DE3226820A1

DE3226820A1 - Line protection circuit breaker of narrow construction

Info

Publication number: DE3226820A1
Application number: DE19823226820
Authority: DE
Inventors: Horst DDR 9300 Annaberg-Buchholz Döhler; Wolfgang Dipl.-Ing. Pump; Wolfgang Dipl.-Ing. DDR 9309 Königswalde Süß
Original assignee: HERMSDORF KERAMIK VEB; KOMBINAT VEB KERAMISCHE WERKE HERMSDORF DDR 6530 HERMSDORF; Keramische Werke Hermsdorf VEB
Current assignee: Elektroinstallation Annaberg O-9300 Annaberg GmbH
Priority date: 1981-08-13
Filing date: 1982-07-17
Publication date: 1983-07-14
Also published as: AT384908B; DD204343A1; DE3226820C2; ATA246182A

Abstract

The invention relates to a line protection circuit breaker of narrow construction, having a two-armed switching contact, which is centrally supported, on the end side in front of the extinguishing chamber. The object of the invention is to ensure a high opening speed and a relatively low cost for parts and production. This is achieved according to the invention in that the switching contact has a lever arm on the rear side on which a connecting bracket engages for the locking mechanism, in that the contact force is produced by a rotating spring which is arranged in the rotating bearing of the switching contact, and in that the restoring spring is constructed as a powerful tension spring which engages directly on the lever arm of the switching contact, via the connecting bracket, and, in its direction of action, corresponds to the geometrical alignment of the connecting bracket. <IMAGE>

Description

Leitungsschutzschalter in SchmalbauweiseMiniature circuit breaker in narrow design

Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einen Schaltmechanismus fUr einen Leitungsschutzschalter in Schmalbauweise und geringer Bauhöhe mit einem thermischen und magnetischen Auslöser sowie einem mittig stirnseitig vor der Löschkammer gelagerten zweiarmigen Schaltkontakt.Field of application of the invention The invention relates to a switching mechanism For a miniature circuit breaker in narrow design and low overall height with a thermal and magnetic release as well as one in the middle in front of the extinguishing chamber mounted two-armed switch contact.

Charakteristik der wbekannten technischen LUsunzen In diesem Zusammenhang ist bereits vorgeschlagen worden, den Schaltkontakt mittig, stirnseitig vor der Löschkammer im Bereich seines Masseschwerpunktes drehbeweglich zu lagern, wodurch sich ein geringes MissentrSgheitsmoment für die Bewegung des Schaltkontaktes ergibt (WP HOlH/225237).Characteristics of the known technical LUsunzen In this context has already been proposed to put the switch contact in the middle, on the face in front of the To store the extinguishing chamber in the area of its center of gravity rotatably, whereby there is a small moment of inertia for the movement of the switch contact (WP HOlH / 225237).

Diese Anordnung gewährleistet eine hohe Kontaktöffnungsgeschwindigkeit und eine hohe Laufgeschwindigkeit des Schaltlichtbogens auf dem Schaltkontakt, so daß der geringe Spalt zur tangierenden unteren Leitschiene keinen nachteiligen Einfluß auf das schnelle Einlaufen des Lichtbogens in die Löschkammer hat.This arrangement ensures a high contact opening speed and a high running speed of the switching arc on the switching contact, see above that the small gap to the tangential lower guardrail has no adverse effect on the rapid entry of the arc into the arcing chamber.

Bekannte technische Lösungen, die einen stirnseitig vor der BUschkammer angeordneten Schaltkontakt aufweisen, haben zumeist den Nachteil, daß mehrere Teile des Schaltmechanismus beim Auslösen des Schalters im Kurzschlußfall mitbewegt werden müssen und somit die dBfnungsgeschwindigkeit des Schaltkontaktes verringern.Well-known technical solutions that one face in front of the BUschkammer Have arranged switching contact, usually have the disadvantage that several parts the switching mechanism are moved when the switch is triggered in the event of a short circuit and thus reduce the opening speed of the switch contact.

