DE2219892A1 - ELECTRIC CIRCUIT BREAKER WITH A SWITCH LOCK - Google Patents
ELECTRIC CIRCUIT BREAKER WITH A SWITCH LOCKInfo
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Description
3Il, 19, April 1972 usd München " J: -"—■'" ~-- -" 3Il , April 19, 1972 usd Munich " J: -" - ■ '"~ - -"
Unser Zeichen? YPA 7a/3740Our sign? YPA 7a / 3740
Elektrischer· Leistungsschalter mit einem SetialtschloßElectrical · circuit breaker with a set lock
Elektrische Leistungsschalter können mit einem Sehaltschloß ausgerüstet sein, das insbesondere zum mechanischen Sperren und. zum Auslösen sowie gum freiauslösen der' Kqntaktglieder dient und beim Einschalten eine Kraftumformung bewirkt. Diese funktionen werden durch Hebel'anordnungen, Kupplungen, Gelenke, Kurvenseheiben oder ähnliehe Glieder erzielt. Diese Glieder können zwei HauptStellungen einnehmen/und zwar für die Eingehaltst©llung und für die Aussehaltstellung der Kontaktglieder des Leistungssoha-lters« Electric circuit breakers can be equipped with a hold lock be equipped, in particular for mechanical locking and. for releasing as well as releasing the contact elements serves and causes a force conversion when switched on. These functions are achieved through lever arrangements, couplings, joints, Curve disks or similar links achieved. These limbs can assume two main positions / namely for compliance and for the exclusion position of the contact members of the benefit holder "
Soll ein Leistungssehalter nach einer Ausschaltung wieder eingeschaltet werden, so müssen zunächst bestimmte Teile des Sohaltsehlosses zur Torbereitung des Einschaltens in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt werden. Beispielsweise ist ein Klinkenhebel aus der ausgelösten Stellung in die verklinkte . stellung zurückzustellen. Dies geschieht in der Regel durch Hilfskräfte, die beispielsweise mittels geeigneter Federn oder mittels eines zurücklaufenden Motorantriebes aufgebracht werden (Starkstromtechnik II, 8. Aufl. 1960, Verlag WiIh. Ernst & Sohn, S. 188-190). .Should a power switch be switched on again after being switched off then certain parts of the hold-open lock must first be returned to their starting position in order to prepare the gate for switching on to be led back. For example, a ratchet lever is from the tripped position to the latched. reset position. This is usually done through Assistants, for example by means of suitable springs or applied by means of a returning motor drive (Starkstromtechnik II, 8th edition 1960, Verlag WiIh. Ernst & Sohn, pp. 188-190). .
Die Erfindung geht von einem insbesondere für Niederspannung vorgesehenen elektrischen Leistungsschalter aus» der eine Antriebsvorrichtung und ein Sohaltschloß besitzt, das eine Schaltwelle sowie einen durch eine Auslösevorrichtung freigebbaren Klinkenhebel und weitere Glieder enthält, die nach dem Ausschalten durch Rückstellkräfte in ihre Ausgangsstellung zurüekführbar sind. Durch die Erfindung soll eine ?er- : besserung der Kräftebilanz: des Schaltschlosses erreichtThe invention relates to an intended in particular for low voltage electric power switch from »of a driving device and a Sohaltschloß has that includes a shift shaft and a releasable by a trigger device ratchet lever and other members which are zurüekführbar after switching off by restoring forces to its original position. The invention is intended to improve the balance of forces of the switching mechanism
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werden, die eine wirtschaftlichere Bemessung insbesondere der Energiespeicher für das Ein- und Ausschalten des Leistungsschalters ermöglicht. that are more economical, especially the Allows energy storage for switching the circuit breaker on and off.
