, wherein the movable contact carrier a pocket for receiving and Connection of the part of the articulated lever link articulated to it with the movable contact lever carrier by means of a coupling pin and wherein an edge of the pocket, the stop surface for Action of the contact lever carrier formed by its pivoting movement on one of the part flaps.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß ihre Verwirklichung überwiegend mit vorhandenen Elementen möglich ist und ein vergleichsweise geringer Gestaltungsaufwand erforderlich ist. Es werden keine grundsätzlich neuen Schalterteile benötigt, sondern nur abgewandelte Elemente in Form der Teillaschen. Es ist deshalb möglich, mit dem gleichen Grundschalter je eine Baureihe für strombegrenzende und selektiv staffelbare Schalter zu realisieren. Die Knickhebelverbindung besteht vorteilhaft aus drei Teillaschen, von denen die erste mittels eines Koppelbolzens in der Tasche des Kontakthebelträgers, deren obere Fläche die Anschlagfläche bildet, gelenkig gelagert ist. Über ein Mittelgelenk, das durch einen Gelenkbolzen gebildet ist, sind zwei parallele zweite Teillaschen angelenkt, die an ihrer entgegengesetzten Seite am Schaltwellenhebel gelenkig gelagert sind. Auf dem Gelenkbolzen ist eine Drehfeder angeordnet, deren Schenkel die erste und die zweiten Teillaschen so beaufschlagen, daß die in der Tasche des bewegbaren Kontaktträgers befindliche Teillasche gegen die Anschlagfläche in der Tasche des Kontakthebelträgers gedrückt wird, wodurch die am anderen Ende am Schaltwellenhebel befestigten Teillaschen eine gestreckte Lage zueinander einnehmen, die einer starren Verbindung zwischen dem Kontakthebelträger und der Schaltwelle gleichkommt. Die Knickhebelverbindung kann selbstverständlich auch umgekehrt angeordnet sein, so daß die Doppelteillasche in der Tasche des bewegbaren Kontaktträgers an diesem angelenkt ist.The advantages of the invention are that their implementation is possible mainly with existing elements and a relatively low design effort is required. There are no fundamentally new switch parts needed, but only modified elements in the form of partial flaps. It is therefore possible to realize with the same basic switch ever a series for current-limiting and selectively staggered switch. The articulated lever connection advantageously consists of three part flaps, of which the first is articulated by means of a coupling bolt in the pocket of the contact lever carrier, whose upper surface forms the abutment surface. About a center joint, which is formed by a hinge pin, two parallel second part flaps articulated, which are articulated on its opposite side on the shift shaft lever. On the hinge pin a torsion spring is arranged, the legs of which act on the first and the second part flaps so that the part pocket located in the pocket of the movable contact carrier is pressed against the stop surface in the pocket of the contact lever carrier, where take a stretched position to each other through the attached at the other end on the shift lever lever part flaps, which equals a rigid connection between the contact lever carrier and the shift shaft. The articulated lever connection can of course also be arranged vice versa, so that the double divider pocket in the pocket of the movable contact carrier is articulated thereto.
Die Welle des Schwenklagers des bewegbaren Kontaktträgers ist zweckmäßig so positioniert, daß ihre Achse auf einem Kreisbogen um die Achse der Welle des Stützhebels durch die Kontakthebelwelle angeordnet ist. Sie kann sich aber auch außerhalb oder innerhalb dieses Kreisbogens befinden.The Shaft of the pivot bearing of the movable contact carrier is suitably positioned so that its axis on a circular arc around the axis of the shaft of the support lever is arranged by the contact lever shaft. She can, too outside or within this arc.
Beim Einwirken elektrodynamischer Kräfte auf die bewegbaren Kontakthebel, werden diese gegen den schwenkbaren Kontakthebelträger gedrückt und verursachen eine Schwenkbewegung desselben. Dadurch wirkt der Kontakthebelträger mittels seiner Anschlagfläche auf die Knickhebelverbindung entgegen der Beaufschlagung durch die Feder ein. Wenn die auf die Kontakthebel wirkenden und von diesen auf den Kontakt hebelträger übertragenen elektrodynamischen Öffnungskräfte die Kraft der Feder überwinden, knickt die Knickhebelverbindung ein und die Kontakte des Schalters können sich öffnen. Der in dieser nicht stabilen Phase des Abschaltvorganges auftretende Abschaltlichtbogen zwischen den bewegbaren Kontakthebeln und den feststehenden Gegenkontakten wirkt dabei als strombegrenzender Widerstand. Wenn im weiteren Verlauf des Abschaltvorganges der elektromagnetische Schnellauslöser den Schalter endgültig abschaltet, wird durch die sich drehende Schaltwelle und ihren Schaltwellenhebel die Knickhebelverbindung wieder in die gestreckte Lage gebracht, in der sie nun durch die Feder fixiert wird, was wieder dem quasistarren Zustand entspricht. Damit ist der Schalter wieder einschaltbereit.At the Acting on electrodynamic forces the movable contact levers, these are against the swiveling Contact lever carrier pressed and cause a pivoting movement of the same. As a result, the contact lever carrier acts by means of his stop surface on the articulated lever connection against the action of the Pen on. When acting on the contact levers and of these on the contact lever carrier transmitted electrodynamic opening forces the Overcome the force of the spring, kinks the articulated lever connection and the contacts of the switch can open. Of the occurring in this unstable phase of the shutdown Abschaltlichtbogen between the movable contact levers and the fixed mating contacts acts as a current-limiting resistor. If in the further course of the shutdown of the electromagnetic instantaneous release the switch finally turns off, by the rotating shift shaft and its shift lever brought the articulated lever connection back into the extended position, in which she is now fixed by the spring, which is again the quasi-rigid State corresponds. The switch is ready to switch on again.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The Invention will be described below with reference to FIGS preferred embodiments explained in more detail.
Die
Die
Die
Die
Die
In
der
Im
Kontakthebelträger
Wenn
nun eine Öffnungskraft
auf das System wirkt, indem elektrodynamische Kräfte auf die Kontakthebel
Claims (5)
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