Zum Beispiel wird im DE-GM 7500060 vorgeschlagen, den Kontaktarm oberhalb der Lichtbogenkammer zu lagern und so auszubilden, daß im eingeschalteten Zustand sein Ende unmittelbar bis zum unteren Lichtbogenleitblech verläuft. Mit dieser Anordnung wird ebenfalls ein günstiges Einlaufen des Lichtbogens in die LUschkammer gewährleistet. Nachteilig ist, daß bei dieser technischen Lösung die Verklinkungsteile des Schaltmechanismus auf dem Kontaktarm gelagert sind und beim Offnungsvorgang mitbewegt werden müssen0 Ziel der @ Erfindung Ziel der Erfindung ist, einen Schaltmechanismus zu finden, der die genannten Mängel der bereits bekannten technischen Lösungen hinsichtlich der Erreichung einer hohen Uffnungsgeschwindigkeit vermeidet.For example, it is proposed in DE-GM 7500060, the contact arm above to store the arc chamber and to train so that in the switched-on state its end runs directly to the lower arc guide plate. With this arrangement a favorable entry of the arc into the air chamber is also guaranteed. The disadvantage is that the latching parts of the switching mechanism in this technical solution are stored on the contact arm and must be moved during the opening process0 Aim of the invention The aim of the invention is to find a switching mechanism, which the mentioned shortcomings of the already known technical solutions with regard to the achievement of a high opening speed avoids.

r1eun des Wesen der Erfindun Aufgabe der Erfindung ist, für einen Leitungsschutzschalter der genannten Art einen einfachen Schaltmechanismus zu finden, der bei Ausbildung des Kontakt- und Löschsystems mit einem mittig, stirnseitig vor der Löschkammer im Bereich seines Masseschwerpunktes drehbeweglich gelagerten Schaltkontaktes die damit erreichten Vorteile in Bezug auf die Erreichung einer hohen Kontaktöffnungsgeschwindigkeit und eines schnellen Einlaufens des Lichtbogens in die Löschkammer beibehält und darüberhinaus die erforderlichen Funktionen für einen Leitungsschutzschalter, wie z. B.r1eun the essence of the invention is the task of the invention for one Miniature circuit breakers of the type mentioned to find a simple switching mechanism, in the formation of the contact and extinguishing system with a center, front side the arcing chamber in the area of its center of gravity rotatably mounted switching contact the advantages achieved therewith in relation to the achievement of a high contact opening speed and maintains rapid arc entry into the arcing chamber, and In addition, the functions required for a circuit breaker, such as z. B.

Freiauslösung, Handbetätigung, Uberstromauslösung gewährleistet und nur einen geringen Platzbedarf benötigt. Gleichzeitig soll der Teile- und Fertigungsaufwand niedrig gehalten werden und die Gestaltung der Einzelteile einfach und leicht montierbar sein.Trip-free, manual operation, overcurrent tripping guaranteed and only takes up a small amount of space. At the same time, the parts and manufacturing costs can be kept low and the design of the individual parts simple and easy to assemble be.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mittig, stirnseitig vor der Löschkammer gelagerte zweiarmige Schaltkontakt rückseitig einen Hebelarm aufweist, dessen wirksame Länge ca. der Hälfte des Abstandes zwischen Schaltkontaktdrehlager und Kontaktstelle entspricht, daß an diesem Hebelarm ein Verbindungsbügel angreift, der als bewegliches Element die Verbind dung zum Schaltschloß herstellt, daß die Kontaktkraft durch eine Drehfeder, die im Schaltkontaktdrehlager angeordnet ist, erzeugt wird und daß die Rdckstellfeder als Zugfeder ausgebildet ist, unmittelbar über den VerbindungsbUgel am Hebelarm des Schaltkontaktes angreift und ihre Wirkungsrichtung mit der geometrischen Richtung des Verbindungsbügels übereinstimmt. Durch diese Ausbildung des Schaltmechanismus wird erreicht, daß beim Auslösen des Schalters im Kurzschlußfall sich günstige Verhältnisse für eine hohe dffnungsgeschwindigkeit ergeben.The object is achieved according to the invention in that the central, end face two-armed switching contact mounted in front of the arcing chamber, a lever arm on the rear has, its effective length about half the distance between Switching contact pivot bearing and contact point corresponds to that on this lever arm Attacking connecting bracket, the connection to the switching mechanism as a movable element manufactures that the contact force by a torsion spring in the switch contact pivot bearing is arranged, is generated and that the return spring is designed as a tension spring is, engages directly via the connecting bracket on the lever arm of the switch contact and their direction of action coincides with the geometric direction of the connecting bracket. This design of the switching mechanism ensures that when the trigger is triggered Switch in the event of a short circuit, favorable conditions for a high opening speed result.

