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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 18. Juni 1954 Bekanntgemacht am 26. April 1956Registration date: June 18, 1954. Advertised on April 26, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Bei elektrischen Leistungsselbstschaltern ist die Ein- und Ausschaltgeschwindigkeit von großer Bedeutung, insbesondere ist es erforderlich, daß der Ein- und Ausschaltvorgang unabhängig vom Bedienenden in vorbestimmter Weise abläuft. Die üblichen Schaltvorrichtungen, soweit sie von Hand betätigt werden, beschränken sich meist auf schnelles Ausschalten, während der Einschaltvorgang sehr stark von der Betätigung durch den Bedienenden abhängig ist. Dies kann zum Verschweißen der Schaltstücke führen und den Schalter unbrauchbar machen. Es sind auch Schaltvorrichtungen bekannt, bei denen die vorher in einer Feder gespeicherte Energie über eine zusätzliche Klinke freigegeben wird und dadurch schnelles Einschalten bewirkt wird. Desgleichen sind Einschaltvorrich,-tungen bekannt, bei denen der größte Teil der Einschaltbewegung langsam erfolgt, dann durch eine Klinke die weitere Einschaltbewegung der Schaltstücke gesperrt und nach dem Spannen einer Einschaltfeder die Klinke wieder freigegeben wird, so daß das letzte Stück der Einschaltbewegung schnell erfolgt. Dies erfordert einen verhältnismäßig großen Aufwand und fördert das Entstehen von Fehlerquellen, welche die einwandfreie Funktion des Ge:- rätes in Frage stellen. Auch die leichte Bedienbar-In the case of electrical circuit breakers, the switch-on and switch-off speed is of great importance. In particular, it is necessary that the switching on and off independently of the operator expires in a predetermined manner. The usual switching devices, as far as they are by hand are usually limited to a quick switch-off during the switch-on process is very dependent on the actuation by the operator. This can lead to welding of the contact pieces and make the switch unusable. There are also switching devices known, in which the energy previously stored in a spring via an additional pawl is released and thereby causes rapid switch-on. Switch-on devices are the same known, in which most of the switch-on movement takes place slowly, then by a Pawl the further closing movement of the contact pieces is blocked and after tensioning a closing spring the pawl is released again, so that the last part of the closing movement is fast he follows. This requires a relatively large amount of effort and promotes the creation of sources of error, which question the correct function of the device. The easy-to-use

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keit leidet meist darunter, besonders bei größeren Leistungsschaltern mit ihren entsprechend hohen Kontaktdruckkräften,This usually suffers, especially in the case of larger circuit breakers with their correspondingly high levels Contact pressure forces,

Es ist bekannt, Schaltgeräte mit Moment-Schaltung über Kurvenscheiben zu steuern. Auch ist es bekannt, zwischen Kraftantrieb und bewegtem Kontaktapparat eine Kniehebelübersetzung einzuschalten. Durch vorteilhafte Kombination dieser beiden Merkmale wird gemäß der nachfolgendIt is known to control switching devices with torque switching via cams. Also is it is known to switch on a toggle lever transmission between the power drive and the moving contact apparatus. Through an advantageous combination of these two features, according to the following