Gemäß der Erfindung sind die Rückstellkräfte in Abhängigkeit von der Stellung der Schaltwelle bereitgestellt und sind in der Einsehaltstellung der Schaltwelle kleiner als "in der Ausschaltstellung« Damit wird erreicht, daß die Rückstellkräfte für den Klinkenhebel und weitere Glieder des Schaltschiosses nicht ständig wirken, sondern erst dann aufgebracht werden, wenn sie benötigt werden. Infolgedessen kann beispielsweise die zur Öffnung der Kontaktglieder des Leistungssehalters erforderliche Ausschaltfeder schwächer bemessen werden, als dies bei ständiger voller Wirksamkeit der Rückstellfeder des Klinkenhebels im Schaltschloß möglich ist. Zugleich wird dadurch eine Verzögerung beim Ausschalten vermieden.According to the invention, the restoring forces are dependent provided by the position of the control shaft and are smaller in the switch-on position of the control shaft than "in the switch-off position" This ensures that the restoring forces for the ratchet lever and other links of the switch lock do not work constantly, but are only applied when they are needed. As a result, for example the cut-off spring required to open the contact elements of the power switch are dimensioned to be weaker than this is possible with constant full effectiveness of the return spring of the ratchet lever in the switch lock. At the same time it becomes a delay when switching off avoided.
Die Erfindung kann beispielsweise in der Form verwirklicht werden, daß bei einem Leistungsschalter, der einen mit der Schaltwelle fest verbundenen Schalthebel besitzt, der Schalthebel als Widerlager einer Rückstellfeder dient. Die Rückstellfeder wird erst dann gespannt, wenn die Schaltwelle mit dem Schalthebel in die Ausschaltstellung gelangt. Ist beispielsweise ein Klinkenhebel vorgesehen, der an seinem einen Ende schwenkbar gelagert ist und an seinem anderen Ende mit einer Auslösewelle zusammenwirkt, so kann mit dem Schalthebel eine Biegefeder gelenkig verbunden sein, die sich an einem festen Widerlager und an einem Anschlag des Klinkenhebels abstützt und deren Biegespannung sich bei der Bewegung des Schalthebels in die Ausschaltstellung vergrößert. Diese Biegefeder kann beispielsweise aus Federdraht bestehen.For example, the invention can be embodied in the form be that in a circuit breaker which has a switching lever firmly connected to the switching shaft, the switching lever serves as an abutment of a return spring. The return spring is only tensioned when the selector shaft with the switch lever reaches the switch-off position. If, for example, a ratchet lever is provided, which at its one End is pivotably mounted and at its other end cooperates with a release shaft, so can with the shift lever a spiral spring can be articulated, which is located on a fixed abutment and on a stop of the ratchet lever and whose bending stress increases when the shift lever is moved into the switch-off position. This spiral spring can for example consist of spring wire.
Auch zur Rückstellung von Gliedern des SchaltSchlosses, die zur Übertragung der Einschaltkraft dienen, kann die Erfindung benutzt werden. Sie eignet sich beispielsweise für solche Leistungsschalter, bei denen die Kraftübertragung auf die Schaltwelle üiier einen auf der Schaltwelle schwenkbar gela-Also for resetting members of the switching lock that serve to transmit the switch-on force, the invention can be used. It is suitable, for example, for such Circuit breakers where the power is transmitted to the Selector shaft via a pivotably mounted on the selector shaft
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gerten Freilaufhebel und ein zwischen dem Freilaufhebel und dem Schalthebel angeordnetes Kuppelglied erfolgt. In Weiterbildung der Erfindung kann mit dem Freilaufhebel der eine Hebel eines Knieheb elsystems gelenkig verbunden sein, und zwischen dem anderen Kniehebel und dem Schalthebel kann eine Zugfeder angeordnet sein, deren Aufhängepunkte so gewählt sind, daß sie ihren Abstand beim Einschalten im wesentlichen beibehalten. Beim Einschalten braucht infolgedessen'keine Rückstellkraft des Kniehebelsystems überwunden-zu werden. Die erwähnte Zugfeder wird erst beim Ausschalten gespannt, wodurch die Rückstellkraft bereitgestellt ist.Gerten freewheel lever and a between the freewheel lever and the shift lever arranged coupling element takes place. In a further development of the invention, one can use the freewheel lever Lever of a toggle system be articulated, and A tension spring can be arranged between the other toggle lever and the switching lever, the suspension points of which are selected in this way are that they essentially maintain their spacing when switched on. As a result, there is no need when switching on Restoring force of the toggle system-to be overcome. the The tension spring mentioned is only tensioned when it is switched off, whereby the restoring force is provided.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is described below with reference to the in the figures illustrated embodiment explained in more detail.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Leistungsschalter für Niederspannung, der ein Schaltschloß und eine Antriebsvorrichtung besitzt.Fig. 1 shows a schematic representation of a circuit breaker for low voltage, a switch lock and a Has drive device.
