EP0026416B1 - Schaltmechanismus für Leitungsschutzschalter - Google Patents

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EP0026416B1
EP0026416B1 EP80105660A EP80105660A EP0026416B1 EP 0026416 B1 EP0026416 B1 EP 0026416B1 EP 80105660 A EP80105660 A EP 80105660A EP 80105660 A EP80105660 A EP 80105660A EP 0026416 B1 EP0026416 B1 EP 0026416B1
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EP
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lever
contact
release
arm
ratchet
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Günter Ing. grad Böker
Georg Ing. Grad Schedler
Dieter Kropp
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/1009—Interconnected mechanisms
    • H01H71/1027—Interconnected mechanisms comprising a bidirectional connecting member actuated by the opening movement of one pole to trip a neighbour pole
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    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/50—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release
    • H01H71/52—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by lever
    • H01H71/526—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by lever the lever forming a toggle linkage with a second lever, the free end of which is directly and releasably engageable with a contact structure

Definitions

  • the invention relates to a switching mechanism for circuit breakers, in which an operating knob acts on a spring-loaded contact lever via a latch lever.
  • a switching mechanism is described in DE-A1-2651 158.
  • This mechanism which has only relatively few components, is disadvantageous, however, because only an indirect impact anchor effect is possible via a switching arm pawl system and the opening movement by a forced guidance of the switching arm. Jack system is hindered.
  • a switching mechanism is known from DE-A1-2336222, in which a spring-mounted contact lever interacts with a manual control knob via several hinged tabs.
  • One of these tabs holds a pin that is longitudinally guided in a slot, which in turn can be hooked behind a rotatably mounted pawl and thereby latches the entire mechanism.
  • the double-armed contact lever is guided with a slot on a fixed axis and can be swiveled around it.
  • a spring engages the contact lever, which in the switched-on position tensions the entire mechanism and generates the contact pressure.
  • This switching mechanism is disadvantageous in that a complex latching mechanism with several joints is required to achieve low release forces.
  • the invention has for its object to improve the switching mechanism mentioned at the outset so that it requires the least possible unlatching forces with the least amount of components and achieves short switch-off times. It should also be designed so that a particularly small size is possible. According to the invention this is achieved in that the freely floating arranged in the contact closing direction under the action of a contact spring, in the closed position on the ratchet lever and on the fixed contact piece, the contact lever loosely interacts with a fixed axis in that the point of contact of the contact spring on the contact lever between this axis and the latching point lies and a separately pivoted trigger lever acts on the one hand on the latch lever and on the other hand can be influenced by the contact lever.
  • 1-4 consists of a contact lever 1, which forms at one end a contact piece 2, which cooperates with a stationary contact piece 3. At the other end, the contact lever is provided with a latching pin 4 which interacts with a latch lever 5.
  • the free end 5a of the latch lever 5 articulated on a manual control knob 6 is supported on the latching pin 4 of the contact lever 1 in the switched-on position of the switching mechanism.
  • An angled extension 5b engages around the latching pin and can be influenced by a lever arm 7b of a release lever 7.
  • the release lever which can be pivoted about a stationary axis 8, has a further lever arm 7a, on which the latching pin 4 can act.
  • the contact lever 1 has a notch 13 in the middle between the contact piece 2 and the latching pin 4, which is located in the region of a fixed axis 14.
  • a contact spring 16 supported on the housing 15 of the switch acts on the contact lever. The point of contact of the contact spring 16 on the contact lever lies between the latching pin 4 and the notch 13.
  • the contact force is determined by the ratio of the lever arms which are formed by the point of application of the contact spring to the latching pin and by the contact contact point to the latching pin.
  • the distance between the axis 14 and the bottom of the notch 13 is a measure of the burn-up reserve of the switch.
  • the pawl lever 5 is clamped with the control knob 6, which can be pivoted about a fixed axis 6a, so that the contact lever is held in the switch-on position by the end 5a of the pawl lever 5 which is supported on the latching pin 4.
  • the short-circuit or overcurrent switch-off is effected by the plunger 11 of the magnetic release device or by the bimetal strip 10.
  • the plunger 11 and the bimetal strip 10 act in the direction of the arrows 11a and 10a on the slide 9 and move it in the direction of the arrow 9a, so that it strikes the lever arm 7c of the release lever 7 with an edge 9b and rotates it counterclockwise about the axis 8.
  • the lever arm 7b strikes the angled extension 5b of the ratchet lever 5 and lifts it so far that the end 5a of the latching pin 4 of the Contact lever 1 releases.