ίο beschriebenen Erfindung eine Federschnellschalt-• vorrichtung mit Freiauslösung für elektrische Leistungsselbstschalter geschaffen, bei der Momenteinschaltung und Momentausschaltung ohne zusätzliche Klinken oder Aus schaltfedern unabhängig von der Betätigung durch den Bedienenden bei geringen Betätigungskräften gewährleistet sind. Erfindungsgemäß wirken eine oder mehrere Schaätfedern auf einen mit einem Kurventeil versehenen, Teilhebel eines an sich bekannten Kniehebelsystems, wobei das Kurventeil so ausgebildet und angeordnet ist, daß der Ein- und Ausschaltvorgang durch Überschreiten einer Totpunktlage kurz vor den Anschlägen des Schaltgriffes durch Richtungsumkehr . des von der Feder auf den Teilhebel, ausgeübten Drehmomentes unabhängig vom Bedienenden ab- ^: läuift und der Lagerpunkt dieses Hebels auf einem von den Auslöseelementen beeinflußten Stützglied derart gelagert ist, daß bei Auslösung des Stützhebels das Kniehebeilsystem im Sinne einer Freiauslösung ausweichen kann, also trotz Betätigung des Schaltgriffes keine Kontaktbewegung erfolgt bzw. der eingeschaltete Kontakt sich, selbsttätig ausschaltet. Für den Einschaltvorgang wird nur ein Teil der aufgespeicherten Energie der Schaltfedern verbraucht und die Restenergie für die Selbstauslösung bei Ansprechen der Auslöseelemente bereitgestellt. . ·ίο described invention a spring quick switch • device with trip-free for electrical power circuit breaker created, are guaranteed in the moment engagement and moment disconnection without additional pawls or off switch springs regardless of the operation by the operator with low operating forces. According to the invention, one or more Schaätfedern act on a provided with a curve part, lever part of a known toggle lever system, the curve part is designed and arranged so that the switching on and off by crossing a dead center position shortly before the stops of the switch handle by reversing direction. of the torque exerted by the spring on the partial lever, regardless of the operator ^: runs and the bearing point of this lever is mounted on a support member influenced by the release elements in such a way that when the support lever is released, the toggle lever system can give way in the sense of a free release, i.e. in spite of actuation of the switch handle there is no contact movement or the switched-on contact switches itself off. Only part of the energy stored in the switch springs is used for the switch-on process and the remaining energy is provided for the self-release when the release elements respond. . ·

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abb. ι bis 3 dargestellt und erläutert.An embodiment of the invention is shown and explained in Figs.

Abb. ι zeigt die Schaltvorrichtung in der Einschaltstellung, Fig. Ι shows the switching device in the switch-on position,

Abb. 2 in der Ausschaltstellung, und in
Abb. 3 ist der Zustand nach. Selbstauslösung dargestellt. Fig. 2 in the off position, and in
Fig. 3 is the state according to. Self-release shown.

Mit ι ist der Schaltgriff bezeichnet, der vorzugsweise zugleich als Aufnahme für eine oder mehrere Schloßantriebsfedern 2 dient. Der Griff 1 ist an einem U-f'örmigen Tragblech 3 befestigt, das seinerseits in zwei am Grundkörper 4 befestigten Lager-, platten 5 drehbar gelagert ist. Die Feder 2 drückt über das auf der Achse 6 ebenfalls im Tragblech 3 gelagerte Federführungsglied 7 mit der Rolle 8 auf die Kurvenscheibe 9. Diese Kurvenscheibe 9 bildet zusammen mit dem Hebel 10 ein Kniehebelsystem, durch das der im Drehpunkt 11 gelagerte Kontaktapparat (Kontaktträger 12) betätigt wird, Durch geeignete Formgebung der Kurvenscheibe 9 wird die Feder 2, die bereits eine gewisse Vorspannung hat, . auf dem Ein- und Ausschaltwege gespannt, bis im '60 Kippunkt 13 die maximale Antriebsfederkraft erreicht ist. Größe umd Richtung der durch die Feder 2 bewirkten Kraft auf die Kurvenscheibe 9 ergeben das Drehmoment am Kniehebelsystem 9, 10. Dieses Drehmoment läßt sich daher beliebig durch Wahl der Kurvensteigung verändern, wodurch eine genaue Anpassung an die Kraft-Weg-Kurve möglich wird.With ι the switch handle is referred to, which is preferably also serves as a receptacle for one or more lock drive springs 2. The handle 1 is on attached to a U-shaped support plate 3, which in turn is in two bearing, plates 5 is rotatably mounted. The spring 2 presses on the axis 6 also in the support plate 3 mounted spring guide member 7 with the roller 8 on the cam 9. This cam 9 forms together with the lever 10, a toggle lever system through which the contact device mounted in the pivot point 11 (Contact carrier 12) is actuated, By suitable shaping of the cam 9, the Spring 2, which already has a certain bias,. tensioned on the switch-on and switch-off path until the '60 tipping point 13 the maximum drive spring force has been reached. Size and direction of the spring 2 The force exerted on the cam 9 results in the torque on the toggle lever system 9, 10. This Torque can therefore be changed at will by choosing the slope of the curve, whereby an accurate Adaptation to the force-displacement curve becomes possible.

