DE759020C

DE759020C - Switching mechanism for electrical switches

Info

Publication number: DE759020C
Application number: DES138984D
Authority: DE
Inventors: Othmar Grober
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1939-10-26
Filing date: 1939-10-26
Publication date: 1953-03-23

Description

Bei elektrischen Selbstschaltern wirken das Einschaltbedienungsorgan, das bewegliche Schaltglied und das Gesperre derartig aufeinander ein, daß das bewegliche Schaltglied in der Einschaltstellung gesperrt und beim Ansprechen der Auslöseorgane auch dann freigegeben wird, wenn das Einschaltbedienungsorgan beim Auslösen in der Einschaltstellung festgehalten wird. Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Schaltbedingungen stangenförmige Glieder zu verwenden, die gelenkig miteinander verbunden sind. Insbesondere pflegt man aus den stangenförmigen Gliedern ein über seine Strecklage hinaus durchdrückbares Kniegelenk zu bilden, das sich zwischen dem unter Federwirkung stehenden Schaltglied, dem das Schaltglied in der Einschaltstellung festhaltenden und beim Auslösen freigebenden Gesperre und dem Einschaltbedienungsorgan befindet. Die stangenförmigen'Glieder bedingen stets einen großen Raum bei der Unterbringung im Schaltmechanismus. Außerdem tritt in den Gelenken zwischen den stangenförmigen Gliedern eine Reibung auf, die die Schaltgeschwindigkeit herabsetzt.In the case of electrical self-switches, the switch-on control element, the movable one, acts Switching element and the locking mechanism on each other in such a way that the movable switching element in locked in the switch-on position and then released when the triggering devices respond when the switch-on control element is held in the switch-on position when triggered. It's known to be fulfilling These switching conditions use rod-shaped links that are articulated with one another are connected. In particular, one maintains from the rod-shaped links one over its extended position to form a push-through knee joint, which is located between the under Spring action standing switching element, which holds the switching element in the switched-on position and when releasing the locking mechanism and the switch-on control element is located. The rod-shaped links always require a large amount of space when accommodated in the Switching mechanism. It also occurs in the joints between the rod-shaped limbs a friction that reduces the switching speed.

Die Erfindung geht den Weg, für das Kniegelenk, das zwischen dem Einschaltbedienungsorgan, dem Gesperre und dem Schalt-The invention goes the way for the knee joint that is between the switch-on control element, the locking mechanism and the

glied vorhanden ist, die Verwendung von stangenförmigen Gliedern zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird die kniegelenkförmige Gliederanordnung von drei Wälzkörpern gebildet, von denen der mittlere von dem Einschaltbedienungsorgan steuerbar, jedoch gegenüber diesem beim Auslösen frei beweglich ist, der eine seitliche mit dem Schaltglied und der andere seitliche mit dem Gesperre zusammenwirkt. Bei dem Selbstschalter gemäß der Erfindung ersetzen also die drei Wälzkörper vollständig das bisher aus stangenförmigen Gliedern hergestellte Kniegelenk. Da sich die Wälzkörper in erheblich kleineren Abmessungen als das aus stangenförmigen Teilen bestehende Kniegelenk herstellen lassen, erhält der Schaltmechanismus gemäß der Erfindung erheblich kleinere Abmessungen als bisher. Mit der Verwendung der Wälzkörper für daslink is present, avoid the use of rod-shaped links. According to the invention the knee-joint-shaped link arrangement is formed by three rolling elements, of which the middle can be controlled by the switch-on operator, however relative to this is freely movable when triggered, the one side with the switching element and the other side cooperates with the locking mechanism. With the automatic switch according to of the invention thus completely replace the three rolling elements that previously consisted of rod-shaped Knee joint made with limbs. Since the rolling elements are in considerably smaller dimensions than let the knee joint made of rod-shaped parts be produced the switching mechanism according to the invention is considerably smaller in size than before. With the use of the rolling elements for the

ao Kniegelenk ist zugleich der Vorteil verbunden, daß beim Ein- und Ausschalten besonders kleine Reibungswiderstände auftreten, da sich die Wälzkörper gegeneinander abrollen. Ein solches Abrollen ist möglich, da mehrere Wälzkörper vorhanden sind. Beim Einschalten ist infolgedessen nur eine ganz kleine Kraft erforderlich. Beim Ausschalten kommt infolge der geringen Reibungswiderstände eine große Schaltgeschwindigkeit zustande, die eine große Schaltleistung bei der Kleinheit der Abmessungen des Schalters zur Folge hat.ao knee joint is also associated with the advantage that when switching on and off especially small frictional resistances occur because the rolling elements roll against each other. A such rolling is possible because there are several rolling elements. When switching on is consequently only a very small amount of force is required. When switching off comes as a result the low frictional resistance results in a high switching speed, which a large Switching capacity with the smallness of the dimensions of the switch.