  • the trigger lever reaches the position shown in Fig. 2.
  • the contact lever 1 When the latching pin 4 is released, the contact lever 1 first rotates under the action of the contact spring 16 about its contact point until the base of the notch 13 comes into contact with the axis 14, which now becomes the pivot axis when the contact lever moves further.
  • the latching pin 4 strikes against the lever arm 7a and thereby accelerates the rotary movement of the release lever.
  • the control knob 6 also goes into the switch-off position shown in FIG. 3 together with the latch lever 5.
  • the control knob 6 is under the action of a spring, not shown, which drives it into the position shown in FIG. 3.
  • a spring, also not shown, acting on the pawl lever 5 presses it with the angled extension 5b against the edge 7'b of the lever arm 7b. As a result, the end 5a of the pawl lever 5 again engages over the latching pin 4.
  • the mechanism is switched on in such a way that the manual control knob 6 is pivoted counterclockwise, as a result of which the pawl lever 5 acts on the contact lever 1 and in turn pivots it about the axis 14.
  • the contact lever 1 pivots about the axis 14 until it reaches the position shown in Fig. 4, i. H. touches the fixed contact piece 3 with its movable contact piece 2.
  • the contact spring 16 is tensioned.
  • the contact lever lifts off the axis 14 when the hand control toggle is pivoted further counterclockwise and then rotates around the contact contact point during this movement.
  • the final switch-on position is reached when the manual control knob 6, together with the ratchet lever 5, reaches the dead center position.
  • a contact lever 21 with an elongated hole 21c is mounted on a fixed axis 14.
  • the contact lever is fork-shaped at one end by means of a long prong 21 b and a short prong 21 a and is latched to the latter by a ratchet lever 25 designed as a wire bracket.
  • a lever arm 27a of a release lever 27 pivotable about a fixed axis 8 acts on this latched end of the wire bracket.
  • a second lever arm 27b of the release lever lies in the effective area of a plunger 11 of a magnetic release member 12.
  • the contact lever 21 in turn has an angled portion 21d which acts on the rear side of the lever arm 27a during the opening movement.
  • a stop 21f of the contact lever located in the region of the end of the lever arm 27b is also detected by the plunger 11 of the triggering element during the short-circuit shutdown, so that an impact is exerted on the contact lever. Otherwise, the sequences of movements are similar to the arrangement according to FIGS. 1-4.
  • the mechanism according to the invention is particularly advantageous in that, apart from the small number of its components and its small space requirement, because of the separation of the movable contact lever, it allows a connection to the thermal release element with variable bimetallic elements. In addition, because of the latching at one end of the contact lever, the unlatching forces are reduced to a minimum.
  • the possibility of coupling with neighboring switches is also advantageous, so that multipole switches can be created in a simple manner.
  • the release lever has jaws 17 reaching up to the switch walls, the end faces of which have receiving holes 17a for coupling pins or recesses 17b.
  • the coupling pin of a switch engages through openings in the housing in the recess of the adjacent trigger lever jaw and thus produces the coupling.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schaltmechanismus für Leitungsschutzschalter, bei dem ein Bedienungsknebel über einen Klinkenhebel auf einen gefederten Kontakthebel wirkt. Ein derartiger Schaltmechanismus ist in der DE-A1-2651 158 beschrieben. Dieser zwar nur verhältnismäßig wenig Bauteile aufweisende Mechanismus ist aber nachteilig, weil nur eine indirekte Schlagankerwirkung über ein Schaltarm-Klinkensystem möglich ist und die Öffnungsbewegung durch eine Zwangsführung des Schaltarm- . Klinkensystems behindert wird.
