DE8428351U1 - Current-limiting contact arrangement for a low-voltage circuit breaker - Google Patents
Current-limiting contact arrangement for a low-voltage circuit breakerInfo
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Description
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Siemens Aktiengesellschaft Unser ZeichenSiemens Aktiengesellschaft Our mark
Berlin und München VPA 8^G h O 9 8 DEBerlin and Munich VPA 8 ^ G h O 9 8 DE
Strombegrenzend arbeitende Kontaktanordnung für einen Niederspannungs-Leistungsschalter Current-limiting contact arrangement for a low-voltage circuit breaker
Die Erfindung betrifft eine strombegrenzend arbeitende Kontaktanordnung für einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem schwenkbar an einem Träger gelagerten Kontakthebel und einer nur an dem Träger und dem Kontakthebel abgestützten Feder, deren Druckkraft im Einscha1fczustand die Kontaktkraft bestimmt und die bei elektrodynamischer Abhebung des Kontakthebels aus seiner Einschaltstellung bei unveränderter Stellung des Tracers als Öffnungskraft wirkt.The invention relates to a current-limiting working contact arrangement for a low-voltage power switch having a pivotally mounted to a support contact lever and supported only on the carrier and the contact lever spring, the pressure force in the SWITCH ON 1 fczustand the contact force is determined and the at electrodynamic lift-off of the contact lever from its Switch-on position acts as the opening force when the tracer position remains unchanged.
Eine Kontaktanordnung dieser Art ist beispielsweise durch die DE-AS 1 079 176 bekannt geworden. Wählt man als Feder eine Schraubendruckfeder, so zeigt es sich, daß Führungsteile benötigt werden, um eine Ausbiegung der Feder bezüglich ihrer Längsachse zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist bei der Kontaktanordnung nach der GB-PS 1 564 412 ein Stößel vorgesehen, der sich über den größten Teil der Länge der Schraubendruckfeder erstreckt und ein Widerlager für das dem Kontakthebel zugewandte Ende der Feder sowie eine kugelförmige Kuppe aufweist, die in eine Pfanne des Kontakthebels eingreift. Ein solcher Stößel stellt einen nicht unbeträchtlichen Aufwand dar, der im Gegensatz zu dem Bestreben steht, auch strombegrenzend arbeitende Leistungsschalter preiswert herzustellen.A contact arrangement of this type has become known, for example, from DE-AS 1 079 176. One chooses as a feather a helical compression spring, it turns out that guide parts are required to deflect the spring to avoid with respect to their longitudinal axis. For this purpose, the contact arrangement according to GB-PS 1 564 412 has a plunger provided which extends over most of the length of the helical compression spring and an abutment for the dem Contact lever facing end of the spring and a spherical dome which is in a pan of the contact lever intervenes. Such a plunger represents a not inconsiderable expense, in contrast to the The aim is also to manufacture current-limiting circuit breakers inexpensively.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feder mit der Charakteristik einer Druckfeder so auszubilden, daß Führungsteile entbehrlich sind.The invention is based on the object of designing a spring with the characteristics of a compression spring so that Guide parts are dispensable.