Das Schaltschloß ist gesondert in vergrößertem Maßstab in Fig. 2 in seiner Ausschalt st ellung bei verriegeltem Klinkenhebel gezeigt. ·The key switch is shown separately on an enlarged scale in Fig. 2 in its off position with the latch lever locked shown. ·
Die Figur 3 zeigt in einer ähnlichen Darstellung wie Fig. 2 das Sehaitschloß in zwei verschiedenen Stellungen, und zwar beim Beginn und am Ende des Ausschaltvorganges.In a representation similar to FIG. 2, FIG. 3 shows the safety lock in two different positions, namely at the beginning and at the end of the switch-off process.
In Fig. 1 ist ein Leistungsschalter 1 dargestellt, der mit einer Antriebsvorrichtung 2 versehen ist. Die Strombahn des Leistungssehalters 1 weist ein oberes Anschlußstück 3 und ein hiermit starr verbundenes feststehendes Schaltstück 4 auf-, dem ein bewegliches Schaltstück 5 gegenübersteht. Zwischen dem Schaltstück 5 und einem unteren Anschlußstück 6 ist ein biegsames Leiterstück 7 angeordnet. Zwischen dem feststehenden Schaltstück 4 und dem beweglichen Schaltstück 5 .befinden sich parallele Leiterstücke 10 und 11, die bei großen Stromstärken eine Erhöhung der Kontaktkraft zwischen den Schaltstücken 4 und 5 bewirken. /In Fig. 1, a circuit breaker 1 is shown with a drive device 2 is provided. The current path of the power switch 1 has an upper connection piece 3 and a hereby rigidly connected stationary contact piece 4, which is opposed to a movable contact piece 5. Between the switching piece 5 and a lower connector 6 is a flexible conductor piece 7 arranged. Located between the fixed contact 4 and the movable contact 5 parallel conductor pieces 10 and 11, which at large currents cause an increase in the contact force between the contact pieces 4 and 5. /
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Das in Pig. 1 ebenfalls schematisch dargestellte Schaltschloß des Leistungsschalters 1 umfaßt eine Schaltwelle 12 mit einem zweiarmigen Hebel 13, dessen einer Arm 14 mit einem insgesamt mit 15 bezeichneten Kniehebelsystsm in Verbindung steht und dessen anderer Hebelarm 16 mittels eines Hebels 17 an dem beweglichen Schaltstück 5 angreift. Zur Führung des beweglichen SchaltStückes 5 dient ein Lenker 20. Ferner greift an dem beweglichen Schaltstück 5 bzw. dem damit verbundenen Leiterstück 11 eine Feder 21 an, die sowohl im Einschaltzustand die Kontaktkraft erzeugt als auch beim Ausschalten das bewegliche Schaltstück öffnet. Das Kniehebelsystem 15 stützt sich mit dem einen Kniehebel 22 an einer Yerklinkungseinrichtung 23 ab, die einen Klinkenhebel 24, eine Sperrklinke 25 sowie eine Rückzugsfeder 26 für die Sperrklinke 25 umfaßt.That in Pig. 1 switch lock also shown schematically the circuit breaker 1 comprises a switching shaft 12 with a two-armed lever 13, one arm 14 with a total with 15 designated toggle system is in connection and the other lever arm 16 of which engages the movable contact piece 5 by means of a lever 17. To guide the moving Switching piece 5 is used by a handlebar 20. It also engages the movable contact piece 5 or the associated Conductor piece 11 a spring 21, which generates the contact force both when switched on and when switched off movable contact piece opens. The toggle lever system 15 is supported with one toggle lever 22 on a yatching device 23, which comprises a pawl lever 24, a pawl 25 and a return spring 26 for the pawl 25.
