DE69026025T2 - Schalter mit einstellbarem magnetischem Niederstromauslöser - Google Patents

Schalter mit einstellbarem magnetischem Niederstromauslöser

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DE69026025T2
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    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf Schaltungsbrecher mit einer magnetischen Auslöseanordnung, die einen Anker aufweist, der durch eine Feder vorgespannt ist, um einen Spalt mit einer fixierten magnetischen Struktur zu bilden und der zu der fixierten magnetischen Struktur hin angezogen wird, um den Brecher auszulösen, und zwar durch den magnetischen Fluß, der durch einen anormalen Strom erzeugt wurde. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Schaltungsbrecher mit einer derartigen Auslöseanordnung, die Mechanismen aufweist zum Einstellen der Federvorspannung und des Spalts, um das Niveau bzw. den Pegel des Stroms, bei dem der Brecher auslst, zu modifizieren.
  • Hintergrundinformation
  • Schaltungsbrecher sehen einen Schutz für elektrische Systeme vor, und zwar vor elektrischen Fehlerzuständen, wie zum Beispiel Stromüberlastungen und kurzgeschlossenen Schaltungen. Typischerweise weisen Schaltungsbrecher einen von einer Feder angetriebenen bzw. versorgten, verriegelbaren Betriebsmechanismus auf, der elektrische Kontakte öffnet, um den Strom durch die Leiter auf einem elektrischen System zu unterbrechen, und zwar ansprechend auf anormale Ströme. Der Betriebsmechanismus ist verriegelt durch eine Auslösestange, die ihrerseits durch einen Auslösemechanismus, der mit jeder Phase des elektrischen Systems assoziiert ist, betrieben wird. Typischerweise weist der Auslösemechanismus eine thermische Auslöseeinrichtung, die auf verbleibende niedrige Niveaus von Überstrom anspricht und eine magnetische Auslöseeinrichtung, die instantan auf höhere Niveaus von Überstrom anspricht, auf. Die magnetische Auslöseeinrichtung weist für jeden Pol eine fixierte magnetische Struktur auf, die durch den Strom, der durch den Leiter strömt, mit Energie versorgt bzw. erregt wird, und einen bewegbaren Anker, der zu der stationären magnetischen Struktur angezogen wird, um die Auslösestange zu betreiben. Die Auslösestange entriegelt ihrerseits den Betriebsmechanismus, der die elektrischen Kontakte in jeder Phase des elektrischen Systems öffnet.
  • Jeder bewegbare Anker ist weg von der assoziierten bzw. zugehörigen stationären magnetischen Struktur vorgespannt, und zwar durch eine Feder, um einen Spalt zwischen dem Anker und der stationären magnetischen Struktur in der Abwesenheit eines anormalen Stroms zu bilden.
  • Üblicherweise sind Mittel vorgesehen zum Einstellen des Niveaus von Strom, bei dem die magnetische Auslöseeinrichtung den Betriebsmechanismus betätigt. Derartige Einstellungen können gemacht werden durch Variieren der Federvorspannung, die an den Anker angelegt wird, und/oder durch mechanisches Einstellen des Spalts wie zum Beispiel durch Variieren der Position einer mit einem Gewinde versehenen Schraube oder Nocken, gegen die bzw. den die Fe der den Anker vorspannt. Diese Einstellungen gestatten ein genaues Abstimmen bzw. eine Feinabstimmung des Schaltungsbrechers, um sicherzustellen, daß er bei dem erforderlichen Niveau von falschem Strom betriebsfähig ist. Sie können ebenfalls verwendet werden, um einen Bereich von Einstellungen, bei denen der Schaltungsbrecher auslösen wird, vorzusehen.
  • US-Patent Nr. 4 691 182 ist ein Beispiel eines Schaltungsbrechers mit Mitteln zum Einstellen der Federvorspannung und des Spalts für jeden Pol des Brechers. Die Federvorspannung wird einzeln für jeden Pol durch einen drehbaren Nocken, der einen Hebel schwenkt, um die Vorspannung einzustellen, die an einem drehbaren Anker durch eine Spannungs- bzw. Zugfeder angelegt wird, eingestellt. Eine mit einem Gewinde versehene Schraube sieht eine individuelle Einstellung des Spalts zwischen dem Anker und der stationären magnetischen Struktur vor.
  • Sehr oft lösen die oben erwähnten Schaltungsbrecher magnetisch bei Strömen aus, die ungefähr 15- bis 20-mal dem Nennstrom des Brechers entsprechen. Kürzlich wurde ein Interesse für derartige Schaltungsbrecher mit einer Auslöseanordnung entwickelt, die bei niedrigen Niveaus von instantanem Überstrom arbeiten. Insbesondere sind magnetische Auslöser bei ungefähr 5- bis 10-mal dem Nennstrom des Brechers erforderlich. Während die oben erwähnten Schaltungsbrecher eine gute Einstellbarkeit innerhalb ihrer Betriebsbereiche vorsehen, können sie meistens nicht eingestellt werden, um effektiv bei den erfoderlichen niedrigen Auslöseniveaus von 5- bis 10-mal dem Brechernennstrom zu arbeiten. Die Haupthindernisse sind: eine nicht-ausreichende Kraft, um den Brecher bei den erforderlichen niedrigen Stromniveaus auszulösen, ein beschränkter magnetischer Auslösebereich auf Grund von Platzbeschränkungen für Einstellstangenbewegung und Toleranzen. Jedoch waren derartige Schaltungsbrecher viele Jahre lang in Gebrauch und ihre Konstruktion wurde verbessert, um einen effektiven, zuverlässigen Schaltungsbrecher vorzusehen, der leicht und ökonomisch in großem Maßstab hergestellt werden kann.
  • Deshalb gibt es ein Bedürfnis nach Schaltungsbrechern, die zuverlässig bei niedrigen magnetischen Auslöseströmen arbeiten.
  • Es gibt ein verwandtes Bedürfnis zum Modifizieren der existierenden sich als einsetzbar erwiesenen Schaltungs brecherkonstruktionen, um bei den neuen niedrigeren magnetischen Auslösestromniveaus zu arbeiten.
  • Es gibt ein weiteres Bedürfnis für derartige Modifikationen, die minimale Veränderungen bei den existierenden Schaltungsbrechern erforderlich machen, und die leicht und ökonomisch angewendet werden können.