Um bei den bekannten Selbstschaltern an den stangenförmigen Gliedern etwas die Reibung herabzusetzen, hat man vorgeschlagen, einzelne der stangenförmigen Glieder an den Enden mit Rollen zu versehen. Da an den bekannten Schaltern die Rollen nicht die stangenförmigen Glieder ersetzen, besitzt der Schaltmechanismus nicht die kleinen Abmessungen wie der Schaltmechanismus gemäß der Erfindung. Auch ist bei den bekannten Schaltern für das Schalten ein größerer Kraftaufwand erforderlich als bei dem Schaltmechanismus gemäß der Erfindung.In order to reduce the friction on the rod-shaped members of the known automatic switches Reduce, it has been proposed that some of the rod-shaped links to the To provide ends with rollers. Since on the known switches the roles are not rod-shaped Replacing links, the switching mechanism does not have the small dimensions as the switching mechanism according to the invention. In the case of the known switches, a greater expenditure of force is required for switching than in the case of the switching mechanism according to the invention.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel vergrößert im Aufriß, wobei Fig. 1 die Einschaltstellung und Fig. 2 die Ausschaltstellung mit noch in der Einschaltstellung befindlichem Einschaltbedienungsorgan darstellt.1 and 2 show an embodiment enlarged in elevation, FIG. 1 showing the Switch-on position and FIG. 2 shows the switch-off position with the switch-on position still in the switch-on position Switch-on control element represents.

Fig. 3 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel im Grundriß.Fig. 3 shows the same embodiment in plan.

Das Gehäuse 1 des Schalters enthält das bewegliche, federnde Schaltglied 2 mit dem daran sitzenden Kontaktstück 2', das Gegenkontaktstück 3, das z. B. als Bimetallstreifen ausgebildete Auslöseorgan 4, das das bewegliche Schaltglied 2 in der Einschaltstellung festhaltende und beim Ansprechen des Auslöseorgans 4 freigebende Gesperre 5, das Einschaltbedienungsorgan 6 und das Ausschaltbedienungsorgan 7, das die ebenfalls mit dem Gesperre 5 zusammenwirkendeStange S steuert. Mit dem Einschaltbedienungsorgan 6 ist ein Lenker 9 gekuppelt. Der Lenker 9 ist mit daran sitzenden Leisten 9' in Schlitzen 9" des Gehäuses ι geführt. Die Einschaltbewegung des Lenkers 9 ist durch Anschläge 9'" begrenzt. Der Lenker 9 und das bewegliche Schaltglied 2 sind derart angeordnet, daß das bewegliche Schaltglied 2 etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des Lenkers 9 an das Gegenkontaktstück 3 gedrückt wird. Mit dem Gegenkontaktstück 3 und dem Auslöseorgan 4 sind die Anschlußfahnen 10, 11 verbunden. Die Bedienungsorgane 6, 7 sind in dem gewählten Beispiel als Druckknöpfe ausgebildet.The housing 1 of the switch contains the movable, resilient switching element 2 with the contact piece 2 'sitting thereon, the mating contact piece 3, the z. B. designed as a bimetallic release element 4, which holds the movable switching element 2 in the switched-on position and releases when the release element 4 is activated, the locking mechanism 5, the switching-on operating element 6 and the switching-off operating element 7, which controls the rod S which also interacts with the locking mechanism 5. A handlebar 9 is coupled to the switch-on control element 6. The handlebar 9 is guided with strips 9 ' sitting thereon in slots 9 "of the housing ι. The switch-on movement of the handlebar 9 is limited by stops 9'". The handlebar 9 and the movable switching element 2 are arranged in such a way that the movable switching element 2 is pressed against the mating contact piece 3 approximately perpendicular to the direction of movement of the handlebar 9. The connecting lugs 10, 11 are connected to the mating contact piece 3 and the trigger element 4. The operating elements 6, 7 are designed as push buttons in the example chosen.