Die mit dem Leistungsschalter 1 verbundene Antriebsvorrichtung 2 besitzt eine Drehstabfeder 30, die an ihrem einen Ende in einem Widerlager 31 eingespannt ist. An dem vorderen Ende trägt die Drehstabfeder 30 eine Kurvenscheibe 32, An einem Vorsprung 33 der Kurvenscheibe 32 kann ein Mitnehmer 34 angreifen, der auf einer Welle 35 befestigt ist, auf die ein Handhebel 36 einwirkt. Die Drehstabfeder 30 kann massiv ausgebildet, vorzugsweise jedoch aus einzelnen Federblättern geschichtet sein.The drive device connected to the circuit breaker 1 2 has a torsion bar spring 30 which is clamped at one end in an abutment 31. At the front end the torsion bar spring 30 carries a cam 32, a driver 34 can act on a projection 33 of the cam 32, which is mounted on a shaft 35 on which a hand lever 36 acts. The torsion bar spring 30 can be made solid, but preferably be layered from individual spring leaves.
In Fig. 1 ist der Handhebel 36 kurz vor dem Erreichen der strichpunktierten Einschaltlage 37 dargestellt. Wird der Handhebel 36 noch weiter bewegt, so gleitet der Mitnehmer 34 von dem Vorsprung 33 ab und gibt die Kurvenscheibe 32 frei. Diese dreht sich entgegen dem Uhrzeigersinn und drückt gegen eine an dem Kniegelenk des Kniehebelsystems 15 angeordnete Rolle 18, bis das Kniehebelsystem 15 seine Totpunktlage überschreitet und sich der Kniehebel 22 gegen einen Anschlag 28 legt. Die beschriebene Bewegung des Kniehebelsystems 15 bewirkt eine Verdrehung der Schaltwelle 12 im Uhrzeigersinn und damit die Einschaltung des Leistungsschalters 1·In Fig. 1, the hand lever 36 is shown shortly before reaching the switched-on position 37 in dash-dotted lines. Will the If the hand lever 36 is moved further, the driver 34 slides off the projection 33 and releases the cam disk 32. This rotates counterclockwise and presses against one arranged on the knee joint of the toggle lever system 15 Roll 18 until the toggle system 15 exceeds its dead center position and the toggle lever 22 rests against a stop 28. The described movement of the toggle lever system 15 causes a clockwise rotation of the switching shaft 12 and thus the switching on of the circuit breaker 1
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Soll der Leistungsschalter 1 ausgeschaltet -Werden, so wird die Sperrklinke 25 in Richtung des Pfeiles 29 von dem Klinkenhebel 24 abgezogen. Dadurch -wird die Unterstützung des Kniehebelsystems 15 aufgehoben, und die Feder 21 zieht das · bewegliche Schaltstück 5 in die in der Figur 1 gezeigte Lage.If the circuit breaker 1 is to be switched off, so is the pawl 25 in the direction of arrow 29 of the Ratchet lever 24 withdrawn. This will provide support for the Toggle system 15 canceled, and the spring 21 pulls the · movable contact piece 5 in the position shown in FIG.