  • Die Erfindung weist folgendes auf: einen Schaltungsbrecher zum Ansprechen auf anormale Ströme in einem Leiter in einem elektrischen System, der folgendes aufweist: elekrische Kontakte, die zwischen einer geschlossenen Position, in der eine Schaltung durch den Leiter vervollständigt wird, und einer offenen Position, in der die Schaltung durch den Leiter unterbrochen ist, betriebsfähig sind; einen verriegelbaren Betriebsmechanismus, der betriebsfähig ist, die elektrischen Kontakte zu öffnen, wenn er entriegelt ist; eine magnetische Auslöseanordnung, die eine stationäre fixierte magnetische Struktur aufweist, in der ein magnetischer Fluß durch Strom in dem Leiter, der durch die elektrischen Kontakte strömt, erzeugt wird; einen bewegbaren Anker, der zu der fixierten magnetischen Struktur durch den magnetischen Fluß, der durch einen anormalen Strom eines ausgewählten Werts durch die elektrischen Kontakte erzeugt wird, angezogen wird, um den verriegelbaren Betriebsmechanismus zu entriegeln und um die elektrischen Kontakte zu öffnen; eine Feder, die eine Federvorspannkraft an den Anker anlegt, um den Anker weg von der stationären magnetischen Struktur vorzuspannen, um einen Spalt damit zu bilden; eine Federeinstelleinrichtung, die bewegbar ist über einen Fahr- bzw. Bewegungsbereich, um die Vorspannkraft einzu stellen, um den ausgewählten Wert des anormalen Stromes, bei dem der Anker zu der fixierten magnetischen Struktur angezogen wird, um den verriegelbaren Betriebsmechanismus zu entriegeln, einzustellen, wobei die Federeinstelleinrichtung eine erste Beziehung zwischen der Bewegung der Federeinstelleinrichtung und einer Veränderung in der Vorspannkraft über einen ersten Teil des Bewegungsbereichs der Federeinstelleinrichtung vorsieht und eine zweite Beziehung zwischen der Vorspannkraft über einen zweiten Teil des Bewegungsbereichs der Federeinstelleinrichtung vorsieht; dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel eine Torsionsfeder mit einem ersten Torsionsarm, der gegen die Vorspannkraft des Ankers lagert und diese daran anlegt, und mit einem zweiten Torsionsarm mit einem ersten Teil und einem zweiten Anschlußteil, der sich unter einem Winkel zu dem ersten Anschlußteil erstreckt, aufweisen, und wobei die Federeinstelleinrichtung ein Schwenkglied und eine Befestigungseinrichtung aufweist, die das Schwenkglied für eine Hin- und Herbewegung über den Bewegungsbereich befestigt, wobei der zweite Torsionsarm mit dem Schwenkglied in Eingriff kommt und entlang diesem gleitet, wenn sich das Schwenkglied hin- und herbewegt, wobei der erste Teil des Torsionsarms mit dem Schwenkglied in Eingriff kommt und entlang diesem gleitet, und zwar für den ersten Teil des Bewegungsbereichs der Federeinstelleinrichtung, und wobei der zweite Anschlußteil des zweiten Torsionsarms mit dem Schwenkglied in Eingriff kommt und entlang diesem gleitet, und zwar für den zweiten Teil des Bewegungsbereichs der Federeinstelleinrichtung.
  • Die obige Beschreibung der vorliegenden Erfindung definiert die Erfindung als durch gewisse Merkmale der Federmittel und der Federeinstelleinrichtung gekennzeichnet zu sein. Der Oberbegriff dieser Beschreibung definiert Merkmale, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, wie er zum Beispiel in US-A-3484728 offenbart ist.
  • In einem Ausführungsbeispiel des Schaltungsbrechers der Erfindung ist eine magnetische Auslöseanordnung vorgesehen, die eine Feder aufweist, die eine Vorspannkraft an den Anker anlegt, um diesen weg von der fixierten magnetischen Struktur vorzuspannen, und die eine Federeinstelleinrichtung aufweist, die über einen Bewegungsbereich bewegbar ist, um die Vorspannkraft einzustellen, um den Wert von anormalen Strom, bei dem der Anker zu der fixierten magnetischen Struktur angezogen wird, um den verriegelbaren Betriebsmechanismus des Schaltungsbrechers zu entriegeln, zu modifizieren. Die Federeinstellmittel sehen eine erste Beziehung zwischen der Bewegung der Federeinstellmittel und der Veränderung der Vorspannkraft über einen ersten Teil des Bewegungsbereichs der Einstellmittel vor und sehen eine zweite Beziehung zwischen der Bewegung der Federeinstellmittel und einer Veränderung in der Vorspannkraft über einen zweiten Teil des Bewegungsbereichs der Federeinstellmittel vor. Die Federeinstellmittel stellen die Vorspannkraft auf diese Weise gleichzeitig für alle drei Pole ein.
  • Insbesondere ist die Feder eine Torsionsfeder mit einem ersten Torsionsarm, der gegen den Anker lagert und die Vorspannkraft an den Anker anlegt, und mit einem zweiten Torsionsarm, der einen ersten Teil und einen zweiten Anschlußteil besitzt, der sich unter einem Winkel zu dem ersten Teil erstreckt. Die Federeinstellmittel weisen ein Schwenkglied auf, das für eine Hin- und Herbewegung über den Bewegungsbereich der Einstellmittel angebracht ist. Der erste Teil des zweiten Torsionsarms kommt mit dem Schwenkglied in Eingriff und gleitet entlang diesem, und zwar für den ersten Teil des Bewegungsbereichs der Federeinstellmittel, und der zweite Anschlußteil des zweiten Torsionsarms kommt mit dem Schwenkglied in Eingriff und gleitet entlang diesem für den zweiten Teil des Bewegungsbereichs der Federeinstellmittel. Der Winkel, den der zweite Teil des zweiten Torsionsarms mit einer Einstellachse, entlang der sich das Schwenkglied hin- und herbewegt, bildet, ist größer als der Winkel, den der erste Teil des zweiten Torsionsarms mit dieser Einstellachse bildet, so daß eine Bewegung der Einstellmittel über den zweiten Teil seines Bewegungsbereichs eine größere Veränderung in der Vorspannkraft pro Einheitsbewegung erzeugt, als es eine Bewegung des Einstellglieds über den ersten Teil seines Bewegungsbereichs tut. Dies sieht die größere relative Veränderung vor, die erforderlich ist zum Einstellen des Auslösestroms von zwischen ungefähr fünf- und zehnmal der Schaltungsbrechernenngröße, und zwar verglichen mit dem Einstellen des Bereichs zwischen 15- und 20-mal der Brechernenngröße.