Die kräftige Rückstellfeder hat ihre gesamte Zugkraft zur Bewegung des Schaltkontaktes zur Verfügung und braucht dabei lediglich noch den als u-förmlges Drahtbiegeteil gestalteten Verbindungsbügel mit seiner geringen Masse zu beschleunigen. Das gewählte Hebelverhältnis unterstützt durch den damit erforderlichen geringen Ausschaltweg ebenfalls die Erreichung einer hohen Kontaktöffnungsgeschwindigkeit. Die Anordnung der kontaktkraftbildenden Drehfeder im Drehlager des Schaltkontaktes begünstigt ebenfalls die Beibehaltung des geringen Massenträgheitsmoment es des Schaltkontaktes.The powerful return spring has all its tensile force to move of the switching contact and only needs the U-shaped Wire bending part designed connecting bracket to accelerate with its low mass. The selected leverage ratio is supported by the low level required Switch-off path also enables a high contact opening speed to be achieved. The arrangement of the torsion spring that creates the contact force in the pivot bearing of the switch contact also favors the retention of the low mass moment of inertia Switching contact.

Ausführunp:sbeist>iel Die Erfindung soll anhand eines Ausführungs.beispiels näher erläutert werden. Die anliegende Zeichnung zeigt das Innere eines Leitungsschutzschalters in Schmalbauweise und geringer Bauhöhe mit einem mittig, stirnseitig vor der Löschkammer 1 gelagerten, zweiarmigen Schaltkontakt 2 mit einem nach den Merkmalen der Erfindung ausgeführten einfachen Schaltmechanismus in Ausschaltstellung Der Schalter besitzt einen magnetischen Auslöser 3 der über der Löschkanmer 1 angeordnet ist, und einen thermischen Auslöser 4. Die obere Leitschiene 5 ist mit dem Festkontakt 6 verbunden und bildet zusammen mit dem magnetischen Auslöser 3 und der Anschlußklemme 7 eine Baueinheit. Die untere Leitschiene 8 ist über den Vorkammerraum 9 hinaus verlängert und ist gleichzeitig die Befestigung für den thermischen Auslöser 4. Uber die Verlängerung des Federwinkels 10 wird die elektrische Verbindung zur Anschlußklemme 11 hergestellt und die untere Leitschiene 8 gepolt.Embodiment: sbeist> iel The invention is based on an exemplary embodiment are explained in more detail. The attached drawing shows the inside of a circuit breaker in narrow design and low overall height with a central, face in front of the extinguishing chamber 1 mounted, two-armed switch contact 2 with one according to the features of the invention executed simple switching mechanism in the switch-off position Of the The switch has a magnetic trigger 3 which is arranged above the extinguishing cannon 1 is, and a thermal release 4. The upper guide rail 5 is with the fixed contact 6 connected and forms together with the magnetic release 3 and the connector 7 a structural unit. The lower guide rail 8 extends beyond the antechamber space 9 extended and is also the fastening for the thermal release 4. The electrical connection to the connecting terminal is established via the extension of the spring bracket 10 11 made and the lower guardrail 8 polarized.

Der zweiarmige Schaltkontakt 2 ist mittig vor der Löschkammer 1 drehbar im Bereich seines Masseschwerpunktes auf einer Achse 12 gelagert und besitzt dadurch ein geringes Massenträgheitsmoment.The two-armed switching contact 2 can be rotated centrally in front of the arcing chamber 1 stored in the area of its center of mass on an axis 12 and thus has a low mass moment of inertia.