In der Einschailtstellung (Abb. 1) liegt der Kniehebel in Strecklage, wird also' voll ausgenutzt. Durch ein von der Feder 2 erzeugtes Restdrehmoment um den, Lagerpunkt 14 im Uhrzeigersinn wird die Kurvenscheibe am Anschlag 15 gehalten. Ein Überdrücken des Kniehebels über die Strecklage zur Selbstverklinkuing ist damit unnötig, und eine Verlustarbeit durch unausgenutzten Durchhub' der federnden Schaltbrücke ist vermieden.The knee lever is in the mail-in position (Fig. 1) in the extended position, so it is used to the full. By a residual torque generated by the spring 2 around, bearing point 14 clockwise the cam is held at the stop 15. Pressing the knee lever over the extended position self-locking is therefore unnecessary, and a loss of work due to unused through-stroke 'of the resilient switching bridge is avoided.

Der Ausschaltvorgang von Hand läuft wie folgt ab: Wenn der Griff 1 in die Ausschaltstellung bewegt wird, spannt sich die Feder 2. Am Kippunkt 13, der kurz vor dem Anschlag des Griffes 1 erreicht ist, kehrt die Richtung des Drehmomentes in den Gegenuhrzeigersinn um. Der Schalter schaltet nun von außen völlig unbeeinflußbar ab. Der Kontaktträger 12 wird um seinen Drehpunkt 11 bis zum Anschlag 16 gedreht, indem der Gelenkpunkt 17 des Kniehebels durch die Drehung der Kurvenscheibe 9 zum Punkt 17' wandert (Abb·. 2). In der Ausschaltstellung hält ein Restdrehmoment im Gegenuhrzeigersinn den Kontaktträger 12 am Anschlag 16. Den Anschlag für die Ausschaltstellung des Griffes ι bildet die Achse 6 im Tragblech 3 zusammen mit einem Stützglied 18, dessen Funktion weiter unten erläutert wird.The manual switch-off process works as follows: When the handle 1 moves to the switch-off position the spring 2 is stretched. At the tipping point 13, which is reached shortly before the stop of the handle 1 reverses the direction of the torque in the counterclockwise direction. The switch switches now completely unaffected from the outside. The contact carrier 12 is around its pivot point 11 to Stop 16 rotated by the pivot point 17 of the toggle lever by rotating the cam 9 moves to point 17 '(Fig. 2). In the switch-off position A residual torque in the counterclockwise direction holds the contact carrier 12 against the stop 16. The stop for the switch-off position of the handle ι forms the axis 6 in the support plate 3 together with a support member 18, the function of which is explained below.

Der Einschaltvorgang verläuft in gleicher Weise: Durch Bewegen des Griffes 1 in die Einschaltstellung wird die Feder 2 gespannt, bis der Kipppunkt 13 kurz vor Erreichen des Anschlages 19 überschritten wird und der Einschaltvorgang von außen unbeeinflußbar abläuft. Der Kontaktträger 12 bleibt bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung jeweils so lange völlig in Ruhe, bis der Schaltgriff 1 die Schaltvorrichtung in die jeweilige Schaltbereitschaft gebracht hat, Es ist unmöglich, den einmal eingeleiteten Schailtvorgang des Kontaktträgers von außen zu stören,The switch-on process proceeds in the same way: By moving the handle 1 to the switch-on position the spring 2 is tensioned until the tipping point 13 is reached shortly before the stop 19 is reached is exceeded and the switch-on process cannot be influenced from the outside. The contact carrier 12 In this arrangement according to the invention, it remains completely at rest until the switch handle 1 has brought the switching device into the respective switching readiness, It is impossible to once to disturb the initiated switching process of the contact carrier from the outside,