  • Als weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sind Einstellstangenträgermittel zum Einstellen des Spalts zwischen dem Anker und der fixierten magnetischen Struktur vorgesehen. In einem Ausführungsbeispiel sind Nocken an der Einstellstange vorgesehen, gegen die die Anker durch die Federn vorgespannt sind. Eine geradlinige Bewegung der Einstellstange stellt den Teil der Nockenoberfläche des Nockens, gegen den der Anker lagert, ein, und dadurch verändert sich der Spalt. Alternativ kann eine Nockenoberfläche an dem Anker vorgesehen sein, wie zum Beispiel durch Verdrehen bzw. Verdrillen einer Lasche auf einem ebenen Anker. Ein Vorsprung an der Einstellstange bewegt sich entlang der Nockenoberfläche, um den Spalt einzustellen. Vorzugsweise ist der Vorsprung eine Schraube, so daß der Spalt unabhängig für jeden Pol eingestellt werden kann. Ebenfalls ist es bevorzugt, daß der zweite Teil der zweiten Torsion der Vorspannfeder mit dem Schwenkglied in Eingriff kommt, wenn der Spalt bei dem hohen Ende seines Bereichs ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Ein vollständiges Verständnis der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Begleitzeichnung erhalten werden. In der Zeichnung zeigt bzw. zeigen:
  • Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Schaltungsbrecher, der die vorliegende Erfindung inkorporiert;
  • Fig. 2 einen vergrößerten vertikalen Schnitt durch den Schaltungsbrecher der Fig. 1, und zwar entlang der Linie 2-2 in Fig. 1, der den Schaltungsbrecher in der geschlossenen Position darstellt, wobei die offen geblasene bzw. offen bewegte Position in unterbrochenen Linien gezeigt ist;
  • Fig. 3 ein vergrößerter vertikaler Schnitt eines Teils des Schaltungsbrechers der Fig.1, und zwar entlang derselben Linie wie Fig. 2, der aber den Schaltungsbrecher in der offener Position zeigt;
  • Fig. 4 ein vergrößerter vertikaler Schnitt eines Teil des Schaltungsbrechers der Fig. 1, und zwar entlang derselben Linie wie in den Fig. 2 und 3, der aber den Schaltungsbrecher in der ausgelösten Position zeigt;
  • Fig. 5 eine isometrische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen magnetischen Auslöseanordnung;
  • Fig. 6 ein vertikaler Querschnitt durch den Schaltungs brecher der Erfindung, und zwar entlang der Linie 6-6 in Fig. 2;
  • Fig. 7 eine Draufsicht des Teils des in Fig. 6 gezeigten Schaltungsbrechers;
  • Fig. 8 eine Teilansicht eines Teils der Fig. 7, wobei Teile entfernt sind;
  • Fig.9A und 9B horizontale Teilschnitte, die den Eingriff einer Feder mit einem Anker und mit der Einstellstange für eine niedrige Einstellung bzw. eine hohe Einstellung des Schaltungsbrechers der Fig. 1 zeigen;
  • Fig.10A, 10B 10C und 10D schematisch eine Feder, die in einem erfindungsgemäßen Schaltungsbrecher verwendet wird, und zwar in der freien Position, einer Niedrigeinstellungsposition, einer Zwischeneinstellungsposition bzw. einer Hocheinstellungsposition;
  • Fig.11 ein Diagramm der Vorspannkraft in Abhängigkeit von der Einstellstangenbewegung für die in den Fig. 9 und 10 gezeigte Feder; und
  • Fig.12 einen horizontalen Schnitt durch einen Teil eines weiteren Teils eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltungsbrechers.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeisipiele
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist ein Schaltungsbrecher 1 mit einem geformten Gehäuse gezeigt, der eine magnetische Auslöseanordnung mit den verbesserten Mitteln zum Einstellen des Auslösesetz- bzw. -einstellpunkts gemäß der Lehre der Erfindung eingebaut besitzt. Während der Schaltungsbrecher 1 hier als ein dreiphasiger oder dreipoliger Schaltungsbrecher dargestellt und beschrieben ist, sind die Prinzipien der Erfindung gleichermaßen auf einfachphasige oder mehrphasige Schaltungsbrecher, und sowohl auf AC (Wechselstrom) und DC (Gleichstrom) - Schaltungsbrecher anwendbar.
  • Der Schaltungsbrecher 1 umfaßt eine geformte, elektrisch isolierende obere Abdeckung 3, die mechanisch an eine geformte, elektrisch isolierende, untere Abdeckung oder Basis 5 durch Befestigungsmittel 7 gesichert bzw. befestigt ist. Ein Satz von ersten elektrischen Anschlüssen oder Leitungsanschlüssen 9a, 9b und 9c sind vorgesehen, und zwar einer für jeden Pol oder Phase. Ähnlich ist ein Satz von zweiten elektrischen Anschlüssen oder Lastanschlüssen 11a, 11b und 11c vorgesehen, und zwar an dem anderen Ende der Schaltungsbrecherbasis 5. Diese Anschlüsse werden verwendet, um seriell elektrisch den Schaltungsbrecher 1 in eine dreiphasige elektrische Schaltung zum Schützen eines dreiphasigen elektrischen Systems zu verbinden.
  • Der Schaltungsbrecher 1 umfaßt ferner einen elektrisch isolierenden starren manuell in Eingriff bringbaren (Hand) Griff 13, der sich durch eine Öffnung 15 in der oberen Abdeckung 3 erstreckt, und zwar zum Einstellen des Schaltungsbrechers 1 in seine GESCHLOSSENE Position (Fig. 2) oder seine OFFENE Position (Fig. 3). Der Schaltungsbrecher 1 kann ebenfalls eine AUSGELÖSTE Position (Fig. 4) annehmen. Der Schaltungsbrecher 1 kann von der AUSGELÖSTEN Position in die GESCHLOSSENE Position für einen weiteren schützenden Betrieb zurückgesetzt werden, und zwar durch Bewegen des Griffs 13 durch die offene Position (Fig. 3). Der Griff 13 kann entweder manuell oder automatisch durch einen Betriebsmechanismus 21, der in größerer Einzelheit im folgenden beschrieben wird, bewegt werden. Vorzugsweise deckt ein elektrisch isolierender Streifen 17, der mit dem Griff 13 bewegbar ist, den Boden der Öffnung 15 ab und dient als eine elektrische Barriere zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Schaltungsbrechers 1.
  • Als seine internen Hauptbestandteile umfaßt der Schaltungsbrecher 1 einen Satz von elektrischen Kontakten 19 für jede Phase, einen Betriebsmechanismus 21 und einen Auslösemechanismus 23. Jeder Satz von elektrischen Kontakten umfaßt einen unteren elektrischen Kontakt 25 und einen oberen elektrischen Kontakt 27. Assoziiert mit jedem Satz von elektrischen Kontakten 19 sind eine Bogenbzw. Funkenkammer bzw. -rutsche 29 und ein Schlitzmotor 31, die beide herkömmlich sind. Kurzum, die Bogenkammer 29 teilt einen einzelnen elektrischen Bogen, der zwischen den sich trennenden elektrischen Kontakten 25 und 27 gebildet ist, auf einen Fehlerzustand hin in eine Serie von elektrischen Bögen, wodurch die Gesamtbogenspannung erhöht wird und was ein Beschränken der Größe des Versagens- bzw. Fehlerstroms zur Folge hat. Der Schlitzmotor 31, der entweder aus einer Serie von im allgemeinen U-förmigen Stahllaminaten, die von einer elektrischen Isolierung umgeben sind, oder aus einer im allgemeinen U- förmigen elektrisch isolierenden soliden Stahlstange besteht, ist um die Kontakte 25, 27 angeordnet, um das magnetische Feld, das auf einen Zustand einer Kurzschlußschaltung von hohem Niveau hin oder auf einen Zustand von einem fehlerhaften Strom hin erzeugt wird, zu konzentrieren, wodurch in großem Maße die magnetischen Abstossungskräfte zwischen den sich trennenden elektrischen Kontakten 25 und 27 erhöht werden, um schnell ihre Trennung zu beschleunigen. Die schnelle Trennung der elektrischen Kontakte 25 und 27 hat einen relativ hohen Bogenwiderstand zur Folge, um die Größe des fehlerhaften Stroms zu beschränken. Eine detailliertere Beschreibung der Bogenkammer 29 und des Schlitzmotors 31 kann in dem US-Patent 3 815 059 gefunden werden.
  • Der untere elektrische Kontakt 25 umfaßt ein U-förmiges stationäres Glied 33, das an die Basis 5 durch Befestigungsmittel 35 gesichert bzw. befestigt ist&sub1; einen Kontakt 37 zum physischen und elektrischen Kontaktieren des oberen elektrischen Kontakts 27 und einen elektrisch isolierenden Streifen 39, um die Möglichkeit der Bogenbil dung zwischen dem oberen elektrischen Kontakt 27 und Teilen des unteren elektrischen Kontakts 25 zu verringern. Der Leitungsanschluß 9, der sich außerhalb der Basis 5 erstreckt, weist einen integralen bzw. einstückigen Endteil des Glieds 33 auf.