Die untere Leitschiene 8 tangiert das untere Ende des Schaltkontaktes 2. Mit dieser Anordnung ist gewährleistet, daß sich die Fußpunkte des an der Kontaktstelle 13 entstehenden Schalt lichtbogens einerseits auf dem Fest kontakt 6 und der damit verbundenen oberen Leitschiene 5 und andererseits auf dem Schalt kontakt 2 und der tangierenden unteren Leitschiene 8 ohne zusätzliche Verzögerung durch Störstellen bewegen können und der Schaltlichtbogen schnell in die Löschkammer 1 einläuft.The lower guide rail 8 is tangent to the lower end of the switching contact 2. This arrangement ensures that the foot points of the at the contact point 13 resulting switching arc on the one hand on the fixed contact 6 and thus connected upper guardrail 5 and on the other hand on the switch contact 2 and the tangent lower guardrail 8 without additional delay due to interference can move and the switching arc quickly enters the arcing chamber 1.

ueber den rückseitigen IIebelarm 14 des Schaltkontaktes 2, dessen wirksame Länge ca. der Hälfte des Abstandes zwischen Drehachse 12 und Kontaktstelle 13 entspricht, erfolgt der mechanische Antrieb.About the rear IIebelarm 14 of the switching contact 2, whose effective length approx. half the distance between the axis of rotation 12 and the contact point 13 corresponds to the mechanical drive.

Die Verbindung zum Schaltschloß, das durch den Schalthebel 15, der mit der Verbindungslasche 16 ein Kniegelenk bildet, einem drehbar gelagerten Verrastungselement 17 mit einer Kulissenführung 18 und einer Halbwelle 19 als Klinkenelement gebildet wird, erfolgt durch einen Verbindungsbügel 20, der als u-fö.rmiges Drahtbiegeteil gestaltet ist. Am unteren Schenkel des Verbindungsbügels 20, der in dem Hebelarm 14 des Schaltkontaktes 2 eingreift, ist die als kräftige Zugfeder ausgebildete Rückstellfeder 21 eingehängt.The connection to the switch lock, which is through the shift lever 15, the forms a knee joint with the connecting strap 16, a rotatably mounted latching element 17 formed with a link guide 18 and a half shaft 19 as a pawl element is done by a connecting bracket 20, which is designed as a U-shaped wire bending part is designed. On the lower leg of the connecting bracket 20, which is in the lever arm 14 of the switch contact 2 engages, is the as a powerful mainspring trained return spring 21 hooked.

Die Rückstellfeder 21 ist andererseits'so befestigt, daß ihre Wirkungsrichtung mit der geometrischen Richtung des Verbjdungsbügels 20 übereinstimmt. Gleichzeitig stützt sich an diesem Punkt ein Schenkel der kontaktkrafterzeugenden Drehfeder 22 ab.The return spring 21, on the other hand, is attached so that its direction of action with the geometric direction of the connecting bracket 20 coincides. Simultaneously One leg of the torsion spring 22 generating the contact force is supported at this point away.

Diese Drehfeder 22 ist ebenfalls auf der Drehachse 12 gelagert, wodurch kein zusätzliches Massenträgheitsmoment bei der Ausschaltbewegung entsteht.This torsion spring 22 is also mounted on the axis of rotation 12, whereby no additional mass moment of inertia arises during the switch-off movement.

Der Schalter wird durch Bewegung des Schalthebels 15 entgegen dem Ulrzeigersinn von Hand eingeschaltet. Uber die Verbindungslasche 16 wird der obere Schenkel des Verbindungsbügels 20 in der Kulissenführung 18 des Verrastungselementes 12 nach oben geführt.The switch is by moving the lever 15 against the Turned on by hand in a clockwise direction. About the connecting strap 16 is the upper Leg of the connecting bracket 20 in the link guide 18 of the latching element 12 guided upwards.

Diese Bewegung wird über den Verbindungsbügel 20 auf den Schaltkontakt 2 übertragen, wodurch sich dieser an den Festkontakt 6 anlegt. Dabei wird gleichzeitig die Rückstellfeder 21 gespannt und nach dem Anlegen des Schaltkontaktes 2 an den Festkontakt 6 ebenfalls die kontaktkraftbildende Drehfeder 22.This movement is transmitted to the switching contact via the connecting bracket 20 2 transmitted, whereby this applies to the fixed contact 6. At the same time the return spring 21 tensioned and after applying the switch contact 2 to the Fixed contact 6 also includes torsion spring 22 which forms the contact force.