  • Weiterhin ist aus der DE-A1-2336222 ein Schaltmechanismus bekannt, bei dem ein gefedert angeordneter Kontakthebel über mehrere gelenkig miteinander verbundene Laschen mit einem Handbedienungsknebel zusammenwirkt. In einer dieser Laschen ist ein in einem Schlitz längsgeführter Stift gehalten, der seinerseits hinter einer drehbar gelagerten Klinke verhakbar ist und dadurch den gesamten Mechanismus verklinkt. Der doppelarmige Kontakthebel ist mit einem Schlitz auf einer ortsfesten Achse querverschieblich geführt und um diese schwenkbar. Auf der der Kontaktstelle abgekehrten Seite greift am Kontakthebel eine Feder an, die in der Einschaltstellung den gesamten Mechanismus verspannt und den Kontaktdruck erzeugt. Dieser Schaltmechanismus ist insofern nachteilig, als zum Erreichen geringer Entklinkungskräfte ein aufwendiger Verklinkungsmechanismus mit mehreren Gelenken erforderlich ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs erwähnten Schaltmechanismus so zu verbessern, daß er mit geringstem Aufwand an Bauteilen möglichst geringe Entklinkungskräfte benötigt und kurze Ausschaltzeiten erreicht. Er soll ferner so ausgestaltet sein, daß eine besonders kleine Bauweise möglich ist. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der freischwebend angeordnete in Kontaktschließrichtung unter der Wirkung einer Kontaktfeder stehende, sich in Schließstellung am Klinkenhebel und am festen Kontaktstück abstützende Kontakthebel lose mit einer ortsfesten Achse zusammenwirkt, daß der Angriffspunkt der Kontaktfeder am Kontakthebel zwischen dieser Achse und der Verklinkungsstelle liegt und ein gesondert schwenkbar gelagerter Auslösehebel einerseits auf den Klinkenhebel einwirkt und andererseits vom Kontakthebel beeinflußbar ist.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Anhand der Zeichnung sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
    • Fig. 1 zeigt den Schaltmechanismus in Einschaltstellung, während in
    • Fig. 2 die Freiauslösestellung wiedergegeben ist. In
    • Fig. 3 befindet sich der Mechanismus in Ausschaltstellung, während
    • Fig. 4 zur Erläuterung des Einschaltvorganges dient.
    • Fig. 5 zeigt eine Variation des Mechanismus nach Fig. 1 -4.
  • Der Schaltmechanismus nach Fig. 1-4 besteht aus einem Kontakthebel 1, der an seinem einen Ende ein Kontaktstück 2 bildet, das mit einem orstfesten Kontaktstück 3 zusammenwirkt. Am anderen Ende ist der Kontakthebel mit einem Verklinkungszapfen 4 versehen, der mit einem Klinkenhebel 5 zusammenwirkt. Der an einem Handbedienungsknebel 6 angelenkte Klinkenhebel 5 stützt sich mit seinem freien Ende 5a in Einschaltstellung des Schaltmechanismus an dem Verklinkungszapfen 4 des Kontakthebels 1 ab. Eine abgewinkelte Verlängerung 5b umgreift den Verklinkungszapfen und ist von einem Hebelarm 7b eines Auslösehebels 7 beeinflußbar. Der um eine ortsfeste Achse 8 schwenkbare Auslösehebel hat einen weiteren Hebelarm 7a, auf den der Verklinkungszapfen 4 einwirken kann. An einem dritten Hebelarm 7c greifen über einen Auslöseschieber 9 ein Bimetallstreifen 10 und der Stößel 11 eines magnetischen Auslöseorgans 12 an. Der Kontakthebel 1 hat in der Mitte zwischen dem Kontaktstück 2 und dem Verklinkungszapfen 4 eine Einkerbung 13, die sich im Bereich einer ortsfesten Achse 14 befindet. Auf den Kontakthebel wirkt eine sich am Gehäuse 15 des Schalters abstützende Kontaktfeder 16 ein. Der Angriffspunkt der Kontaktfeder 16 am Kontakthebel liegt zwischen dem Verklinkungszapfen 4 und der Einkerbung 13.
  • In der in Fig. 1 dargestellten Einschaltstellung wird die Kontaktkraft durch das Verhältnis der Hebelarme bestimmt, die von dem Angriffspunkt der Kontaktfeder zum Verklinkungszapfen und von der Kontaktberührungsstelle zum Verklinkungszapfen gebildet sind. Der Abstand zwischen der Achse 14 und dem Grund der Einkerbung 13 ist ein Maß für die Abbrandreserve des Schalters. In der dargestellten Einschaltstellung ist der Klinkenhebel 5 mit dem um eine ortsfeste Achse 6a schwenkbaren Bedienungsknebel 6 über Totpunkt verspannt, so daß der Kontakthebel durch das sich am Verklinkungszapfen 4 abstützende Ende 5a des Klinkenhebels 5 in der Einschaltstellung gehalten wird.