  • Der obere elektrische Kontakt 27 umfaßt einen drehbaren Kontaktarm 41 und einen Kontakt 43 zum physischen und elektrischen Kontaktieren des unteren elektrischen Kontakts 25.
  • Der Betriebsmechanismus 21 umfaßt einen (über den Mittelpunkt)-Klapp- bzw. Kipphebelmechanismus 47, eine integrale einstückige geformte Querstange 49, ein Paar von starren beabstandeten Metallseitenplatten 51, ein starres, schwenkbares Metallgriffjoch 53, einen starren Anschlagstift 55, ein Paar von Betriebsspannungsfedern 57 und einen Verriegelungsmechanismus 59.
  • Der (über den Mittelpunkt) Kipphebelmechanismus 47 umfaßt ein starres Metallgerüst bzw. Wiege 61, das um die Längsmittelachse eines Gerüsttragstifts 63, der in den Seitenplatten 51 gelagert ist, drehbar ist.
  • Der Kipphebelmechanismus 47 umfaßt ferner ein Paar von oberen Kipphebelverbindungen bzw. -gelenken 65, ein Paar von unteren Kipphebelverbindungen 67, einen Kipphebelfe derstift 69 und einen oberen Kipphebelverbindungsfolgerstift 71. Die unteren Kipphebelverbindungen 67 sind an jeder Seite des drehbaren Kontaktarms 41 des oberen elektrischen Kontakts 27 durch einen Kipphebelkontaktstift 73 gesichert bzw. befestigt. Die Enden des Stift 73 sind in der geformten Querstange 49 aufgenommen und gehalten. somit wird eine Bewegung des oberen elektrischen Kontakts 27 und die entsprechende Bewegung der Querstange 49 durch eine Bewegung der unteren Kipphebelverbindungen 67 bewirkt. Auf diese Weise verursacht eine Bewegung des oberen elektrischen Kontakts 27 durch den Betriebsmechanismus 21 in dem Mittelpol- oder -phase des Schaltungsbrechers 1 gleichzeitig durch die starre Querstange 49 dieselbe Bewegung in den elektrischen Kontakten 27, die mit den anderen Polen oder Phasen des Schaltungsbrechers 1 assoziiert ist.
  • Die oberen Kipphebelverbindungen 65 und die unteren Kipphebelverbindungen 67 sind schwenkbar durch die Kipphebelfederstifte 69 verbunden. Die Betriebsspannungsfedern 57 sind zwischen dem Kipphebelfederstift 69 und dem Griffjoch 53 derart gestreckt, daß die Federn 57 unter Spannung verbleiben, wodurch der Betrieb des (über dem Mittelpunkt) Kipphebelmechanismus 47 durch eine externe Bewegung des Griffs 13 gesteuert werden kann und darauf ansprechend sein kann.
  • Die oberen Verbindungen 65 umfassen ebenfalls Ausnehmungen oder Nuten 77 zur Aufnahme und zum Halten des Stifts 71. Der Stift 71 verläuft durch das Gerüst 61 bei einer Stelle, die einen vorbestimmten Abstand von der Drehachse des Gerüsts 61 beabstandet ist. Eine Federspannung von den Federn 57 hält den Stift 71 in Eingriff mit den oberen Kipphebelverbindungen 65. Somit bewirkt eine Drehbewegung des Gerüsts 61 eine entsprechende Bewegung oder Versetzung bzw. Verschiebung der oberen Teile der Verbindungen 65.
  • Das Gerüst 61 besitzt einen Schlitz oder eine Nut 79, die eine flache Auflage- bzw. Verriegelungsoberfläche definiert, die konfiguriert ist, um mit einer flachen Gerüstverriegelungsoberfläche, die in dem oberen Ende eines langgestreckten Schlitzes oder Öffnung 81 in einer im allgemeinen flachen Zwischenverriegelungsplatte 83 gebildet ist, in Eingriff zu kommen. Das Gerüst 61 umfaßt ebenfalls eine im allgemeinen flache Griffjochkontaktieroberfläche 85, die konfiguriert ist, eine nach unten herabhängende langgestreckte Oberfläche 87, die an dem oberen Ende des Griffjochs 53 gebildet ist, zu kontaktieren. Die Betriebsfedern 57 bewegen den Griff 13 während eines Auslösebetriebs und die Oberflächen 85 und 87 ordnen den Griff 13 in der AUSGELÖSTEN Position (Fig. 4) zwischen der GESCHLOSSENEN Position (Fig. 2) und der OFFENEN Position (Fig. 3) des Griffs 13 an, um anzuzeigen, daß der Schaltungsbrecher 1 ausgelöst hat. Zusätzlich setzt der Eingriff der Oberflächen 85 und 87 den Betriebsmechanismus 21 zurück, und zwar darauffolgend auf einen Auslösebetrieb durch Bewegen des Gerüsts 61 in eine Richtung im Uhrzeigersinn gegen die Vorspannung der Betriebsfedern 57 von seiner AUSGELÖSTEN Postion (Fig. 4) zu und vorbei an seiner OFFENEN Position (Fig. 3), um das erneute Verriegeln der Verriegelungsoberflächen an der Nut 79 und in der Öffnung 81 zu ermöglichen.
  • Weitere Einzelheiten des Betriebsmechanismus und seiner assoziierten geformten Querstange 59 können aus der Beschreibung des ähnlichen Betriebsmechanismus, der in US- Patent Nr. 4 630 019 offenbart ist, entnommen werden.
  • Der Auslösemechanismus 23 umfaßt die Zwischenverriegelungsplatte 83, eine geformte einstückige Auslösestange 89, eine Gerüstverriegelungsplatte 91, einen Torsionsfedertragstift 93, eine doppeltwirkende Torsionsfeder 95, eine magnetische Auslöseanordnung 97 und eine thermische Auslöseeinrichtung 99 in der Form eines Bimetalls.
  • Die geformte einstückige Auslösestange 89 ist (gleitend) in vertikalen Unterteilungen 101 in der Basis 5 des Schaltungsbrechers 1 mit geformtem Gehäuse gelagert, die die drei Pole des Schaltungsbrechers trennen. (Siehe Fig. 6). Die Auslösestange 89 besitzt Betätigungshebel 103 für jeden Pol, die sich radial nach unten erstrecken. (Siehe ebenfalls Fig. 2-4). Ein Auslösehebel 105, der sich nach außen von der Auslösestange erstreckt, kommt durch die Gerüstverriegelungsplatte 91 in Eingriff. Die Gerüstverriegelungsplatte 91 ist für eine Drehung um eine Achse parallel zu der Auslösestange befestigt. Ein Arm der doppeltwirkenden Torsionsfeder 95 spannt die Gerüstverriegelungsplatte 91 gegen die Zwischenverriegelungsplatte 83 vor. Der andere Arm der Torsionsfeder 95 lagert gegen einen vertikalen Vorsprung 107 an der Auslösestange 89, um die Auslösestange in der Richtung im Gegenuhrzeigersinn gemäß der Ansicht der Fig. 2 vorzuspannen
  • Wenn der Schaltungsbrecher in der GESCHLOSSENEN Position ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist, tendieren die Spannungsfedern 57 dazu, das Gerüst 61 in die Richtung im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Jedoch wird diesem Widerstand geleistet, und zwar durch die Gerüstverriegelungsplatte 91, die an ihrem Platz durch den Auslösehebel 105 an der Auslösestange 89 gehalten wird, und die durch die Zwischenverriegelungsplatte 83 wirkt.