Diese Aufgäbe wird gemäß der Erfindung bei einer Kontaktanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Feder als Drehfeder ausgebildet ist, deren Enden an dem Träger und dem Kontakthebel gelenkig abgestütztAccording to the invention, this object is achieved in a contact arrangement of the type mentioned at the beginning, that the spring is designed as a torsion spring, the ends of which are supported in an articulated manner on the carrier and the contact lever
Et 3 Nim /Et 3 Nim /
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sind. Der Wegfall von Führungsteilen beruht darauf, daß eine Drehfeder im Unterschied zu einer Schraubendruckfeder keine Neigung zu einem Ausweichen oder Ausknicken besitzt* weil die betriebsmäßige Beanspruchung der Drehfeder in Richtung einer bereits vorgegebenen Biegung oder Krümmung verläuft* Zwar wird die Beschaffung von Drehfedern in der Regel etwas höhere Kosten als die Beschaffung normaler Schraubendruckfedern mit gleicher Wirkung verursachen, doch ergibt sich i are. The omission of guide parts is due to the fact that a torsion spring, unlike a helical compression spring, has no tendency to give way or buckle * because the operational stress on the torsion spring runs in the direction of an already predetermined bend or curvature * The procurement of torsion springs is usually something cause higher costs than the procurement of normal helical compression springs with the same effect, but i
i insgsamt ein wesentlicher Vorteil durch den Wegfall von |i all in all a significant advantage due to the omission of |
Führungsteilen und eine erhebliche Vereinfachung der |Leadership parts and a considerable simplification of the |
Montage.Assembly.
Im Rahmen der Erfindung erweist sich eine Drehfeder als besonders vorteilhaft, die ausgehend von einem zur Abstützung an den Kontakthebel dienenden Quersteg symmetrisch zu einer dem Kraftangriffspunkt am Kontakthebel durchsetzenden Mittelebene zwei gegensinnig gewundene und an ihrem Ende mit je einer tatzenartigen Biegung versehene Schenkel aufweist. Hierdurch ist ein verkantungsfreier Kraftangriff gewährleistet.In the context of the invention, a torsion spring proves to be particularly advantageous, starting from a for support on the contact lever serving transverse web symmetrically to one penetrating the force application point on the contact lever Middle plane two oppositely wound legs each provided with a paw-like bend at their end having. This ensures a tilt-free application of force.
Werden nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die tatzenartigen Biegungen kreisbogenförmig ausgebildet und wird der Träger als Widerlager für die Biegungen mit einem Vorsprung von kreiszylindrischer Form versehen, so ist darüberhinaus für einen reibungsarmen und verschleißarmen Kraftübergang von der Feder zu dem Träger und dem Kontakthebel gesorgt. Diese Eigenschaften begünstigen das schlagartige Öffnen des Kontaksystems beim Auftreten hoher Ströme.According to a further embodiment of the invention, the paw-like bends are formed in the shape of a circular arc and if the carrier is provided with a projection of circular cylindrical shape as an abutment for the bends, then it is in addition, for a low-friction and low-wear force transfer from the spring to the carrier and the contact lever taken care of. These properties favor the sudden opening of the contact system when high currents occur.
Es ist an sich bekannt, in strombegrenzend arbeitenden Niederspannungs-Leistungsschaltern Drehfedern zu verwenden (Druckschrift der Fa. Sace, Bergamo (Italien) "Strombegrenzende Niederspannungs-Leistungsschalter: ihre Eigenschaften und Anwendungsgebiete"Auflage 10/80). Dabei handelt es sich jedoch im Unterschied zum Anmeldungsgegenstand um ein Kontaktsystem, bei dem die sprungartige Öffnung unter demIt is known per se in current-limiting low-voltage circuit breakers Use torsion springs (publication from Sace, Bergamo (Italy) "Current limiting end Low-voltage circuit breakers: their properties and areas of application "Edition 10/80). These are However, in contrast to the subject of the application to a contact system in which the jump-like opening under the
_ 3 _ VPA 84 G 4 O 9 8 DE_ 3 _ VPA 84 G 4 O 9 8 DE
Einfluß eines hohen Stromes nicht durch eine 'Änderung der Wirkungslinie der Feder, sondern durch das veränderliche Übersetzungsverhältnis eines mit einer Ferderkraft beaufschlagten Hebelsystems zustande kommt. Die Drehfeder sitzt dabei mit ihren Windungen auf einem Widerlager, während die nach entgegengesetzten Seiten abstehenden Schenkel an dem Hebelsystem je eines Kontakthebels eines Doppelkontaktsystems angreifen.Influence of a high current not by changing the Line of action of the spring, but rather through the variable transmission ratio of a spring force applied to it Lever system comes about. The torsion spring sits with its coils on an abutment, while the to opposite sides protruding legs on the lever system each of a contact lever of a double contact system attack.