Das Einschaltbedienungsorgan 6, das bewegliche Schaltglied 2 und das Gesperre 5 wirken unter Vermittlung von als Wälzkörper ausgebildeten mechanischen Gliedern 12, 13, 14 aufeinander ein, die eine kniegelenkförmige Gliederanordnung bilden. Der Lenker 9 wirkt mit dem Wälzkörper 12 zusammen, der in einer etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des Lenkers 9 liegenden Kulisse 15 des Lenkers 9 gelagert ist. Der Wälzkörper 12 des Lenkers 9 wirkt seinerseits auf den unter der Wirkung des Gesperres 5 stehenden Wälzkörper 13 und den Wälzkörper 14, der in etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des Lenkers 9 angeordneten Schlitzen 16 des Gehäuses 1 geführt ist und mit dem beweglichen Schaltglied 2 zusammenwirkt. The switch-on control element 6, the movable switching element 2 and the locking mechanism 5 act on one another through the intermediary of mechanical links 12, 13, 14 which are designed as rolling elements and which form a knee-joint-shaped link arrangement. The link 9 interacts with the rolling element 12, which is mounted in a link 15 of the link 9 that is approximately perpendicular to the direction of movement of the link 9. The rolling element 12 of the link 9 in turn acts on the rolling element 13 under the action of the locking mechanism 5 and the rolling element 14, which is guided approximately perpendicular to the direction of movement of the link 9 slots 16 of the housing 1 and interacts with the movable switching element 2.

Das Gesperre 5 besteht aus einer unter der Wirkung des Auslöseorgans 4 stehenden, um die feste Achse 17' drehbaren Klinke 17 und einem um die feste Achse 18' drehbaren Winkelhebel 18, dessen einer Arm 18" sich in der Sperrlage gegen einen Arm 17" der Klinke 17 abstützt und dessen anderer Arm 18"' den drehbar gelagerten Wälzkörper 13 des Gesperres 5 trägt. Die Klinke 17 hat zwei weitere Arme 17'" und 17"", von denen der erste unter der Wirkung des Auslöseorgans 4 und der zweite unter der Wirkung der von dem Ausschaltbedienungsorgan 7 gesteuerten Stange 8 mit dem Nocken 8' steht. Der Lenker 9, die Klinke 17 und der Winkelhebel 18 haben Rückstellfedern ψ", 17'"" und 18"". Die Drehachse 13' des Wälzkörpers 13 des Gesperres 5 liegt auf der dem Einschaltbedienungsorgan 6 abgekehrten Seite der die Drechachse 18' des Winkelhebels 18 mit der Drechachse 12' des Wälzkörpers 12 des Lenkers 9 verbindenden Linie 19.The locking mechanism 5 consists of a pawl 17 which is under the action of the trigger element 4 and can be rotated about the fixed axis 17 'and an angle lever 18 which can be rotated about the fixed axis 18', one arm 18 "of which is in the blocked position against an arm 17" of the The pawl 17 is supported and the other arm 18 '''carries the rotatably mounted rolling element 13 of the locking mechanism 5. The pawl 17 has two further arms 17''' and 17 ''', of which the first is under the action of the trigger element 4 and the second under the Effect of the rod 8 controlled by the switch-off control element 7 with the cam 8 '. The handlebar 9, the pawl 17 and the angle lever 18 have return springs ψ ", 17 '"" and 18"". The axis of rotation 13' of the rolling element 13 of the locking mechanism 5 is on the side facing away from the switch-on control element 6 of the pivot axis 18 'of the angle lever 18 with the line 19 connecting the axis of rotation 12 'of the rolling element 12 of the link 9.