  • Magnetische Auslöseanordnung 97 umfaßt eine stationäre magnetische Struktur 109, einen Anker 111 und einen Mechanismus 113 zum Einstellen des magnetischen Auslösens.
  • Der planare bzw. ebene Anker 111 ist entlang einer horizontalen Achse gekrümmt und bei 115 geschlitzt, und zwar zur Aufnahme eines Stifts 117, um den der Anker drehbar ist.
  • Der Einstellmechanismus 113 umfaßt eine schraubenförmige Torsionsfeder 119, dfe auf einem vertikalen Vorsprung 121 (siehe Fig. 5) der stationären magnetischen Struktur 109 getragen ist. Die Torsionsfeder 119 besitzt einen Federarm 123, der gegen eine nach oben vorstehende Zunge 125 an dem Anker 111 lagert, um den Anker weg von der stationären magnetischen Struktur 109 vorzuspannen, um einen Spalt 127 dazwischen zu bilden. Der andere Federarm 129 der Feder 119 kommt mit eine Einstellstange 131 in Eingriff. Die Einstellstange 131 umfaßt einen herabhängenden Flansch 133, gegen den der Arm 123 der Torsionsfeder 119 die Zunge 125 an den Anker 111 vorspannt. Die oberen Federarme 129 der Torsionsfedern 119 kommen in Eingriff, und zwar mit Schwenkgliedern 135, die in die Einstellstange 131 geformt sind.
  • Die Einstellstange 131 ist für eine geradlinige Bewegung in Längsrichtung durch erste horizontale Auflageflächen 137 an den Bügeln 139 (siehe Fig. 6-8) getragen. Nach oben stehende Stifte 141 auf vergrößerten bzw. verbreiterten Teilen 143, bei jedem Ende der Einstellstange 131 erstrecken sich nach oben durch langgestreckte Schlitze 144 in den Auflageflächen 137 (siehe Fig. 7).
  • Schnappringe 145, die in (nicht gezeigten) Nuten in den Stiften 141 aufgenommen sind, verbinden gleitbar die Einstellstange 131 mit den Bügelauflageflächen 137. (Unterleg-) Scheiben 147 sind zwischen den Schnappringen 145 und den Auflageflächen 137 vorgesehen.
  • Ein drehbarer Nockenmechanismus 149, der auf einer zweiten erhabenen Auflagefläche 151 an dem Bügel 139 angebracht ist, und zwar benachbart einem Ende der Einstellstange 131, besitzt einen exzentrischen, herabhängenden Stift 153, der mit einer transversalen bzw. Quernut 155 in dem vergrößerten bzw. verbreiterten Ende 143 der Einstellstange 131 (siehe Fig. 8) in Eingriff kommt. Eine Drehung der Nockeneinrichtung 149 durch Einsetzen eines Werkzeugs, wie zum Beispiel einesn Schraubenziehers, in einen Schlitz 157 liefert die Möglichkeit des geradlinigen Bewegens der Einstellstange in Längsrichtung entlang einer Einstellachse 132 (siehe Fig. 6). Wie man in Fig. 1 erkennt, kann man auf die drehbare Nockeneinrichtung 149 durch die Abdeckung 3 an dem Schaltungsbrecher 1 zugreifen, um Mittel vorzsehen zum Einstellen der Position der Einstellstange 131, ohne die Abdeckung zu entfernen.
  • Da die Federarme 129 der Torsionsfedern 119, die den Anker 111 von allen der Pole vorspannen, durch die Schwenkglieder 135 in der Einstellstange 131 in Eingriff kommen, kann die Vorspannung an den Anker 111 für jeden Pol gleichzeitig eingestellt werden, und zwar durch Drehen der drehbaren Nockeneinrichtung 149.
  • Die Einzelheiten der Anordnung zum Einstellen der Torsionsfedervorspannung kann am besten unter Bezugnahme auf die Fig. 5, 9A und 9B, 10A bis 10D und 11 verstanden werden. Fig. 5 ist eine isometrische Expiosionsansicht, in der die Einstellstange 131 um 90º im Uhrzeigersinn gedreht wurde, um die Konfiguration der Unterseite zu zeigen. Der eine Torsionsarm 123 der Torsionsfeder 119 besitzt einen Anschlußteil 149, der unter einem Winkel zu dem Hauptteil des Arms gebogen bzw. gekrümmt ist, um mit einer Nut 161 in der Zunge 125 des Ankers 111 in Eingriff zu kommen.
  • Der zweite Torsionsarm 129 der Torsionsfedern 119 besitzt einen ersten Teil 163 und einen zweiten Anschlußteil 165, der sich unter einem Winkel von dem Teil 163 erstreckt.
  • Wie man in den Fig. 9A und 9B erkennen kann, lagert der zweite Torsionsarm 129 der Torsionsfeder 119 gegen das Schwenkglied 135, das integral bzw. einstückig in die Einstellstange 131 geformt ist. Wenn die Einstellstange in der in der Fig. 9a gezeigten Position ist, lagert der erste Teil 163 des Torsionsarms 129 gegen das Schwenkglied 135. Dies dient für niedrige Einstellungen des Auslösestroms. Man erkennt, daß, wenn sich die Einstellstange 131 geradlinig entlang der Einstellachse 132 bewegt, der Arm 129 der Torsionsfeder 119 nach links, gemäß der Ansicht der Fig. 9A abgebogen bzw. abgelenkt wird, oder dem Schwenkglied 135 folgt, wenn sich die Einstellstange nach rechts bewegt. Eine Bewegung der Einstellstange nach links gemäß der Ansicht der Fig. 9A hat eine Zunahme in der Vorspannkraft zur Folge, die an den Anker durch die Zunge 125 angelegt wird. Man erkennt ebenfalls, daß, wenn sich die Einstellstange 131 nach links bewegt und der Pfosten 121, an dem die Feder 119 angebracht ist, stationär und seitlich verschoben bzw. versetzt von dem Schwenkglied 135 verbleibt, der zweite Torsionsarm 129 entlang dem Schwenkglied 135 gleitet. Ein Punkt ist erreicht, an dem der zweite Anschlußteil 165 des zweiten Torsionsarms 129 in Kontakt mit dem Schwenkglied 135, wie in Fig. 98 gezeigt ist, kommt. Auf Grund des Winkels zwischen den Teilen 163 und 165 des Torsionsarms 129 hat ein Eingriff des Schwenkglieds durch den Anschlußteil 165 eine größere Veränderung in der Vorspannkraft, die an den Anker angelegt wird, pro Einheitsfahrtweg bzw. Einheitsbewegung des Einstellarms zur Folge, als wenn der Teil 163 des Arms 129 auf dem Schwenkglied 135 reitet bzw. fährt. Diese Aktion kann deutlicher in den Fig. 10A bis 10D erkannt werden.