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Figur 1 zeigt eine Kontaktanordnung nach der Erfindung in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht.The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiment shown in the figures. the Figure 1 shows a contact arrangement according to the invention in a partially sectioned side view.
In der Figur 2 ist die Kontaktanordnung gemäß der Figur 1 in der Draufsicht gezeigt.In FIG. 2, the contact arrangement according to FIG. 1 is shown in plan view.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Kontaktanordnung weist einen Träger 1 aus Isolierstoff auf, der Bestandteil einer Schaltwelle sein kann oder mit einer Schaltwelle in drehschlüssiger Verbindung steht. Der Träger 1 ist ein im wesentlichen taschenförmiges Teil, zwischen dessen Schenkeln 2 und 3 ein für die Stromleitung vorgesehener Kontakthebel 4 um einen Gelenkbolzen 5 schwenkbar gelagert ist. Der Gelenkbolzen 5 kann zugleich zur Einleitung einer Antriebskraft in den Träger 1 und damit die Schaltwelle dienen, wie dies bsi einer häufig benutzten Bauart von Niederspannungs-Leistungsschaltern der Kompaktbauart bei einer der nebeneinander angeordneten Strombahnen der Fall ist. Am vorderen hornartigen Ende des Kontakthebels 4 befindet sich eine Kontaktauflage 6 aus einem speziellen Kontaktwerkstoff, dem eine entsprechende Kontaktauflage 7 eines ortsfesten Gegenschaltstuckes 10 gegenübersteht. Strombänder 8 zur Verbindung des Kontakthe- . bels 4 mit ortsfesten Teilen der Strombahn des Schaltgerätes sind an dem kürzeren Schenkel 12 des Kontakthebels 4 befestigt. Die übrigen Teile der Strombahnen des Schalters sind nicht dargestellt, da ihre Anordnung zum VerständnisThe contact arrangement shown in Figures 1 and 2 has a carrier 1 made of insulating material, which can be part of a switching shaft or is in a rotationally locked connection with a switching shaft. The carrier 1 is an essentially pocket-shaped part, between the legs 2 and 3 of which a contact lever 4 provided for the power line is pivotably mounted about a hinge pin 5. The hinge pin 5 can also serve to introduce a drive force into the carrier 1 and thus the switching shaft, as is the case with a frequently used type of low-voltage circuit breaker of the compact design in one of the current paths arranged next to one another. At the front horn-like end of the contact lever 4 there is a contact pad 6 made of a special contact material, which is opposite a corresponding contact pad 7 of a stationary counter-switch piece 10. Power strips 8 for connecting the contact he-. 4 bels with stationary parts of the current path of the switching device are attached to the shorter leg 12 of the contact lever 4. The remaining parts of the circuit breaker's current paths are not shown, as their arrangement is for understanding
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- 4 - VPA 84 G 4 O 9 8 DE - 4 - VPA 84 G 4 O 9 8 DE
der Erfindung nicht erforderlich ist und es sich im übrigen um allgemein bekannte Merkmale handelt. Beispielsweise können die Strombahnen Und die Antriebsteile so ausgegildet the invention is not required and it is otherwise are generally known features. For example, the current paths and the drive parts can be designed in this way
sein* wie dies die DE-PS 30 33 213 zeigt. 5his * as the DE-PS 30 33 213 shows. 5
Der Kontakthebel 4 ist als zweiarmiger Hebel ausgebildet, wobei der längere Schenkel 11 mit der Kontaktauflage 6 versehen ist und der kürzere Schenkel 12 zur Einleitung einer Federkraft dient. Diese Federkraft wird durch eine Drehfeder 13 aufgebracht, die im folgenden näher beschrieben wird.The contact lever 4 is designed as a two-armed lever, the longer leg 11 being provided with the contact pad 6 is and the shorter leg 12 is used to initiate a spring force. This spring force is generated by a torsion spring 13 applied, which is described in more detail below.