  • Die Kurzschluß- oder Überstromausschaltung erfolgt durch den Stößel 11 der magnetischen Auslöseeinrichtung bzw. durch den Bimetallstreifen 10. Der Stößel 11 und der Bimetallstreifen 10 wirken in Richtung der Pfeile 11 a bzw. 10a auf den Schieber 9 und bewegen diesen in Richtung des Pfeiles 9a, so daß er mit einer Kante 9b an den Hebelarm 7c des Auslösehebels 7 anschlägt und diesen im Gegenuhrzeigersinn um die Achse 8 dreht. Der Hebelarm 7b schlägt dabei auf die abgewinkelte Verlängerung 5b des Klinkenhebels 5 und hebt diese so weit an, daß das Ende 5a den Verklinkungszapfen 4 des Kontakthebels 1 freigibt. Der Auslösehebel gelangt dabei in die in Fig. 2 dargestellte Lage. Bei Freigabe des Verklinkungszapfens 4 dreht sich der Kontakthebel 1 unter der Wirkung der Kontaktfeder 16 zunächst um seine Kontaktstelle, bis der Grund der Einkerbung 13 an der Achse 14 zur Anlage kommt, die nunmehr bei der weiteren Bewegung des Kontakthebels zur Schwenkachse wird. Bevor der Auslösehebel 7 die in Fig.2 dargestellte Lage erreicht hat, schlägt der Verklinkungszapfen 4 gegen den Hebelarm 7a und beschleunigt dadurch die Drehbewegung des Auslösehebels. Während der Ausschaltbewegung des Kontakthebels 1 geht auch der Bedienungsknebel 6 zusammen mit dem Klinkenhebel 5 in die in Fig. 3 dargestellte Ausschaltstellung über. Der Bedienungsknebel 6 steht unter Wirkung einer nicht dargestellten Feder, die ihn in die Stellung nach Fig. 3 treibt. Eine ebenfalls nicht dargestellte an dem Klinkenhebel 5 angreifende Feder drückt diesen mit der abgewinkelten Verlängerung 5b gegen die Kante 7'b des Hebelarms 7b. Dadurch greift das Ende 5a des Klinkenhebels 5 wieder über den Verklinkungszapfen 4.
  • Die Einschaltung des Mechanismus erfolgt in der Weise, daß der Handbedienungsknebel 6 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt wird, wodurch der Klinkenhebel 5 auf den Kontakthebel 1 wirkt und diesen seinerseits um die Achse 14 schwenkt. Der Kontakthebel 1 schwenkt so lange um die Achse 14, bis er die in Fig. 4 dargestellte Lage erreicht, d. h. mit seinem beweglichen Kontaktstück 2 das ortsfeste Kontaktstück 3 berührt. Bei dieser Einschaltbewegung wird die Kontaktfeder 16 gespannt. Der Kontakthebel hebt von der Achse 14 ab, wenn der Handbedienungsknebel weiter im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird und dreht sich bei dieser Bewegung dann um die Kontaktberührungsstelle. Die endgültige Einschaltstellung ist erreicht, wenn der Handbedienungsknebel 6 zusammen mit dem Klinkenhebel 5 in Übertotpunktlage gelangt.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. ist ein Kontakthebel 21 mit einem Langloch 21c auf einer ortsfesten Achse 14 gelagert. Der Kontakthebel ist an seinem einen Ende mittels eines langen Zinkens 21 b und eines kurzen Zinkens 21 a gabelförmig ausgebildet und wird mit letzterem durch einen als Drahtbügel ausgebildeten Klinkenhebel 25 verklinkt. Auf dieses verklinkte Ende des Drahtbügels wirkt ein Hebelarm 27a eines um eine ortsfeste Achse 8 schwenkbaren Auslösehebels 27 ein. Ein zweiter Hebelarm 27b des Auslösehebels liegt im Wirkbereich eines Stößels 11 eines magnetischen Auslöseorgans 12. Der Kontakthebel 21 seinerseits hat eine Abwinklung 21 d, die bei der Ausschaltbewegung auf die Rückseite des Hebelarms 27a wirkt. Ein im Bereich des Endes des Hebelarmes 27b liegender Anschlag 21f des Kontakthebels wird bei der Kurzschlußabschaltung vom Stößel 11 des Auslöseorgans mit erfaßt, so daß auf den Kontakthebel eine Schlagwirkung ausgeübt wird. Im übrigen sind die Bewegungsabläufe ähnlich wie bei der Anordnung nach Fig. 1 -4.