Die kinematischen Vorgänge beim Ein- und Ausschalten verlaufen folgendermaßen:The kinematic processes when switching on and off are as follows:

Durch Drücken des Einschaltbedienungsorgans 6 wird der den Wälzkörper 12 tragende Lenker in Druckrichtung verschoben. Der Wälzkörper 13 des Gesperres 5 bildet dabei ein festes Widerlager für den Wälzkörper 12 des Lenkers 9, da sich der Arm 18" des Winkel-By pressing the switch-on control element 6, the element carrying the rolling elements 12 becomes Handlebar shifted in pressure direction. The rolling element 13 of the locking mechanism 5 forms a fixed abutment for the rolling element 12 of the link 9, since the arm 18 "of the angle

hebels i8 auf den Arm 17" der Klinke 17 abstützt. Infolgedessen drückt der Wälzkörper 12 des Lenkers 9 über den Wälzkörper 14 das bewegliche Schaltglied 2 an das Gegenkontaktstück 3 und wird nach Überschreiten der Totpunktlage zwischen dem Wälzkörper 13 des Gesperres 5 und dem Wälzkörper 14 in der durch die Anschläge g'" begrenzten Endlage des Lenkers 9 durch geringes Zurückfedern des beweglichen Schaltgliedes 2 festgehalten.lever i8 is supported on the arm 17 ″ of the pawl 17. As a result, the rolling element 12 of the link 9 presses the movable switching element 2 against the mating contact piece 3 via the rolling element 14 and, after the dead center position is exceeded, between the rolling element 13 of the locking mechanism 5 and the rolling element 14 in the end position of the link 9, which is limited by the stops g '″ , is held by the movable switching element 2 springing back slightly.

Beim Ansprechen des Auslöseorgans 4 wird durch dessen Druck auf den Arm 17'" der Klinke 17 bzw. beim Drücken des· Ausschaltorgans 7 durch Einwirken des an der Stange 8 sitzenden Nockens« 8' auf den Arm 17"" die Klinke 17 im Uhrzeigersinn gedreht und damit die Sperrung des sich bisher auf den Arm 17" der Klinke 17 abstützenden Arms 18" des Winkelhebels 18 aufgehoben. Danach wird der Wälzkörper 12 des Lenkers 9 unter der Federwirkung des beweglichen Schaltgliedes 2 in der Kulisse 15 des Lenkers 9 zurückbewegt (Freiauslösung) und nimmt den Wälzkörper 13 des Gesperres 5 mit. Der Winkelhebel 18 bewegt sich dabei in Richtung von dem Einschaltbedienungsorgan 6 weg, also im Uhrzeigersinn. In der Endlage des so bewegten Winkelhebels 18 liegt der Wälzkörper 12 des Lenkers 9 mit seiner Drehachse 12' auf der dem Einschaltbedienungsorgan 6 zugekehrten Seite der die Drechachse 13' des Wälzkörpers 13 des Gesperres 5 mit der Drehachse 14' des Wälzkörpers 14 verbindenden Linie 20. Unter der Federwirkung des beweglichen Schaltgliedes 2 und der Rückstellfedern 9"", 17"'" und 18"" des Lenkers 9 und des Gesperres 5 nehmen alle Glieder des Schaltmechanismus wieder die Anfangsstellung ein. Ein unzulässiges Wiedereinschalten in der Stellung, in der die Klinke 17 noch unter der Wirkung der Auslöseorgane steht, ist mit Sicherheit verhindert, da in dieser Stellung der Winkelhebel 18 beim Drücken des Einschaltbedienungsorgans in Richtung von dem Einschaltbedienungsorgan wegbewegt wird.When the trigger member 4 responds, its pressure on the arm 17 '"is the The latch 17 or when the switch-off element 7 is pressed by the action of the on the rod 8 seated cam «8 'on the arm 17" "the pawl 17 is rotated clockwise and thus the blocking of the arm 18 "of the previously supported on the arm 17" of the pawl 17 Angle lever 18 canceled. Thereafter, the rolling element 12 of the link 9 is under the spring action of the movable switching element 2 in the link 15 of the handlebar 9 moved back (release) and takes the rolling element 13 of the locking mechanism 5 with it. The angle lever 18 moves away in the direction of the switch-on control element 6, that is to say in a clockwise direction. In the end position of the angle lever 18 moved in this way, the rolling element 12 of the link 9 is also located its axis of rotation 12 'on the switch-on control element 6 facing side of the Rotation axis 13 'of the rolling element 13 of the locking mechanism 5 with the axis of rotation 14 'of the rolling element 14 connecting line 20. Below the Spring action of the movable switching element 2 and the return springs 9 "", 17 "'" and 18 "" of the handlebar 9 and the locking mechanism 5 take all the links of the switching mechanism back to the initial position a. An inadmissible restart in the position in which the pawl 17 is still under the action of the triggering devices is, is prevented with certainty, since the angle lever 18 when pressed in this position of the switch-on control member is moved away in the direction of the switch-on control member will.