Die Drehfeder 13 besitzt einen mittleren Quersteg 14, von dem ausgehend die beiden Schenkel 15 und 16 des Federmaterials symmetrisch zu einer Mittelebene 18 (Figur 2) derart gebogen sind, daß die Schenkel im weiteren Verlauf dicht nebeneinanderliegen und mehrere Windungen bilden. Die Windungen der Schenkel 15 und 16 enden dabei gleichermaßen in einer tatzenartigen Biegung 17 bzw. 20, wie besonders Figur 1 zeigt. Dort ist auch gezeigt, daß die beidseitig der Mittelebene 18 befindlichen gegensinigen Windungsgruppen kreisbogenförmig sind und daß der den Quersteg 14 enthaltende Mittelteil 19 des Federmaterials tangential zu der Kreisform der Windungen verläuft. Die tatzenartigen Biegungen und 20 verlaufen gegensinnig zur Krümmung der Windungen nach außen und sind mit einem gegenüber den Windungen kleineren Krümmungsradius ausgeführt. Zur Herstellung der Drehfeder wird zweckmäßig ein Federstahl benutzt, wie er üblicherweise für die Federn von Niederspannungs-Leistungsschaltern . eingesetzt wird.The torsion spring 13 has a central transverse web 14, from which the two legs 15 and 16 of the spring material proceed are bent symmetrically to a central plane 18 (Figure 2) such that the legs are tight in the further course lie next to each other and form several turns. The turns of the legs 15 and 16 end in the same way in a paw-like bend 17 or 20, as particularly Figure 1 shows. There it is also shown that the Central plane 18 located opposite winding groups are circular arc-shaped and that the transverse web 14 containing Middle part 19 of the spring material is tangential to the circular shape of the coils. The paw-like bends and 20 run in the opposite direction to the outward curvature of the turns and are smaller than the turns Radius of curvature executed. To produce the torsion spring, a spring steel is expediently used, as is usually the case for the springs of low-voltage circuit breakers. is used.
3030th
Der kürzere Schenkel 12 des Kontakthebels 4 ist an seinem Ende mit einem Schlitz 21 versehen, dessen Erstreckung in der Längsrichtung des Kontakthebels 4 wenigstens dem Durchmessers des Federmaterials entspricht. Ferner entspricht die hierzu rechtwinklige Erstreckung des Schlitzes 21 etwa der einfachen bis vierfachen Dicke des Federmaterials. In den Schlitz 21 greift der Quersteg 14 der Drehfeder 13The shorter leg 12 of the contact lever 4 is provided at its end with a slot 21, the extent of which in the longitudinal direction of the contact lever 4 corresponds at least to the diameter of the spring material. Also corresponds to the rectangular extension of the slot 21 is approximately one to four times the thickness of the spring material. The transverse web 14 of the torsion spring 13 engages in the slot 21
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- s - VPA 84 G k O 9 8 OE entsprechend den Figuren 1 Und 2 ein. Als weiteres Wider-- s - VPA 84 G k O 9 8 OE corresponding to Figures 1 and 2 a. As a further contra-
- lager der Drehfeder 13 ist ah dem Träger 1 ein Vorsprung- The bearing of the torsion spring 13 is a projection on the carrier 1
mit kreiszylindrischen Querschnitt vorgesehen. An diesem liegen die tatzenartigen Biegungen 17 und 20 an, wobei sich infolge der gegenseitigen Abstimmung der Krümmungsradien der Biegungen 17 und 20 und des Vorsprunges 22 eine pfannenartiye Lagerung ergibt. Der Mittelteil 19 steht dabei etwa parallel zu einer gedachten Tangente an die Windungen der Schenkel 15 und 16 am Übergang zu den Biegungen 17 und 20, was günstig für die Kraftwirkung und die Stabilität der Federstellung ist. In dieser Anordnung wirkt die Drehfeder 13 als Druckfeder mit einer Kraft Fn (Figur 1) und übt auf den KOn-' takthebel 4 mittels seines kurzen Schenkels 12 um den Gelenk-provided with a circular cylindrical