  • Der erfindungsgemäße Mechanismus ist insofern besonders vorteilhaft, als er, abgesehen von der geringen Zahl seiner Bauteile und seines geringen Raumbedarfs, wegen der Trennung des beweglichen Kontakthebels eine Anbindung an das thermische Auslöseorgan mit variablen Bimetallen erlaubt. Außerdem wird wegen der Verklinkung an dem einen Ende des Kontakthebels eine Reduzierung der Entklinkungskräfte auf ein Minimum erreicht. Vorteilhaft ist auch die Kupplungsmöglichkeit mit Nachbarschaltern, so daß auf einfache Weise mehrpolige Schalter erstellt werden können. Der Auslösehebel besitzt bis an die Schalterwände heranreichende Backen 17, deren Stirnseiten Aufnahmelöcher 17a für Kupplungsstifte bzw. Ausnehmungen 17b haben. Der Kupplungsstift eines Schalters greift durch Gehäusedurchbrüche in die Ausnehmung der benachbarten Auslösehebelbacke und stellt somit die Kupplung her.

Claims (6)

1. Schaltmechanismus für Leitungsschutzschalter, bei dem ein Bedienungsknebel (6) über einen Klinkenhebel (5; 25) auf einen gefederten Kontakthebel (1; 21) wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der freischwebend angeordnete in Kontaktschließrichtung unter der Wirkung einer Kontaktfeder (16) stehende, sich in Schließstellung am Klinkenhebel (5; 25) und am festen Kontaktstück (3) abstützende Kontakthebel (1; 21) lose mit einer ortsfesten Achse (14) zusammenwirkt, daß der Angriffspunkt der Kontaktfeder (16) am Kontakthebel (1; 21) zwischen dieser Achse (14) und der Verklinkungsstelle (4, 5a) liegt und ein gesondert schwenkbar gelagerter Auslösehebel (7; 27) einerseits auf den Klinkenhebel (5; 25) einwirkt und andererseits vom Kontakthebel (1; 21) beeinflußbar ist.
2. Schaltmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakthebel (1) an seinem einen Ende einen Verklinkungszapfen (4) aufweist, der einerseits zur Abstützung des Klinkenhebels (5) dient und andererseits von einer abgewinkelten Verlängerung (5b) des Klinkenhebels (5) umfaßt wird, und daß sein anderes Ende das bewegliche Kontaktstück (2) bildet, während sich die ortsfeste Achse (14) im Bereich einer etwa in der Mitte zwischen beweglichem Kontaktstück (2) und Verklinkungszapfen (4) vorgesehene Einkerbung (13) des Kontakthebels (1) befindet.
3. Schaltmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vom magnetischen und thermischen Auslöseorgan (12, 10) verschwenkbare dreiarmig ausgebildete Auslösehebel (7) mit einem Arm (7b) auf die abgewinkelte Verlängerung (5b) des Klinkenhebels (5) einwirkt, mit dem zweiten Arm (7a) in den Schwenkbereich des den Verklinkungszapfen (4) tragenden Endes des Kontakthebels (1) ragt und am dritten Arm (7c) die Auslöseorgane direkt über einen Schieber (9) angreifen.
4. Schaltmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösehebel (7) an seinem dritten Arm (7c) Aufnahmen für Kuppelelemente aufweist.
5. Schaltmechanismus nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Auslösehebel (7) an seinem dritten Arm (7c) bis an die Schalterwände heranreichende Backen (17) aufweist, von denen die eine an ihrer Außenseite ein Aufnahmeloch (17a) für einen Kuppelstift und die andere an ihrer Außenseite eine größer als das Aufnahmeloch ausgebildete Ausnehmung (17b) aufweist.
6. Schaltmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Klinkenhebel (25) ein Drahtbügel dient, der mit einem kurzen Zinken (21a) des an seinem einen Ende gabelförmig ausgebildeten Kontakthebels (21) verklinkt und an einem langen Zinken (21b) dieses Kontakthebelendes mit diesem in Eingriff gehalten wird, daß der Kontakthebel (21) mit einem Langloch (21 c) auf der Achse (14) sitzt und mit einer Abwinklung (21d) an einem Hebelarm (27a) des Auslösehebels (27) angreift, der zugleich zur Auslösung des Klinkenhebels (25) dient, und daß zum Angriff der Auslöseorgane und als Kuppelglied bei Mehrpoligkeit ein zweiter Hebelarm (27b) des Auslösehebels (27) dient, der gemeinsam mit einem Anschlag (21f) des Kontakthebels (21) vom Stößel (11) eines magnetischen Auslöseorgans (12) betätigbar ist.
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EP0026416A1 EP0026416A1 (de) 1981-04-08
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EP0026416B2 EP0026416B2 (de) 1986-02-19

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