Zur Frei- und Selbstauslösung ist nach einem weiteren Erfindungsgedanken der Lagerpunkt 14 der Kurvenscheibe 9 auf einem Stützglied 18 angeordnet, das seinerseits um einen festen Lagerpunkt 20 drehbar ist. Das Stützglied 18 wiederum stützt sich mit der Rolle 21 gegen die schiefe Ebene 22_a eines Auslösehebels 22 ab, der im festen Punkt 23 drehbar gelagert ist und mittels der Schnappklinke 24 und der Halbwelle25 fixiert ist. Im Auslösefall wird die Halb weide 25 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 26 in an sich bekannter Weise über geeignete Koppelglieder von den nicht dargestellten Auslöseelementen (Bimetallauslöser, magnetischer Schnellauslöser usw.) so weit gedreht, bis die Klinke 24 abgleitet, Der Auslösehebel 22 dreht sich nach unten und nimmt der Rolle 21 des Stützgliedes 18 die Abstützung, so daß dieses sich unter dem Einfluß des von der noch teilweise gespannten Feder 2 über den Lagerpunkt 14 ausgeübten Drehmoments gegen den Uhrzeigersinn um den Lagerpunkt2o dreht. Der Lagerpumkt 14 wandert nach 14,For release and self-release, according to a further concept of the invention, the bearing point 14 of the cam disk 9 is arranged on a support member 18, which in turn is rotatable about a fixed bearing point 20. The support member 18 in turn is supported with the roller 21 against the inclined plane 22 _{a of} a release lever 22, which is rotatably mounted in the fixed point 23 and is fixed by means of the snap pawl 24 and the half shaft 25. In the event of a trip, the half pasture 25 is rotated against the force of a return spring 26 in a manner known per se via suitable coupling links from the release elements (bimetal release, magnetic quick release, etc.), not shown, until the pawl 24 slides, the release lever 22 rotates afterwards below and takes the support from the roller 21 of the support member 18 so that it rotates counterclockwise around the bearing point 2o under the influence of the torque exerted by the still partially tensioned spring 2 via the bearing point 14. The storage pump 14 moves to 14,

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indem die Kurvenscheibe sich um .den Anschlag 15 dreht, bis der Kontaktträger 12 am Anschlag 16 liegt. Zur Verringerung der Auslösekräfte ist außer der bekannten Kraftuntersetzung durch Hebelarmvergrößerung der Anschlag 22_a im Auslösehebel 22 für die Rolle 21 des Stützgliedes 18 nach einem weiteren, Erfindungsgedanken als schiefe Ebene ausgebildet. Durch Wahl der schiefen Ebene kann an dieser Stelle die erforderliche Auslösekraft beliebig untersetzt werden. Die Kraft auf diese schiefe Ebene ergibt das Drehmoment auf den. Auslösehebel 22, das durch die Halbwelle 25 abzustützen ist. Die Stellungsanzeige für den Auslösezustand übernimmt der Griff 1. Zu diesem Zweck ist eine Feder 27 vorgesehen, die am Tragblech 3 angreift und den Griff ι in Mittelstellung zieht, und zwar so· weit, daß die Rolle 8 des Federführungsgliedes 7 rechts von Kippunkt 13 der Kurvenscheibe 9 zu liegen kommt. Durch geeignete Dimensionierung der Feder 27 wird vermieden, daß sie die Kurvensteigung Überwindefund den Schalter ausschaltet.by the cam rotating around the stop 15 until the contact carrier 12 rests on the stop 16. In order to reduce the release forces, in addition to the known force reduction by enlarging the lever arm, the stop 22 _a in the release lever 22 for the roller 21 of the support member 18 is designed as an inclined plane according to a further idea of the invention. By choosing the inclined plane, the required release force can be reduced as required at this point. The force on this inclined plane results in the torque on the. Release lever 22, which is to be supported by the half shaft 25. The position indicator for the release state is taken over by the handle 1. For this purpose, a spring 27 is provided which engages the support plate 3 and pulls the handle 1 into the middle position, to the extent that the roller 8 of the spring guide member 7 is to the right of the tipping point 13 of the Cam 9 comes to rest. Appropriate dimensioning of the spring 27 prevents it from overcoming the slope of the curve and turning off the switch.

Nach der Selbstauslösung ist der Schalter in Einschalt- und Auslöselbereitschaft zu bringen. Beim Zurückziehen des Griffes 1 aus der Mittelstellung in die Ausschaltstellung wird das Stützglied 18 durch die Achse 6 in die Ausgangsstellung 14 gedreht und, dabei durch Rolle2i und Auslösehebel 22, der unter der Federkraft 28 nach oben, geht, wieder verklinkt.After the self-triggering, the switch must be made ready for activation and activation. At the When the handle 1 is withdrawn from the central position into the switched-off position, the support member 18 becomes rotated by the axis 6 into the starting position 14 and, through Rolle2i and release lever 22, which goes up under the spring force 28, again latched.