Im folgenden wird der Aufbau des Schaltschlosses und seine Funktion näher beschrieben. In den Figuren 2 und 3 entspricht die Schaltwelle 40 der in Fig. 1 gezeigten Schaltwelle 12. Die Kniehebel 42und 43 bilden das in Fig. T mit 15 bezeichnete Kniehebelsystem. Der Kniehebel 43 ist auf einem ortsfesten Lagerbolzen 44 schwenkbar gelagert und besitzt eine über den Lagerbolzen 44 hinausragende Verlängerung 45,.die in der Ausschaltstellung gemäß der Fig. 2 an einem Anschlag ■ 48 anliegt. Der andere Kniehebel 42 ist mittels eines weiteren Gelenkbolzens 49 mit einem auf der Schaltwelle 40 gelagerten Freilaufhebel 47 gelenkig verbunden. Der Freilaufhebel 47 besitzt eine Arbeitsfläche 50, die mit einer Rolle 52 eines Rollenhebels 51 zusammenwirkt', der mittels eines Cfelenkstiftes 53 an einem mit der Schaltwelle 40 starr verbundenen Schalthebel 54 gelagert ist. An dem Rollenhebel 51 ist eine weitere Rolle 55 vorgesehen, die auf einer Kreisbahn 57 eines Klinkenhebels 56 geführt ist. Der Klinkenhebel ist annähernd sichelförmig gestaltet und an seinem einen Ende auf einem Bolzen 60 schwenkbar gelagert. An seinem anderen Ende besitzt.der Klinkenhebel 56 eine Hase 62, die sich im Einschaltzustand an einer Klinkenwelle <63 abstützt. Zur Begrenzung des Weges des Klinkenhebels 56 beim Ausschalten dient ein ortsfester Anschlag 68. ■ ■-..;""The following is the structure of the switch lock and its Function described in more detail. In Figures 2 and 3 corresponds the switching shaft 40 of the switching shaft 12 shown in FIG. 1. The toggle levers 42 and 43 form that designated by 15 in FIG Toggle system. The toggle lever 43 is pivotably mounted on a stationary bearing pin 44 and has a over the bearing pin 44 protruding extension 45, .die in the switched-off position according to FIG. 2 at a stop ■ 48 is present. The other toggle lever 42 is connected in an articulated manner by means of a further hinge pin 49 to a freewheel lever 47 mounted on the selector shaft 40. The freewheel lever 47 has a work surface 50 with a roller 52 of a Roller lever 51 cooperates', which by means of a Cfelenkstiftes 53 on a shift lever rigidly connected to the shift shaft 40 54 is stored. On the roller lever 51 is another one Roller 55 is provided, which is guided on a circular path 57 of a ratchet lever 56. The ratchet lever is approximately sickle-shaped and at one end on a bolt 60 pivoted. At its other end is the ratchet lever 56 a bunny 62 that is turned on a ratchet shaft <63. A stationary stop is used to limit the path of the ratchet lever 56 when it is switched off 68. ■ ■ - ..; ""
Am Ende des Schalthebels 54 befindet sich eine Öffnung 61, in die eine langgestreckte Biegefeder 65. eingreift, die zwischen zwei ortsfesten Widerlagern 66 und 67 geführt ist. Die Biegefeder 65 wirkt mit einem Anschlag 70 des Klinkenhebels 56 zusammen, der sich im Bereich der Kreisbahn. 57 befindet.At the end of the switching lever 54 there is an opening 61 into which an elongated spiral spring 65 engages, which is guided between two stationary abutments 66 and 67. The spiral spring 65 interacts with a stop 70 of the ratchet lever 56, which is located in the area of the circular path. 57 is located.
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Ferner besitzt der Schalthebel 54 eine rückseitige Verlängerung 71, an der ein Bolzen 73 als Widerlager einer Zugfeder 72 angeordnet ist. Mit ihrem anderen Ende greift die Zugfeder 72 an einem Widerlager 74 der Verlängerung 45 des Kniehebels 43 an.Furthermore, the shift lever 54 has a rear extension 71, on which a bolt 73 as an abutment of a tension spring 72 is arranged. With its other end, the tension spring 72 engages an abutment 74 of the extension 45 of the Toggle 43.
Wirkt auf das Kniegelenk 41 der Kniehebel 42 und 43 eine Kraft ein, wie dies anhand der Figur 1 bereits erläutert wurde, so wird der Freilaufhebel 47 mit fortschreitender Streckung der Kniehebel 42 und 43 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt und damit der Rollenhebel 51 mit seiner Rolle auf der Kreisbahn 57 des Klinkenhebels 56 entlanggeführt. Dabei werden der Schalthebel. 54 und die Schaltwelle 40 ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn mitgenommen. Die sich hieraus ergebende Einschaltstellung ist in Fig. 3 ausgezogen dargestellt, wobei der Kniehebel 43 in einer Übertotpunktsteilung an einem Anschlag 46 anliegt. Bei diesem Einschaltvorgang bewegen sich die rückseitige Verlängerung 71 des Schalthebels 54 und die Verlängerung 45 des Kniehebels 43 gleichsinnig, so daß der Abstand der Widerlager 73 und 74 der Zugfeder 72 praktisch unverändert bleibt. Die Zugfeder 72 wird infolgedessen nicht gespannt.Acts on the knee joint 41 of the toggle levers 42 and 43 a Force, as has already been explained with reference to FIG. 1, the freewheel lever 47 becomes with advancing Extension of the toggle levers 42 and 43 pivoted counterclockwise and thus the roller lever 51 with its role guided along the circular path 57 of the ratchet lever 56. Doing this will be the gear lever. 54 and the shift shaft 40 also taken counterclockwise. The result of this The resulting switch-on position is drawn out in FIG. 3 shown, the toggle lever 43 resting against a stop 46 in an over-center pitch. During this switch-on process the rear extension 71 of the switching lever 54 and the extension 45 of the toggle lever 43 move in the same direction, so that the distance between the abutments 73 and 74 of the tension spring 72 remains practically unchanged. The mainspring As a result, 72 is not tensioned.