cross-section. The paw-like bends 17 and 20 rest against this, resulting in a pan-like bearing due to the mutual coordination of the radii of curvature of the bends 17 and 20 and the projection 22. The middle part 19 is approximately parallel to an imaginary tangent to the turns of the legs 15 and 16 at the transition to the bends 17 and 20, which is favorable for the force effect and the stability of the spring position. In this arrangement, the torsion spring 13 acts as a compression spring with a force F n (Figure 1) and exerts on the contact lever 4 by means of its short leg 12 around the joint
j bolzen 5 ein im Uhrzeigersinn gerichtetes Drehmoment mit demj bolt 5 a clockwise torque with the
Hebelarm a aus. Wie man erkennt, beträgt die Druckkraft Fn Lever arm a off. As can be seen, the compressive force is F n
ein Vielfaches der Umfangskraft Fy. In dem in der Figur 1 k gezeigten Einschaltzustand bestimmt somit die Drehfeder 13a multiple of the circumferential force Fy. In the switched-on state shown in FIG. 1 k , the torsion spring 13 thus determines
die Kontaktkraft zwischen den Kontaktauflagen 6 und 7.the contact force between the contact pads 6 and 7.
20 Betrachtet man nun den Fall, daß über die Kontaktanordnung ;f ein so hoher Strom fließt, daß zwischen den Kontaktauflagen20 If one now considers the case that such a high current flows through the contact arrangement; f that between the contact surfaces
•| 6 und 7 abstoßende Kräfte auftreten, die zum Schwenken des• | 6 and 7 repulsive forces occur which cause the pivoting of the
j Kontakthebels 4 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Gelenk-j Turn the contact lever 4 counterclockwise around the joint
- . bolzen 5 ausreichen, so bewegt sich der Schlitz 21 aur t 25 einem Kreisbogen um den Gelenkbolzen 5 und nimmt dabei den-. bolts 5 are sufficient, the slot 21 moves aur t 25 an arc around the hinge pin 5 and takes the
Quersteg 14 der Drehfeder 13 mit. Zwar wird die Drehfeder im Laufe dieser Kontaktabhebung bis zur Totpunktstellung : stärker gespannt, doch nimmt dabei der wirksame Hebelarm aCrossbar 14 of the torsion spring 13 with. Although the torsion spring is in the course of this contact lifting up to the dead center position : more tensioned, but the effective lever arm a
bezüglich der Druckkraft Fn ab, so daß ingsgesamt das von den Stromkräften zu überwindende Drehmoment nicht zunimmt. Bei der geringsten Überschreitung der Totpunktstellung kehrt sich nun die Richtung des auf den Kontakthebel 4 ausgeübten Drehmomentes um, der nun in die in der Figur 1 strichpunktiert gezeigte Stellung gelangt. Die Drehfeder 13 verlagert sich aus ihrer ursprünglichen Stellung in die gleichfalls strichpunktiert eingezeichnete Stellung, wobei der Vorsprung 22 als Schwenklager für die Biegungen 17 und 20with respect to the compressive force F n , so that overall the torque to be overcome by the current forces does not increase. When the dead center position is exceeded the slightest, the direction of the torque exerted on the contact lever 4 is reversed, which now reaches the position shown in phantom in FIG. The torsion spring 13 shifts from its original position into the position also shown in dash-dotted lines, the projection 22 acting as a pivot bearing for the bends 17 and 20
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wirkt. Diese Vorgänge können sich bei unveränderter Stellung des Trägers 1 vollziehen, oder sie können während einer Bewegung des Trägers 1 stattfinden, je nachdem, wie rasch die Auslöser des Schalters ansprechen und den Träger freigeben.works. These processes can take place with an unchanged position of the carrier 1, or they can during a movement of the carrier 1 take place, depending on how quickly the trigger of the switch respond and the carrier release.