  • Fig. 10A stellt die freie Position der Feder 119 dar, in der weder der Arm 123 noch der Arm 129 in Eingriff ist. Wenn keine Last an die Feder angelegt wird, ist der Winkel θ zwischen der Achse 167 und dem zweiten Torsionsarm 129 in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ungefähr 50º. Fig. 10B stellt den Niedrigauslösestromzustand dar, in dem der Arm 123 mit den Anker in Eingriff kommt und in dem der erste Teil 161 des zweiten Arms 129 mit dem durch den Stift 135' dargestellten Schwenkglied in Eingriff kommt. Unter diesen Umständen ist der Winkel θ ungefähr 55º. Fig. 10C stellt den Zustand der Feder für Zwischeneinstellungen des Auslösestroms dar. In dieser Figur ist der Kontakt zwischen dem zweiten Arm 129 der Torsionsfeder 119 und dem Schwenkglied 135' gerade dabei, von dem ersten Teil 163 zu dem zweiten Teil 165 überzugehen bzw. zu übertragen. Für Zwischeneinstellungen variiert der Winkel θ von 55º herauf bis zu ungefähr 88º. Schließlich stellt Fig. 10D den maximalen Auslösestromzustand dar, in dem das Schwenkglied 135' in die Nähe des Endes des zweiten Teils 165 des zweiten Arms 129 der Feder geglitten ist. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel tritt dies bei θ von ungefähr 88º auf.
  • Die Wirkung bzw. der Effekt dieses Krümmens bzw. Biegens in dem zweiten Torsionsarm 129 der Feder 119 ist in Fig. 11 dargestellt, die eine erzeugte Federvorspannkraft in Abhängigkeit von der Einstellstangenposition aufträgt. Wie man erkennen kann, ist die Steigung des Graphen in dem Abschnitt 169, in dem das Anschlußende 165 des zweiten Torsionsarms 129 in Kontakt mit dem Schwenkglied 135 ist, steiler als der Teil 175, der den Zustand darstellt, in dem der erste Teil 163 des Torsionsarms 129 in Kontakt mit dem Schwenkglied 135 ist. Wie in Fig. 11 dargestellt ist, ist die Vorspannkraft mit dem Anschlußteil 165 in Kontakt mit dem Schwenkglied 135 nicht nur größer, sondem verändert sich auch mit einer größeren Rate mit der Bewegung der Einstellstange. Diese Kennlinie bzw. Charakteristik gestattet, daß der erfindungsgemäße Schaltungsbrecher den Auslösestrom über einen größeren relativen Bereich variiert, und zwar verglichen mit Schaltungsbrechern gemäß dem Stand der Technik.
  • Zusätzlich zu dem Variieren der Federvorspannkraft, die an die Anker angelegt wird, stellt der erfindungsgemäße Schaltungsbrecher ebenfalls den Spalt 127 zwischen dem Anker und der fixierten magnetischen Struktur 109 ein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig. 5 und 9A und 9B gezeigt ist, sind Nocken 173 an der Einstellstange 131 vorgesehen. Diese Nocken 173 besitzen Nockenoberflächen 175, gegen die die Zunge 125 der Anker 111 durch den Torsionsarm 123 der Torsionsfeder 119 vorgespannt sind. Wie aus den Fig. 9A und 9B offensichtlich ist, hat eine geradlinige Bewegung der Einstellstange 131 entlang der Einstellachse 132 eine Veränderung in der vorgespannten Position des Ankers zur Folge und folglich in dem Spalt zwischen dem Anker und der fixierten magnetischen Struktur. In dem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, wie gezeigt, wird das Profil der Nockenoberflächen 175 ausgewählt und positioniert relativ zu dem Schwenkglied 135, so daß, wenn der Spalt zunimmt, die Federvorspannkraft ebenfalls zunimmt. Deshalb wird die größte Federvorspannkraft angelegt bei der maximalen Spaltöffnung, und umgekehrt, wird eine minimale Federvorspannung bei der minimalen Spaltöffnung angelegt. Der zusätzliche Effekt der Einstellungen der Federvorspannung und der Spaltbreite sehen einen breiten Dynamikbereich zum Einstellen des Auslösestroms vor, was gestattet, daß der Schaltungsbrecher für eine magnetische Auslösung irgendwo zwischen ungefähr 5- und 10-mal dem Nennstrom des Brechers eingestellt werden kann.
  • Fig. 12 stellt ein alternatives bzw. abgewandeltes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schaltungsbrechers 1 dar, und stellt eine modifizierte Anordnung zum Einstellen des Spalts 127 zwischen den Ankern und den fixierten magnetischen Strukturen dar. In dieser Anordnung ist die Zunge 125' verdreht bzw. verdrillt bezüglich des planaren Hauptkörpers des Ankers 111', um eine Nockenoberfläche 177 zu bilden. Eine Einstellschraube 179 steht von der Einstellstange 131' vor und lagert gegen die Nockenoberfläche 177, so daß eine Bewegung der Einstellstange 131' entlang der Einstellachse 132' eine Einstellung des Spalts zur Folge hat. Eine derartige Bewegung der Einstellstange hat eine gleichzeitige Einstellung des Spalts für jeden Pol zur Folge, wobei jedoch bei der Anordnung der Fig. 12 der tatsächliche Spalt bei irgendeiner Einstellung der Einstellstange einzeln eingestellt werden kann, und zwar durch eine gesonderte Einstellung der zugehörigen Einstellschraube 179.
  • Die thermische Auslösung für den Schaltungsbrecher 1 wird durch ein Bimetall 99 eingestellt, das elektrisch mit dem Lastanschluß 11b durch ein leitendes Glied 181 verbunden ist. Das untere Ende des Bimetalis 99 ist mit einem Finger 183 versehen, der von einer abgeschrägten Oberfläche 185 an dem unteren Ende des Betätigungsarms 103 an der Auslösestange 89 beabstandet ist. Die abgeschrägte Oberfläche 185 definiert eine Ebene, die die linke Kante gemäß der Ansicht der Fig. 3 näher als die rechte Kante besitzt. Eine Einstellung des Abstands zwischen dem Finger 183 und der Oberfläche 185 kann durch zwei Mittel erreicht werden. Ein Hebelarm 187, der für eine Drehung um den Stift 189 geschwenkt ist, kommt mit der Auslösestange 89 bei ihrem unteren Ende gemäß der Ansicht der Fig. 6 in Eingriff. Das obere Ende des Hebelarms 187 kommt durch eine drehbare Nockeneinrichtung 191, die auf einer Auflagefläche 193 an dem Bügel 139 angebracht ist, in Eingriff. Die Nockeneinrichtung 191 ist ähnlich der Einrichtung 149. Eine Drehung der Nockeneinrichtung 191 verursacht, daß der Hebelarm 187 sich dreht, wodurch die Auslösestange 89 axial gleitet. Auf Grund der abgeschrägten Oberfläche 185 an dem Betätigungshebel 103 wird der Abstand zwischen dem Bimetall 99 und der Auslösestange 89 eingestellt. Auf die Nockeneinrichtung 191 kann man ebenfalls zugreifen durch die obere Abdeckung des Schaltungsbrechers 1, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Eine Kalibrierung des Bimetalls kann in der Fabrik durch eine Drehung einer Schraube 195 bewirkt werden.
  • Ein stromführender leitender Pfad zwischen dem unteren Ende des Bimetalls 99 und dem oberen elektrischen Kontakt 27 wird durch einen flexiblen Kupfershunt 197 erreicht, der durch irgendwelche geeigneten Mittel, zum Beispiel durch (Hart) Löten mit dem unteren Ende des Bimetalls 99 und mit dem oberen elektrischen Kontakt 27 innerhalb der Querstange 49 verbunden ist. Auf diese Weise wird ein elektrischer Pfad durch den Schaltungsbrecher 1 zwischen den Anschlüssen 9B und 1b über den unteren elektrischen Kontakt 25, den oberen elektrischen Kontakt 27, dem flexiblen Shunt bzw. Nebenschluß (Widerstand) 197, das Bimetall 99 und das leitende Glied 181 vorgesehen.