Weil die Halbwelle 25 durch die Feder 26 immer sofort in, Sperrstellung gezogen wird, ist die Klinke 24 am Auslösehebel 22 als Schnappklinke ausgebildet. Because the half-shaft 25 is always immediately pulled into the locking position by the spring 26, the pawl is 24 formed as a snap pawl on the release lever 22.

Schnappklinke 24 wird durch die Schenkelfeder 29 in Sperrstellung gebracht.The snap pawl 24 is brought into the locking position by the leg spring 29.

Beim Drehen des Stützgliedes 18 in, die Ausgangsstellung 14 wird die Kurvenscheibe 9 hochgehoben, und die Feder 2 wieder auf Vorspannung gebracht. Da hierbei der Kippunkt 13 immer links von der Rolle 8 liegt, wird durch diese Bewegung der ausgeschaltete Zustand des Kontaktträgers nicht verändert. Der Schalter ist wieder einschaltbereit und kann,, wie oben beschrieben, wieder eingeschaltet werden.When rotating the support member 18 in, the starting position 14, the cam 9 is lifted, and the spring 2 is again pretensioned brought. Since the tipping point 13 is always to the left of the roller 8, this movement the switched-off state of the contact carrier does not change. The switch is ready to be switched on again and can be switched on again as described above.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Spring quick switch device with trip-free release, in which the actuating force of a or several switch springs via a cam disc on the movable Kon.taktappa.rat acts, in particular for electrical power circuit breakers, characterized in that between switch spring (2) and switch shaft (11). Toggle lever (9, 10) is interposed, its part lever (9), which is under the force of the switching spring, a part of the curve for torque input and, -ausschalt possesses, over which the switching spring so on the toggle system has the effect that it tensions itself up to a tipping point (13) when the switch handle (1) is moved and after exceeding the tipping point, their stored energy reversing the direction their torque exerted on the partial lever in the direction of the switching movement to be carried out releases. ,

2. Spring quick switch device according to claim i, characterized in that the for switching on and off, by hand on the base body fixed bearing point (14) of the partial lever (9) on a rotatably mounted in turn, Support member (18) which can be influenced by the release elements is arranged such that this bearing point when the support member is triggered by the trigger in the sense of a free release dodge, can.

3. Spring quick-acting switch direction. claim 1 and 2, characterized in that in the switched-on position of the contact carrier, the The knee lever (9, 10) is in the extended position and in this position by one of the not completely relaxed The torque exerted on the cam (9) is held by the spring.

4. Spring quick-change device according to. claim ι to 3, characterized in that the remaining after the switch-on and The residual energy of the switch spring that fixes the switch-on position when the switch triggers itself carries out the switch-off process.

5. Spring quick switching device according to claim ι to 4, characterized in that the Contact carrier in the switch-off position both after switching off via the switch handle and after Self-triggering solely through suitable shaping of the cam and corresponding Dimensioning of the switch springs. his stop (16) fixing the switch-off position will.

6. Spring quick switch device according to claim ι to 5, characterized in that the provided with the cam part lever part (9) of the The toggle system consists of molded insulating material.

7. Spring rapid switching device according to claim ι to 6, characterized in that the Switching springs are arranged within the switch handle and via a. Roller lever (7) the cam (9) act,

8. FederschnellschaltvO'rrichtung according to claim ι to 7, characterized in that the Cam is designed such that the tipping point, when exceeded, the respective Switching process is initiated, shortly before the Stops the switching lever on and off.

9. Spring rapid switching device according to claim ι to 8, characterized in that the switch handle after self-release · in. A Intermediate position is performed, whereby the triggered without an additional display device State is displayed.

10. Spring quick switch device according to claim ι to 9, characterized in that a restart after self-triggering only can then take place when the switch handle from its intermediate position to the off position is moved and thereby the support member is latched again.

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11. Spring quick release device according to claim ι to io, characterized in that the support member (i8) is supported on a release lever (22) for reducing the release forces, which in turn is preferably carried out by a as a half-wave (25) designed release pawl is locked.

12. Spring quick switch device according to claim 11, characterized in that the stop (22 _a ) of the release lever serving as a support for the support member is designed as an inclined plane suitable for further reduction of the release forces.

13. Spring quick switch device according to claim 11 and 12, characterized in that the pawl (24) of the release lever that works together with the half-shaft as a snap pawl is trained.

1 sheet of drawings