Beim Auftreten eines Kurzschlusses schlägt der Stift 24 des magnetischen Auslösers 3 auf den Hebelasaz 25 der Halbwelle 19, wodurch mit der Schwenkbewegung der Halbwelle 19 das Verrastungselement 17 freigegeben wird. Bei hohen Kurzschlußströmen wirkt der Hebelansatz 25 als Schlaganker auf den über die Kontaktstelle 13 hinaus verlängerten Schalt kontakt 2. Die Öffnungsbewegung des Schaltkontaktes 2 wird durch die Rückstellfeder 21 beschleunigt.When a short circuit occurs, the pin 24 of the magnetic Trigger 3 on the Hebelasaz 25 of the half-shaft 19, whereby with the pivoting movement the half-shaft 19, the latching element 17 is released. With high short-circuit currents the lever attachment 25 acts as a drop anchor on the contact point 13 extended switch contact 2. The opening movement of switch contact 2 is through the return spring 21 accelerates.

Durch das geringe Massenträgheitsmoment des Schaltkontaktes 2 wird dabei eine hohe dffnungsgeschwindigkeit erreicht. Dieser Vorteil wird durch den erfindungsgemäß ausgebildeten Schaltmechanismus praktisch nicht beeinträchtigt, da als einziges Teil des Schaltmechanismus der Verbindungsbügel 20 mit beschleunigt werden muß, da bereits eine geringe Drehbewegung des Verrastungselementes 17 ausreicht, um den Verbindungsbügel 20 in der Kulissenführung 18 frei nach unten bewegen zu können. Die geringe Masse des Verbindungsbügels 20 und die Übereinstimmung der Wirkungsrichtung der Rückstellfeder 21 mit der geometrischen Richtung des Verbindungsbügels 20 begünstigt ebenfalls die Erreichung einer hohen Öffnungsgeschwindigkeit, da die volle Zugkraft der Rückstellfeder 21 zur Besclleuniguig von Schaltkontakt 2 und Verbindungsbügel 20 zur Verfügurlg steht. Der geringe Ausschaltweg, der durch das beschriebene Hebelverhältllis von Länge Hebelarm 14 zu Abstand zwischen Drehachse 12 und Kontakt stelle 13 gegeben ist, wirkt sich ebenfalls positiv auf die Erreichung einer hohen Kontaktöffnnigsgeschwindigkeit aus. Die thermische Auslösung wird mit Hilfe des thermischen Auslösers 4, der am Hebelansatz 26 der Halbwelle 19 angreift, vollzogen.Due to the low mass moment of inertia of the switch contact 2 a high opening speed is achieved. This advantage is enhanced by the according to the invention designed switching mechanism practically not impaired, as the only part of the switching mechanism, the connecting bracket 20 is accelerated must be, since a small rotary movement of the latching element 17 is sufficient, to move the connecting bracket 20 in the link guide 18 freely downwards can. The small mass of the connecting bracket 20 and the agreement the direction of action of the return spring 21 with the geometric direction of the connecting bracket 20 also favors the achievement of a high opening speed, since the full tensile force of the return spring 21 to accelerate switching contact 2 and Connection bracket 20 is available. The short switch-off path caused by the Lever ratio described from the length of the lever arm 14 to the distance between the axis of rotation 12 and contact point 13 is given, also has a positive effect on the achievement a high contact opening speed. The thermal release is with The help of the thermal release 4, which engages the lever attachment 26 of the half-shaft 19, completed.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Invention claim 1. Miniature circuit breaker in narrow design and low overall height with a thermal and magnetic release and a central one Bearing two-armed switch contact, marked on the face in front of the extinguishing chamber in that the switching contact (2) has a lever arm (14) on the rear, whose effective length approx. half the distance between the switch contact pivot bearing (12) and contact point (13) corresponds to that on this lever arm (14) a connecting bracket (20) uun switch lock engages that the contact force by one in the switch contact pivot bearing (12) arranged torsion spring (22) is generated and that the return spring. (21) as strong tension spring is formed, which is directly over the connecting bracket (20) ali lever arm (14) engages and in its direction of action with de geometric direction of the connecting bracket (20) matches.

2. Miniature circuit breaker in narrow design according to point 1 thereby characterized in that the connecting bracket (20) is low-mass as a U-shaped bent wire part is designed.