  • Ein Einstellen der Nockeneinrichtung 191 variiert die Ansprechzeit des Schaltungsbrechers auf Überströme mit niedrigem Pegel. Da das Bimetall von der stationären magnetischen Struktur 109 umgeben ist, erzeugt der durch das Bimetall geleitete Strom ein magnetisches Feld in der stationären magnetischen Struktur, das den Anker 111 anzieht. Die Federvorspannung und der Spalt, der durch das Einstellen der Einstellstange 131 durch Drehen der Nockeneinrichtung 149 eingestellt wurde, stellen das Niveau bzw. den Pegel des Stroms ein, bei dem der Anker zu der stationären magnetischen Struktur für die magnetische Auslösung angezogen wird.
  • Im Betrieb wird der Schaltungsbrecher 1 in die geschlossene Position, wie in Fig. 2 gezeigt, eingestellt. Ein Strom in mindestens einem der Pole, der die magnetische Auslöseeinstellung, die durch die Federvorspannung durch die Nockeneinrichtung 149, und falls vorgesehen, die Einstellschraube 179, errichtet wird, erzeugt ein magnetisches Feld in der stationären magnetischen Struktur 109, das ausreicht, um den Anker 111 in dem assoziierten Pol zu ihm hin zu ziehen, und zwar in einer Richtung im Uhrzeigersinn gemäß der Ansicht der Fig. 2. Das untere Ende des Ankers dreht die Auslösestange in der Richtung im Uhrzeigersinn, bis die Gerüstverriegelungsplatte 91 von dem Auslösehebel 105 weg gleitet. Dies entriegelt das Gerüst 61, wodurch den Betriebspannungsfedern 57 gestattet wird, das Gerüst 61 im Gegenuhrzeigersinn gemäß der Ansicht der Fig. 2 zu drehen, was den Kipphebelmechanismus 47 veranlaßt, überzubrechen, und zwar in die in der Fig. 3 gezeigten Position, wodurch der Satz von elektrischen Kontakten 19 geöffnet wird. Wie zuvor erwähnt wurde, hat dies eine Drehung der Querstange 49 zur Folge, die den Satz von Kontakten 19 an jedem der Pole des Schaltungs brechers 1 öffnet.
  • Ein fortbestehender Strom mit niedrigem Pegel verursacht, daß sich das Bimetall 99 verbiegt bzw. krümmt, wobei der Finger 183 in Kontakt mit der Nockenoberfläche 185 des Auslösehebels 105 an der Auslösestange 89 gebracht wird, wodurch die Auslösestange 89 gedreht wird und der Schaltungsbrecher auf die oben in Verbindung mit der magnetischen Auslösung diskutierte Art und Weise ausgelöst wird.
  • Wenn der Schaltungsbrecher ausgelöst ist, werden die Kontakte, wie in Fig. 4 gezeigt, geöffnet. Der Schaltungsbrecher 1 wird zurückgesetzt durch Bewegen des Griffs 13 in die AUS-Position, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Dies dreht das Gerüst 61 in eine Position, in der die Gerüstverriegelungsplatte 91, die durch die Verriegelungstorsionsfeder 95 vorgespannt ist, die Zwischenveriegelungsplatte 83 in Eingriff mit der Verriegelungsoberfläche der Nut 79 in dem Gerüst 61 drängt. Die Verriegelungstorsionsfeder 95 dreht ebenfalls die Auslösestange im Gegenuhrzeigersinn bis die Gerüstverriegelungsplatte 91 in Eingriff kommt und in einer verriegelten Position durch den Hebel 105 an der Auslösestange 89, wie in Fig. 5 gezeigt, gehalten wird. Der Auslösemechanismus 23 wird somit erneut verriegelt und ist bereit zum Schließen des Schaltungsbrechers durch eine Bewegung des Griffs 13 in die GESCHLOSSENE Position&sub1; die in Fig. 2 gezeigt ist. Dies verursacht, daß der Kipphebelmechanismus 47 im Gegenuhrzeigersinn über den Mittelpunkt sich dreht, wodurch die Sätze von elektrischen Kontakten 19 für jeden Pol geschlossen werden.
  • Falls es erforderlich ist, den instantanen Auslösesetzpunkt des Schaltungsbrechers 1 einzustellen, wird ein Schraubenzieher oder ein anderes Werkzeug in die drehbare Nockeneinrichtung 149 eingesetzt und gedreht, um die Einstellstange 131 in einer erforderlichen Richtung um den erforderlichen Betrag zu bewegen. Falls es erforderlich ist, die Auslöseverzögerung einzustellen, wird ein Werkzeug in die Nockeneinrichtung 191 eingesetzt und gedreht, um den Hebelarm 187 zu schwenken, um dadurch die Auslösestange 89 axial zu verschieben bzw. zu versetzen, um den Spalt zwischen dem Finger 183 auf dem Bimetall 99 und der abgeschrägten Oberfläche 185 auf den Betätigungsarm 103 der Auslösestange 89 einzustellen.
  • Während spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung in Einzelheiten beschrieben wurden, verstehen Fachleute, daß verschiedene Modifikationen und Alternativen bei diesen Einzelheiten entwickelt werden könnten, und zwar innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Patentansprüche.

Claims (8)

1. Schaltungsbrecher (1) zum Ansprechen auf anormale Ströme in einem Leiter in einem elektrischen System, der folgendes aufweist: elektrische Kontakte (19), die betriebsfähig sind zwischen einer geschlossenen Position, in der eine Schaltung durch den Leiter vervollständigt wird, und einer offene Position, in der die Schaltung durch den Leiter unterbrochen ist; einen verriegelbaren Betriebsmechanismus (21), der betriebsfähig ist, die elektrischen Kontakte (19) zu öffnen, wenn er entriegelt ist; eine magnetische Auslöseanordnung (23), die eine stationäre fixierte magnetische Struktur (109) aufweist, in der ein magnetischer Fluß durch Strom in dein Leiter, der durch die elektrischen Kontakte (19) strömt, erzeugt wird; einen bewegbaren Anker (111), der zu der fixierten magnetischen Struktur (109) angezogen wird, und zwar durch den magnetischen Fluß, der durch einen anormalen Strom eines ausgewählten Werts durch die elektrische Kontakte (19) erzeugt wird, um den verriegelbaren Betriebsmechanismus (21) zu entriegeln, und um die elektrischen Kontakte (19) zu öffnen; eine Feder (119), die eine Federvorspannkraft an den Anker (111) anlegt, um den Anker (111) weg von der stationären magnetischen Struktur (119) vorzuspannen, um einen Spalt damit zu bilden; eine Federeinstelleinrichtung (113), die bewegbar ist über einen Fahr- bzw. Bewegungsbereich, die die Vorspannkraft einstellt, um den ausgewählten Wert des anormalen Stromes, bei dem der Anker (111) zu der fixierten magnetischen Struktur (109) angezogen wird, zu modifizieren, um den verriegelbaren Betriebsmechanismus zu entriegeln, wobei die Federeinstelleinrichtung eine erste Beziehung zwischen der Bewegung der Federeinstelleinrichtung (113) und einer Veränderung in der Vorspannkraft über einen ersten Teil des Fahrbereichs der Federeinstelleinrichtung (113) vorsieht und eine zweite Beziehung zwischen der Vorspannkraft über einen zweiten Teil des Fahrbereichs der Federeinstelleinrichtung (113) vorsieht; dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel eine Torsionsfeder (119) aufweisen, und zwar mit einem ersten Torsionsarm (123), der gegen den Anker (111) lagert und die Vorspannkraft an diesen anlegt, und mit einem zweiten Torsionsarm (129), der einen ersten Teil (163) und einen zweiten Anschlußteil (165), der sich unter einem Winkel zu dem ersten Anschlußteil (163) erstreckt, besitzt, und wobei die Federeinstelleinrichtung (113) ein Schwenkglied (135) und eine Befestigungseinrichtung, die das Schwenkglied (135) für eine Hin- und Herbewegung über den Fahrbereich befestigt, aufweist, wobei der zweite Torsionsarm (129) mit dem Schwenkglied (135) in Eingriff kommt und entlang diesem gleitet, wenn das Schwenkglied (135) sich mit dem ersten Teil (163) des zweiten Torsionsarms (129), der mit dein Schwenkglied (135) in Eingriff kommt und entlang diesem gleitet, hin- und herbewegt, und zwar für den ersten Teil des Fahrbereichs der Federeinstelleinrichtung (113), und sich mit dem zweiten Anschlußteil (165) des zweiten Torsionsarms (129) hin- und herbewegt, der mit dem Schwenkglied (135) in Eingriff kommt und entlang diesem gleitet, und zwar für den zweiten Teil des Fahrbereichs der Federeinstelleinrichtung (113).