Zum Ausschalten wird durch Drehung der Auslösewelle 63 die Hase 62 des Klinkenhebels 56 freigegeben, Dadurch gelangt der Klinkenhebel 56 in die ausgezogene Stellung gemäß der Figur 3, wobei die Rolle 52 des Rollenhebels 51 von der Arbeitsfläche 50 des Freilaufhebels 47 abgleitet und der Schalthebel 54 mit der Schaltwelle 40 unter dem Einfluß der gespeicherten Ausschaltkraft in die Ausschaltstellung gelangt (strichpunktiert in Fig. 3).To turn the trip bar 63 is the rabbit 62 released the ratchet lever 56 by rotation, 56 This places the latch lever into the extended position shown in Figure 3, wherein the roller of the roller lever 51 slides 52 from the working surface 50 of the freewheel lever 47 and the shift lever 54 with the switching shaft 40 reaches the switch-off position under the influence of the stored switch-off force (dash-dotted lines in FIG. 3).
Der Angriffspunkt der Biegefeder 65 an dem Schalthebel 54 bewegt sich beim Ausschalten auf einer Kreisbahn, was zur Folge hat, daß sich die Biegefeder 65 an den Anschlag 70 des Klinkenhebels 56 anlegt und eine Durchbiegung derart erfährt, daß eine Rückstellkraft auf den Klinkenhebel 56The point of application of the spiral spring 65 on the shift lever 54 moves on a circular path when it is switched off, with the result that the spiral spring 65 rests against the stop 70 of the ratchet lever 56 applies and a deflection such learns that a restoring force is exerted on the ratchet lever 56
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ausgeübt wird. Beim Vergleich der Figuren 2 und 3 ist zu erkennen, daß die Biegespannung in der Ausschaltstellung größer als in der Einsehaltstellung ist.is exercised. When comparing Figures 2 and 3 it can be seen that the bending stress in the switch-off position is greater than is in the on position.
Ferner zeigt die Figur. 3, daß mit dem Übergang des Schalt« hebeis 54 von der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung eine Spannung· der Zugfeder 72 verbunden ist. Damit ist die Rückstellkraft bereitgestellt, die zur Überführung der Kniehebel 42 und 43 in die Stellung gemäß der Figur 1 benötigt wird.The figure also shows. 3 that with the transition of the switch " hebeis 54 from the switch-on position to the switch-off position a tension · of the tension spring 72 is connected. This provides the restoring force necessary for transferring the toggle lever 42 and 43 are required in the position according to FIG will.
Dadurch, daß die Zugfeder 72 beim Einsehaltvorgang nicht gespannt wird, braucht die Antriebsvorrichtung des Leistungsschalters beim Einschalten keine zusätzlichen Kräfte zu überwinden. Ebenso braucht beim Ausschalten die Ausschaltfeder keine zusätzlichen Kräfte zu überwinden, weil die Biegefeder 65 weitgehend entspannt ist. Hieraus ergibt sich nicht nur eine günstige Kräftebilanz, sondern auch eine besonders rasche Auslösung.Because the tension spring 72 is not tensioned during the closing process the drive device of the circuit breaker does not need to overcome any additional forces when it is switched on. Likewise, the opening spring does not need to overcome any additional forces when switching off, because the spiral spring 65 is largely relaxed. This not only results a favorable balance of forces, but also a particularly rapid release.
5 Ansprüche5 claims
3 Figuren " .3 figures ".
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Also Published As
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |