DE3526034C1

DE3526034C1 - Lift mechanism for circuit breakers

Info

Publication number: DE3526034C1
Application number: DE3526034A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 2361 Strenglin Freyermuth
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1985-07-20
Filing date: 1985-07-20
Publication date: 1986-11-20
Also published as: IT1196505B; FR2585176A1; IT8621150A0; GB2178240B; GB2178240A; GB8616282D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verriegelungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine derartige Verriegelungsvorrichtung ist beispielsweise durch die DE-PS 25 02 091 bekanntgeworden. Bei der bekannten Bauart ist das Sperrglied in Verriegelungsstellung über eine Außenringfläche an einem Bolzen des Auslöseorganes und über einer Innenringfläche an dem Betätigungsorgan abgestützt. Das Auslöseorgan ist um den genannten Bolzen drehbar angeordnet. Bei der bekannten Bauart sind drei Systempunkte derart zueinander angeordnet, daß sie wie bei einem Kniehebel in überstreckter Lage liegen. Dabei liegt in der Verricgelungsstellung die Achse des Sperrgliedes diesseits einer gedachten Totpunktlinie, die durch die Berührungspunkte des Sperrgliedes mit dem Betätigungsorgan und dem Auslöseorgan verläuft. Bei dieser Bauart wird somit das Sperrglied durch die Verriegelungskraft selbst in Verriegelungsstellung gehalten, d. h. bei steigendem Verriegelungsdruck mit zunehmender Sicherheit. Um diese Vorrichtung zu entriegeln, müssen die drei gc-The invention relates to a locking device according to the preamble of claim 1. A Such a locking device has become known for example from DE-PS 25 02 091. In the known design, the locking member is in the locked position via an outer ring surface on a bolt of the Trigger member and supported on an inner ring surface on the actuator. The trigger mechanism is over the said bolt is rotatably arranged. In the known design, three system points are related to one another in this way arranged that they are like a toggle lever in the overstretched position. It lies in the locking position the axis of the locking member on this side of an imaginary dead center line passing through the points of contact the locking member runs with the actuating member and the triggering member. With this type of construction the locking member is held in the locking position by the locking force itself, d. H. with increasing Locking pressure with increasing security. To unlock this device, the three gc-

seitig zur Außenringfläche (16) liegenden Innenring- 40 nannten Systempunkte zunächst in die Strecklage geflachen (17) aufgebracht ist, wobei der Durchmesser bracht werden. Dabei muß das Betätigungsorgan angeder Welle (15) kleiner ist als der des Teiles (14). hoben werden. Die während der Entriegelung zuneh-On the side of the outer ring surface (16), the inner ring 40 called system points are initially flattened into the extended position (17) is applied, the diameter being brought. The actuator must be different Shaft (15) is smaller than that of part (14). be lifted. The increasing during unlocking

- 5. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruchs, da- mende Stützkraft bedingt also ein mit der Entriegelung durch gekennzeichnet, daß auf die Welle (15) mit zunehmendes erforderliches Drehmoment. Sobald die ihren Innenringflächen (17) mittig ein Wälzlager (14) 45 Achse des Sperrgliedes die Totpunktlinie erreicht bzw. mit einer Außenringfläche (16) aufgeschäftet ist. überschreitet, erfolgt die Entriegelung.- 5. Locking device according to claim, so that the supporting force required with the unlocking characterized in that the required torque increases on the shaft (15). As soon as the their inner ring surfaces (17) in the middle a roller bearing (14) 45 axis of the locking member reaches the dead center line or is filled with an outer ring surface (16). unlocked.

6. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Welle (15) mit ihren Innenringflächen (17) mittig eine Walze mit einer Außenringfläche (16) aufgebracht ist und daß die Walze als Gleitlager drehbar auf der Welle (15) gelagert ist.6. Locking device according to claim 4, characterized in that on the shaft (15) with a roller with an outer ring surface (16) is applied centrally to its inner ring surfaces (17) and that the roller is rotatably mounted as a slide bearing on the shaft (15).

7. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (13) mit den Ringflächen (16,17) einteilig ausgebildet ist.7. Locking device according to claim 3, characterized in that the locking member (13) with the annular surfaces (16, 17) is formed in one piece.

8. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hinterschnittene Nut (22) im Anlagebereich mit den Innenringflächen (17) des Sperrgliedes (13) kreisförmig ausgebildet ist.8. Locking device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the undercut groove (22) in the contact area with the inner ring surfaces (17) of the locking member (13) circular is trained.

9. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hinterschnittene Nut (22) im Anlagebereich mit den Innenringflächen (17) des Sperrgliedes (13) winklig ausgebildet ist.9. Locking device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the undercut groove (22) in the contact area with the inner ring surfaces (17) of the locking member (13) at an angle is trained.

10. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagebereich sich über einen Winkel von ca. 90° Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelungsanordnung der eingangs genannten Art auf einfache und zuverlässige Weise so zu verbessern, daß eine nur sehr kleine Energie zur Entriegelung erforderlich ist. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bei einer derartigen Bauart bleiben während des Entriegelungsvorganges die Stellung des federbelasteten Betätigungsorgans und damit das erforderliche Entriegelungsmoment unverändert. Auch bei sich ändernden Stützkräften des Betätigungsorganes kann die Verriegelung sicher und durch geringen Energieaufwand gelöst werden. Dadurch, daß das Sperrglied und das Auslöseorgan in der Verriegelungsstellung eine gemeinsame ideelle Drehachse besitzen, kann das Auslöseorgan in Auslöserichtung gedreht werden, ohne daß dabei das Betätigungsorgan angehoben wird. Somit bleibt das erforderliche Entriegelungsdrehmoment während der Entriegelung konstant. Die Begrenzungskante der hinterschnittenen Nut liegt in der Verriegelungsstellung, in Drehrichtung des Auslöseorganes gesehen vor der Linie, die durch den Mittelpunkt des Sperrgliedes verläuft und durch die Kral'tan-10. Locking device according to one of the claims 8 or 9, characterized in that the contact area extends over an angle of approximately 90 ° The invention is based on the object of a locking arrangement of the type mentioned at the beginning easy and reliable way to improve so that only very little energy is required for unlocking is. This object is achieved by the characterizing features of claim 1. With such a Design remain the position of the spring-loaded actuator and during the unlocking process so that the required unlocking torque remains unchanged. Even if the supporting forces of the actuating element change the lock can be released safely and with little energy. As a result of that the locking member and the release element have a common ideal axis of rotation in the locked position, the trigger member can be rotated in the triggering direction without the actuator being lifted will. The required unlocking torque thus remains constant during unlocking. the The boundary edge of the undercut groove is in the locking position, in the direction of rotation of the release element seen in front of the line that runs through the center of the locking link and through the Kral'tan-

griffsslellc dos Belätigungsorganes definiert ist. Damit kann auch bei großer Krafteinwirkung das Sperrglied nicht aus der hinterschnittenen Nut herausgleiten. Erst dann, wenn die Begrenzungskante die genannte Linie überschreitet, gleitet das Sperrglied aus der hinterschnitlenen Nut und leitet somit die Entklinkung ein.griffsslellc dos actuation organ is defined. In order to the locking member cannot slide out of the undercut groove, even when there is a great deal of force. First then, when the boundary edge crosses the line mentioned, the locking member slides out of the undercut Groove and thus initiates the unlatching.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Appropriate refinements of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung kann mit Vorteil bei Schaltgeräten angewandt werden. Üblicherweise werden Überstromauslöser als Bausteine, die über Wandler mit Energie versorgt werden, ausgeführt. Der Platzbedarf der Wandler erlaubt jedoch nur eine begrenzte Leistungsabgabe. Diese Tatsache bedingt den Einsatz von thermischen und rnagnetischen Auslöseeinheiten mit kleiner Leistungsaufnahme. Trotz hoher Forderungen an den Wirkungsgrad der Übersetzungsmechanik bleibt die Übersetzung und damit der Bedarf an mechanischer Energie des Kraftspeichers die alles bestimmende Komponente. Bleibt der Energiebedarf gering, so können die vorgeschalteten Bauelemente vom Wandler über das Bimetall bis hin zum S-Magneten kleiner und damit preiswerter gestaltet werden.The invention can be used with advantage in switching devices. Overcurrent releases are usually used designed as modules that are supplied with energy via converters. The space required by the converters however, only allows a limited power output. This fact requires the use of thermal and magnetic trip units with low power consumption. Despite high demands on efficiency the translation mechanism remains the translation and thus the need for mechanical energy of the energy store is the decisive component. If the energy requirement remains low, the upstream Components from converters to bimetal to S-magnets are smaller and therefore cheaper be designed.

Die vorteilhafte Anwendung ist jedoch nicht auf Schaltgeräte beschränkt, sondern ist in ähnlichen gelagcrten Fällen mit Vorteil anwendbar.The advantageous application is not limited to switching devices, but is stored in similar ones Applicable to advantage in cases.

In der Zeichnung ist in den F i g. 1 bis 6 ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes gemäß der Erfindung schemalisch dargestellt. Die Fig. 1 bis 5 zeigen einen unter Federdruck stehenden Schalthebel eines elektrisehen Schaltgerätes im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verriegelungsanordnung.In the drawing is in the F i g. 1 to 6 an embodiment of the object according to the invention shown schematically. Figs. 1 to 5 show one spring-loaded switching lever of an electrical switching device in connection with the invention Locking arrangement.

F i g. 1 zeigt die Vorrichtung in verriegelter Stellung, F i g. 2 zeigt die Vorrichtung während der Entriegelung, F i g. 3 zeigt die Vorrichtung in entriegelter Stellung, Fig.4 zeigt die Vorrichtung in entriegelter Zwischenstellung, F i g. 1 shows the device in the locked position, FIG. 2 shows the device during unlocking, F i g. 3 shows the device in the unlocked position, FIG. 4 shows the device in the unlocked intermediate position,

F i g. 5 zeigt die Vorrichtung in Betätigungs-Endstellungund F i g. 5 shows the device in the actuation end position and FIG

F i g. 6 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Kinzelheit gemäß der Erfindung.F i g. Figure 6 shows a preferred embodiment of a detail according to the invention.

Gemäß F i g. 1 bis 5 ist mit 10 ein im Punkt 11 drehbarer Schalthebel eines elektrischen Schaltgerätes bezeichnet, der durch eine ortsfest aufgehängte Zugfeder 12 vorgespannt ist. Das Ende des Schalthebels 10 stützt sich gegen ein Sperrglied 13 ab, das in Fig.6 in zwei Ansichten näher dargestellt ist. Das Sperrglied besteht aus einem Wälzlager 14, das auf einer Welle 15 aufgeschäftct ist. Das Wälzlager 14 besitzt eine radial außenliegende Ringfläche 16 und die Welle 15 besitzt beiderseits des Wälzlagers 14 radial innenliegende Innenringf lachen 17.According to FIG. 1 to 5, 10 denotes a switch lever of an electrical switching device that can be rotated at point 11, which is pretensioned by a stationary tension spring 12. The end of the shift lever 10 is supported against a locking member 13, which is shown in more detail in Figure 6 in two views. The locking member consists from a roller bearing 14, which is loaded on a shaft 15. The roller bearing 14 has a radially outer one The ring surface 16 and the shaft 15 have inner rings lying radially inward on both sides of the roller bearing 14 laugh 17.

Das Sperrglied 13 sitzt in einem Auslöseorgan 18, das zwei in Abstand zueinander angeordnete und miteinander befestigte Kulissen 19 aufweist. Das Auslöseorgan 18 mit den Kulissen 19 ist in Punkt 20 ortsfest drehbar gelagert. Die Kulissen 19 bilden Einführungsöffnungen 21, die am Ende jeweils mit einer hinterschnittenen Nut 22 versehen sind. Mit 23 ist eine Begrenzungskante der Nut 22 bezeichnet. Das Betätigungsorgan 10 greift an der Stelle 24 an dem Sperrglied 13 an. Mit 25 ist ein Anschlag für das Betätigungsorgan 10 bezeichnet, das sich bei Entklinkung in Richtung 26 dreht. Mit 27 ist die Drehrichtung des Auslöseorganes 18 bezeichnet.The locking member 13 sits in a release member 18, the two spaced apart and with each other having attached scenes 19. The trigger element 18 with the scenes 19 can be rotated in a stationary manner at point 20 stored. The scenes 19 form insertion openings 21, each with an undercut groove at the end 22 are provided. With a boundary edge of the groove 22 is designated. The actuator 10 engages the point 24 on the locking member 13. At 25, a stop for the actuator 10 is referred to, the turns in direction 26 when unlatched. The direction of rotation of the trigger element 18 is designated by 27.

Gemäß F i g. 1 liegt das Sperrglied 13 mit seinen Inncnringflächen 17 in den hinterschnittenen Nuten 22 der beiden Kulissen 19 des Auslöseorganes 18. Die in der Zugfeder 12 gespeicherte mechanische Energie leitet über das Auslöseorgan 10 in Punkt 24 eine senkrecht zur Berührungstangente stehende Normalkraft 28 ein. Die Anordnung ist so getroffen, daß in der gezeichneten Verriegelungsstellung gemäß Fig. 1 der Mittelpunkt bzw. die Drehachse 13a des ausrückbaren Sperrgliedes 13 mit der Drehachse 20 des ortsfesten, drehbaren Auslöseorganes 18 zusammenfällt. Die in Punkt 24 wirkende Kraft 28 ruft somit in Punkt 29 auf der entgegengesetzten Seite eine gleichgroße, entgegengesetzt wirkende Reaktionskraft 30 hervor. Da das Sperrglied 13 in der Verriegelungsstellung gemäß F i g. 1 und 2 koaxial zur Drehachse 20 liegt und drehsymmetrisch ausgebildet ist, entsteht kein Drehmoment bezüglich des Punktes 20/13a auf das System: Auslöseorgan 18 — Sperrglied 13. Damit ist eine sichere Verriegelung gewährleistet, auch bei im Betrieb auftretenden variablen Stützkräften 28. Die Begrenzungskante 23 der hinterschnittenen Nut 22 liegt zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen aus Sicherheitsgründen in Drehrichtung 27 vor der durch die Punkte 24,20,29 verlaufenden Wirkungslinie 31 der Kräfte 28, 30. Der entsprechende Winkel gegenüber dieser Wirkungslinie ist mit λ bezeichnet.According to FIG. 1 is the locking member 13 with its inner ring surfaces 17 in the undercut grooves 22 of the two scenes 19 of the trigger member 18. The in the The mechanical energy stored in the tension spring 12 conducts a vertical direction via the trigger element 10 at point 24 normal force 28 relative to the tangent tangent. The arrangement is made so that in the drawn Locking position according to FIG. 1, the center point or the axis of rotation 13a of the disengageable locking member 13 coincides with the axis of rotation 20 of the stationary, rotatable trigger element 18. The one acting in point 24 Force 28 thus calls at point 29 on the opposite side an equally large, oppositely acting one Reaction force 30 out. Since the locking member 13 in the locking position according to FIG. 1 and 2 coaxial to Axis of rotation 20 lies and is designed to be rotationally symmetrical, there is no torque with respect to the point 20 / 13a on the system: release element 18 - locking element 13. This ensures a secure locking, even with variable supporting forces 28 occurring during operation. The boundary edge 23 of the undercut groove To compensate for manufacturing tolerances, 22 lies in front of the through in the direction of rotation 27 for safety reasons the points 24, 20, 29 running line of action 31 of the Forces 28, 30. The corresponding angle with respect to this line of action is denoted by λ.

Bei dem Entriegelungsvorgang gemäß Fig.2 wird das Auslöseorgan 18 durch eine an Punkt 32 angreifende Kraft 33 in Richtung 27 gedreht. Dadurch wird die Begrenzungskante 23 deckungsgleich auf den Punkt 29 positioniert. Die Kräfte 28 und 30 liegen immer noch auf der gleichen Wirkungslinie 31, die durch die Punkte 24, 20,29/23 verläuft. Für den Fall, daß in diesem Zeitpunkt die Kraft 33 wegfällt, sorgt eine nicht dargestellte Rückstellfeder für die Rückstellung des Auslöseorganes 18 in die Ausgangsposition. Bei allen Rückstellungen des Auslöseorganes zwischen der Ausgangsposition gemäß F i g. 1 und der in F i g. 2 dargestellten Position kann der Entriegelungsvorgang also jederzeit abgebrochen werden, ohne daß das Betätigungsorgan 10 entklinkt wird.During the unlocking process according to FIG the trigger element 18 is rotated in the direction 27 by a force 33 acting at point 32. This will make the Boundary edge 23 positioned congruently on point 29. Forces 28 and 30 are still on the same line of action 31, which runs through points 24, 20, 29/23. In the event that at this point the force 33 disappears, a return spring (not shown) ensures the return of the trigger element 18 in FIG the starting position. With all resets of the trigger element between the starting position according to F i g. 1 and the one shown in FIG. 2 the unlocking process can be canceled at any time, without the actuator 10 being unlatched.

Bei fortdauernder Einwirkung der Kraft 33 auf den Punkt 32 ergibt sich die Stellung des Auslöseorganes 18 in Fig.3. Die Begrenzungskante 23 befindet sich nunmehr jenseits der Wirkungslinie 31 der Kraft 28. Damit kommt es zu der in F i g. 3 dargestellten Zerlegung der Kraft 30 in die Kräfte 30' und 30". Als Folge davon weicht das Sperrglied 13 aus, wie in F i g. 4 dargestellt. Jetzt kann das Betätigungsorgan 10 eine durch die Feder 12 beschleunigte Drehbewegung um den Punkt 11 in Richtung 26 durchführen, bis es gemäß F i g. 5 am Anschlag 25 zur Anlage kommt. Das Sperrglied 13 und das Auslöseorgan 18 werden durch nicht dargestellte Rückstellfedern in ihre Ausgangslagen gemäß F i g. 1 zurückgestellt.If the force 33 continues to act on the point 32, the position of the release element 18 results in Fig. 3. The boundary edge 23 is now located beyond the line of action 31 of the force 28. This leads to the situation shown in FIG. 3 decomposition of the Force 30 into forces 30 'and 30 ". As a result, the locking member 13 gives way, as shown in FIG. The actuating element 10 can now perform a rotary movement around the point 11 that is accelerated by the spring 12 carry out in direction 26 until it is shown in FIG. 5 comes to rest against stop 25. The locking member 13 and the trigger element 18 are returned to their starting positions according to FIG. 1 deferred.

Zur Entriegelung braucht also nur solange Energie in das System gebracht werden, bis es die Stellung gemäß Fig.2 erreicht hat. Eine Fortsetzung der Drehbewegung des Auslöseorganes 18 um einen differentiell kleinen Winkel verursacht eine Kraftzerlegung gemäß F i g. 3. Die Energiezufuhr, die die Entriegelung vorantreibt, wird jetzt von der Zugfeder 12 und damit von einem deutlich höheren Niveau bestritten. Nach Überschreiten der Stellung gemäß F i g. 2 kann die Entriegelung der Vorrichtung nicht mehr aufgehalten werden, auch nicht durch die Annullierung der Kraft 33.For unlocking, energy only needs to be brought into the system until it is in the position according to Fig. 2 has reached. A continuation of the rotary motion of the trigger element 18 at a differentially small angle causes a force decomposition according to FIG F i g. 3. The energy supply that drives the unlocking is now from the tension spring 12 and thus from denied a significantly higher level. After exceeding the position according to FIG. 2 can unlock of the device can no longer be stopped, not even by the cancellation of force 33.

Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Locking device for a spring-loaded actuator, e.g. B. for a switching lever of an electrical switching device, with a locking member which is movably held in a triggering element, is supported in the locking position via at least one outer ring surface on the actuating element and via at least one inner ring surface coaxial therewith on at least one groove of the triggering element and by rotating the triggering element can be disengaged into the unlocked position, characterized in that the locking member (13) and the release member (18) have a common, ideal axis of rotation (20) in the locking position, that the groove (22) is undercut and that in the locking position a delimiting edge (23 ) the undercut groove (22), seen in the direction of rotation (27) of the release element (18), lies in front of a line (31) which runs through the center point (20, 13a) of the locking member (13) and through the force application point (24) of the actuator (10) is defined.

2. Locking device according to claim 1, characterized in that the outer ring surface (16) carrying part (14) of the locking member (13) relative to the part (15) carrying the inner ring surface (17) is rotatably arranged.

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3. Locking device according to claim 1 or 2, characterized in that the locking member (13) an outer ring surface (16) located radially on the outside and two symmetrically arranged to this on both sides having inner ring surfaces (17) located radially on the inside.

4. Locking device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Locking member (13) has a part (14) with an outer ring surface (16) which is mounted on a shaft (15) with both

extends.

11. Locking device according to one of the claims 1 to 10, characterized in that the locking member (13) is assigned a return spring.

12. Locking device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the Trigger member (18) is assigned a return spring.

13. Locking device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the Trigger member (18) has two parallel scenes (19) which, for. B. by a yoke, on a solid mutual distance are kept and the undercut grooves (22) for receiving the Have locking member (13).