Durch die Erfindung ist es gelungen, Installationsselbstschalter mit außerordentlich kleinen Abmessungen herzustellen. Da die Reibungswiderstände innerhalb des Schaltmechanismus viel geringer sind als bei dem bisher verwendeten Gelenkmechanismus, ist auch der erforderliche Energieaufwand zum Ein- und Ausschalten des Schalters gegenüber dem bei den bekannten Schaltern weitgehend verringert worden. Ferner zeichnet sich der Schaltmechanismus nach der Erfindung durch eine besonders große Betriebssicherheit aus, da infolge der äußerst geringen Reibungswiderstände auch die Gefahr ungewollter Hemmungen imSchaltmechanismus mit noch größerer Sicherheit als bei den bekannten Schaltern ausgeschlossen ist. Außerdem ist durch die Erfindung die Herstellung und der Zusammenbau der mechanischen Zwischenglieder gegenüber den bisher verwendeten Gelenkverbindungen, die zum Teil sehr verwickelte Formen und eine sehr große Genauigkeit erfordern, weitgehend vereinfacht worden.The invention made it possible to create installation switches with extremely small Manufacture dimensions. Because the frictional resistance within the switching mechanism are much smaller than with the previously used joint mechanism, is also the required one Energy expenditure for switching the switch on and off compared to the known ones Switches have been largely reduced. Furthermore, the switching mechanism stands out according to the invention by a particularly high level of operational reliability, as a result of the extremely low frictional resistance and the risk of unwanted jamming in the switching mechanism is excluded with even greater certainty than with the known switches. In addition, the invention makes manufacturing and the assembly of the mechanical intermediate links compared to the hitherto used articulated connections, which in part require very intricate shapes and great precision, largely simplified been.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Switching mechanism for electrical self-switch with a knee-joint-shaped link arrangement which can be pushed through the extended position between a switching element under spring action and a locking mechanism that holds the switching element in the switched-on position and releases it when triggered, characterized in that the knee-joint-shaped link arrangement of three rolling elements (12, ^Z 3 >! 4-), of which the middle one (12) can be controlled by the switch-on control element (6) but is freely movable in relation to it when triggered, the one on the side (14) with the switching element (2) and the other on the side (13 ) interacts with the locking mechanism (17, 18).

2. Switching mechanism according to claim 1, characterized in that the of the Switch-on control element (6) controllable rolling elements (12) in a gate (15) of a with the switch-on control member coupled handlebar (9) is mounted and the backdrop is approximately perpendicular to the direction of movement of the handlebar.

3. Switching mechanism according to claim 1, characterized in that the locking mechanism

(5) from a standing under the action of the triggering organs (4) to the fixed Axis (17 ') rotatable pawl (17) and one rotatable about the fixed axis (18') Angle lever (18) consists of one arm (18 ") in the locked position against one Arm (17 ") of the pawl (17) and its other arm (18 '") supports the rotatably mounted Rolling body (13) of the locking mechanism (5) carries, and that the axis of rotation (13 ') of the Rolling element (13) of the locking mechanism (5) on the side facing away from the switching element (6) the axis of rotation (18 ') of the angle lever (18) with the axis of rotation (12') of the rolling element (12) of the handlebar (9) connecting line (19).

4. Switching mechanism according to claims ι and 3, characterized in that the rolling elements (12) of the link (9) in the end position of the angle lever (18), the when the switch is triggered under the spring action of the movable switching element (2) when moving the angular

hebeis (ι8) in the direction of the switching element (6) sets away, with its axis of rotation (12 ') on the switch-on element (6) facing side of the axis of rotation (13 ') of the rolling element (13) of the locking mechanism (5) the point of contact between the rolling element (12) of the link (9) and the axis of rotation (14 ') of the rolling element cooperating with the movable switching element (2) (14) connecting line (20) lies.

5. Switching mechanism according to claim i, characterized in that the handlebar (9) with strips (9 ') seated thereon and the rolling elements acting on the switching element (14) with its axis of rotation (14 ') in slots (9 "or 16) of the switch housing (1) are performed.

To differentiate the subject matter of the invention from the state of the art, the granting procedure the following publications have been considered:

German patent specification No. 368 103,
424877, 550267, 656003, 656920.

1 sheet of drawings

I 5791 3.