Wie die Figuren zeigen, sind in Verbindung mit der beschriebenen Drehfeder 13 keine Führungselemente erforderlich, weil sich die Feder mit ihrem Quersteg 14 und den Biegungen 17 und 20 unmittelbar an den zu verbindenden Teilen des Schalters abstützt. Die Drehfeder 13 hat infolge ihrer Abstützung an drei Punkten auch keine Neigung, quer zu ihrer Kraftrichtung zu entweichen. Die Schenkel 2 und 3 des Trägers 1 bestimmen die seitliche Einbaulage der Drehfeder 13. Es ist leicht zu erkennen, daß die Drehfeder 13 an Kontaktanordnungen unterschiedlicher Größe leicht angepaßt werden kann, da wie bei Schraubenfedern die charakteristischen Abmessungen variiert werden können.As the figures show, no guide elements are required in connection with the torsion spring 13 described, because the spring with its transverse web 14 and the bends 17 and 20 directly on the parts of the switch to be connected supports. As a result of its support at three points, the torsion spring 13 also has no inclination transversely to its direction of force to escape. The legs 2 and 3 of the carrier 1 determine the lateral installation position of the torsion spring 13. It is easy to see that the torsion spring 13 can be easily adapted to contact arrangements of different sizes, since as in the case of coil springs, the characteristic dimensions can be varied.
Die taschenartige Gestaltung des Trägers 1 bewirkt einen guten Schutz der Drehfeder 13 gegen Wärmeeinwirkung aus dem Lichtbogenraum.The pocket-like design of the carrier 1 provides good protection for the torsion spring 13 against the effects of heat Arc room.
Die beschriebene Drehfeder hat die vorteilhafte Eigenschaft, daß sie ohne besondere Hilfsmittel in den bereits mit dem Kontakthebel 4 versehenen Träger 1 einzufügen ist. Dies gelingt am leichtesten bei geöffneter Stellung des Kontakthebels durch Einschnappen der Drehfeder zwischen den Vorsprung 22 und den Schlitz 21. Diese Lage der Feder ist stabil, d.h. es bedarf keiner zusätzlichen Befestigung.The torsion spring described has the advantageous property that it can be used without special tools in the already with the Contact lever 4 provided carrier 1 is to be inserted. The easiest way to do this is with the in the open position Contact lever by snapping the torsion spring between the projection 22 and the slot 21. This position of the spring is stable, i.e. no additional fastening is required.
3 Ansprüche
2 Figuren3 claims
2 figures
,, , Il Il ι. .1 IHi,,, Il Il ι. .1 IHi
Claims (3)
15Lifting the contact lever (4) from its switched-on position with the carrier (1) unchanged, acts as an opening force, characterized in that the spring is designed as a torsion spring (13), the ends of which are articulated on the carrier (1) and the contact lever (4) are supported.
15th
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19848428351 DE8428351U1 (en) | 1984-09-24 | 1984-09-24 | Current-limiting contact arrangement for a low-voltage circuit breaker |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19848428351 DE8428351U1 (en) | 1984-09-24 | 1984-09-24 | Current-limiting contact arrangement for a low-voltage circuit breaker |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8428351U1 true DE8428351U1 (en) | 1985-05-30 |
Family
ID=6771091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19848428351 Expired DE8428351U1 (en) | 1984-09-24 | 1984-09-24 | Current-limiting contact arrangement for a low-voltage circuit breaker |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8428351U1 (en) |
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1984
- 1984-09-24 DE DE19848428351 patent/DE8428351U1/en not_active Expired
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