2. Schaltungsbrecher nach Anspruch 1, wobei die Befestigungseinrichtung das Schwenkglied (135) für eine geradlinige Hin- und Herbewegung entlang einer Einstellachse befestigt, wobei der erste Teil (163) des zweiten Torsionsarms (129) der Torsionsfeder (119) einen ersten Winkel mit der Einstellachse des Schwenkglieds (135) bildet, und zwar wenn er in Eingriff mit dem Schwenkglied (135) ist, und wobei der zweite Teil (165) des zweiten Torsionsarms (129) der Torsionsfeder (119) einen zweiten Winkel mit der Einstellachse bildet, und zwar wenn er in Eingriff mit dem Schwenkglied (135) ist, wobei der zweite Winkel größer als der erste ist, so daß eine Bewegung des Schwenkglieds (135) über den zweiten Teil seines Fahrbereichs eine größere Veränderung in der Vorspannkraft pro Einheitsfahrt bzw. Einheitsbewegung des Schwenkglieds (135) erzeugt, als es eine Bewegung des Schwenkglieds (135) über den ersten Teil seines Fahrbereichs tut.
3. Schaltungsbrecher nach Anspruch 1, der eine Spalteinstelleinrichtung (173,175) aufweist, die den Spalt (127) zwischen einem minimalen Abstand und einem maximalen Abstand zwischen dem bewegbaren Anker (111) und der fixierten magnetischen Struktur (109) einstellt, um ebenfalls das ausgewählte Niveau des anormalen Stromes, bei dem der bewegbare Anker (111) zu der fixierten magnetischen Struktur (109) angezogen wird, um den verriegelbaren Betriebsmechanismus zu entriegeln, zu modifizieren.
4. Schaltungsbrecher nach Anspruch 3, der ein Einstellglied (131) aufweist, das sowohl die Federeinstelleinrichtung (130) als auch die Spalteinstelleinrichtung trägt, um gleichzeitig die Federvorspannkraft und den Spalt einzustellen.
5. Schaltungsbrecher nach Anspruch 4, wobei die Spalteinstelleinrichtung einen Nocken (173) aufweist, der von dem Einstellglied (131) getragen wird, und der eine Nockenoberfläche (175) besitzt, gegen die der bewegbare Anker (111) vorgespannt wird, und zwar durch die Federeinrichtung, um den Spalt einzustellen, wobei die Nockenoberfläche (175) geformt ist, um den Spalt (127) durch eine Bewegung des Einstellglieds relativ zu dem Anker (111) einzustellen.
6. Schaltungsbrecher nach Anspruch 5, wobei der Anker (111) um eine Schwenkachse geschwenkt wird, und zwar für eine Drehung zu der fixierten magnetischen Struktur (109) hin und weg davon, wobei das Einstellglied (131) langgestreckt ist und befestigt ist für eine im allgemeinen geradlinige Bewegung entlang einer Einstellachse, die im allgemeinen parallel zu der Schwenkachse ist, um den Fahrbereich der Federeinstelleinrichtung (113) vorzusehen, wobei die Federeinrichtung eine Torsionsfeder (119) mit einem ersten Torsionsarin (123), der gegen den Anker (111) lagert, und einem zweiten Torsionsarm (129) mit einem ersten Teil (163) und einem zweiten Anschlußteil (165), der sich unter einem Winkel zu dem ersten Teil (163) erstreckt, ist, und wobei die Federeinstelleinrichtung ein Schwenkglied (135) aufweist, und zwar befestigt auf dem langgestreckten Einstellglied (131), womit der zweiten Torsionsarm (129) in Eingriff kommt und woran er entlang gleitet, wenn das langgestreckte Einstellglied (131) sich geradlinig bewegt, wobei der erste Teil (163) des zweiten Torsionsarrns (129) mit dem Schwenkglied (135) in Eingriff kommt und entlang diesem gleitet, und zwar für den ersten Teil des Fahrbereichs des Einstellglieds (131), und wobei der zweite Anschlußteil (165) des zweiten Torsionsarms (129) mit dem Schwenkglied (135) in Eingriff kommt und daran entlang gleitet, und zwar für den zweiten Teil des Fahrbereichs des Einstellglieds (131).
7. Schaltungsbrecher nach Anspruch 6, wobei der erste Teil (163) des zweiten Torsionsarrns (129) der Torsionsfeder (119) einen ersten Winkel mit der Einstellachse des Einstellglieds (131) bildet, und zwar wenn er in Eingriff mit dem Schwenkglied (135) ist, und wobei der zweite Teil (165) des zweiten Torsionsarms (129) der Torsionsfeder (119) einen zweiten Winkel mit der Einstellachse bildet, und zwar wenn er in Eingriff mit dem Schwenkglied (135) ist, wobei der zweite Winkel größer als der erste ist, so daß eine Bewegung des Einstellglieds (131) über den zweiten Teils des Fahrbereichs eine größere Veränderung in der Vorspannkraft pro Einheitsfahrt bzw. -bewegung des Einstellglieds (131) erzeugt als es eine Bewegung des Einstellglieds (131) über den ersten Teil des Fahrbereichs tut.
8. Schaltungsbrecher nach Anspruch 7, wobei die Nockenoberfläche (175) auf dem Einstellglied (131) angeordnet ist und geformt ist, um den Spalt (127) zu setzen bzw. einzustellen, und zwar zu dem maximalen Abstand zwischen dem bewegbaren Anker (111) und der fixierten magnetischen Struktur (109) hin, wenn der zweite Teil (165) des zweiten Torsionsarms (129) der Torsionsfeder (119) mit dem Schwenkglied (135) in Eingriff kommt, und um den Spalt (127) zu dem minimalen Abstand zwischen dem bewegbaren Anker (111) und der fixierten magnetischen Struktur (109) hin zu setzen bzw. einzustellen, wenn der erste Teil (163) des zweiten Torsionsarins (129) der Torsionsfeder (119) mit dem Schwenkglied (135) in Eingriff kommt.
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