EP0105945A1

EP0105945A1 - Electric circuit breaker

Info

Publication number: EP0105945A1
Application number: EP82109364A
Authority: EP
Inventors: Herbert Franz
Original assignee: Heinrich Kopp GmbH and Co KG
Current assignee: Heinrich Kopp GmbH and Co KG
Priority date: 1982-10-11
Filing date: 1982-10-11
Publication date: 1984-04-25
Also published as: EP0120836B1; EP0120836A1; JPH0336264B2; CA1202653A; US4559510A; WO1984001663A1; JPS59501884A

Abstract

In a miniaturised circuit breaker with short-circuit and excess current protection and a signal converter for operating and protecting domestic equipment, office machines, production devices and such like, its switching and release mechanism consists of the combination (mounted on a common axis) of a clamping body (5) with an unlatching lever (4) mounted therein, a swivelling contact piece (6) and a driver lever (14) with the functional involvement of a plurality of spring elements which are arranged at a central point underneath the operating mechanics (1-3) and between the hinged armature system (8) and the bimetallic strips (10) and above the arc extinguishing chamber (12), the (additional) changeover contact device (13) and the various switching connections (15). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen ein- oder mehrpoligen Geräteschutzschalter in Kleinformat und Schmalbauweise. Derartige Bedienungselemente werden in einer Vielzahl von elektrischen Geräten und Einrichtungen, wie z.B. Haushaltsgeräte, Büromaschinen, Steuervorrichtungen für Fertigungs- und Montageautomaten od.dgl., dazu eingebaut, um als solche über ihre eigentliche Schalterfunktion hinaus zur gleichen Zeit einen Schutz der betreffenden Stromkreise und Verbraucher gegen Kurzschluß und Überlastung zu übernehmen, wofür bislang zumeist eine gesonderte Fein- oder Schmelzsicherung vorgesehen ist, die nach jedem Defekt aufwendig sowie umständlich ausgewechselt werden muß.The invention relates to a single or multi-pole device circuit breaker in small format and narrow construction. Such controls are used in a variety of electrical devices and equipment, such as Household appliances, office machines, control devices for production and assembly machines or the like, built in, in order to take over, as such, beyond their actual switch function, at the same time protecting the relevant circuits and consumers against short-circuiting and overloading, for which up to now mostly a separate or fuse is provided, which has to be replaced after each defect in a complex and cumbersome manner.

Dem generellen Aufbau und seiner Funktion nach ist dieser Geräteschutzschalter mit dem bekannten Leitungsschutzschalter vergleichbar, der über ein mechanisches Sprungwerk zur Betätigung einer von Hand einschaltbaren und jeweils manuell, elektromagnetisch und elektrothermisch frei auslösbaren Schaltkontaktanordnung vor einer Lichtbogenlöscheinrichtung verfügt. Dieser Leitungsschutzschalter ist jedoch in der Regel ständig eingeschaltet und soll nur bei einer etwaigen Kurzschluß- oder Überstromauslösung nach der Beseitigung des Fehlers seine Wiedereinschaltung ermöglichen.The general structure and function of this device circuit breaker is comparable to the known miniature circuit breaker, which has a mechanical spring mechanism for actuating a switch contact arrangement that can be switched on manually and can be triggered manually, electromagnetically and electrothermally in front of an arc extinguishing device. However, this miniature circuit breaker is usually switched on at all times and should only enable it to be switched on again in the event of a short-circuit or overcurrent trip after the fault has been eliminated.

Demgegenüber stellt der Geräteschutzschalter in seiner Funktion ein häufig von Hand betätigtes Schalterelement dar, dem zusätzlich die vorgenannten Überwachungsfunktionen eingegeben sind, um auf die gesonderte Absicherungsnotwendigkeit innerhalb des geschalteten Verbraucherstromkreises verzichten zu können. - Darüber hinaus ist man bestrebt, dem Geräteschalter bzw. Schutzschalter hilfsweise eine weitere Kontaktanordnung beizugeben, die gemäß seiner Ein- oder Ausschaltstellung innerhalb eines getrennten Signal- oder Steuerstromkreises dazu dienen soll, die jeweilige Schalterstellung und damit den Betriebszustand des zu schaltenden Elektrogeräts auf geeignete Weise, so z.B. optisch oder akustisch, aufzuzeigen oder auch anderweitige Hilfseinrichtungen entsprechend der Schalterstellung bzw. dem Schaltzustand zu steuern.In contrast, the function of the circuit breaker is a switch element that is frequently operated by hand. which the above-mentioned monitoring functions are additionally entered in order to be able to dispense with the separate need for protection within the switched consumer circuit. - In addition, efforts are made to add a further contact arrangement to the device switch or circuit breaker, which, according to its on or off position within a separate signal or control circuit, is intended to suitably switch the respective switch position and thus the operating state of the electrical device to be switched , for example optically or acoustically, or to control other auxiliary devices according to the switch position or the switching state.

Bei den wesentlich umfangreicheren Überstrom- oder Leitungsschutzschaltern der eingangs genannten Art ist deren Ausstattung mit einem solchen Hilfsschalter bereits aus der DE-OS 30 38 511 bekannt. Hierbei stößt eine solche Erweiterung jedoch auf keine besonderen Schwierigkeiten, da es die räumliche Anordnung der Schalt- und Auslösemechanik in dem Oberteil der gebräuchlichen Schutzschalter zumeist ohne wesentliche Abänderungen zuläßt, in diesem Bereich auch noch eine synchron mit dem beweglichen Hauptkontakt betätigte Hilfskontaktanordnung kleinerer Belastbarkeit und entsprechend geringerem Platzbedarf relativ problemlos unterzubringen.In the much more extensive overcurrent or circuit breakers of the type mentioned, their equipment with such an auxiliary switch is already known from DE-OS 30 38 511. Here, however, such an extension does not encounter any particular difficulties, since the spatial arrangement of the switching and triggering mechanism in the upper part of the conventional circuit breakers usually permits no significant changes, in this area also an auxiliary contact arrangement which is actuated synchronously with the movable main contact and has a lower load capacity and accordingly to accommodate relatively little space required relatively easily.

Andererseits bereitet bei dem hier in Rede stehenden Geräteschutzschalter, sofern sich dieser in seinen Außenabmessungen nicht oder nur unbedeutend von der Einbaugröße der bisherigen Schalterausführungen ohne Schutzmaßnahmen unterscheiden soll, allein schon die zusätzliche Unterbringung von Schaltwerk, Auslöseorganen und Löscheinrichtung in dem zur Verfügung stehenden Schalterinnenraum erhebliche Schwierigkeiten. Dieser Umstand erklärt auch, weshalb für den Konstrukteur die Ausrüstung des Geräteschutzschalters mit einer weiteren Kontaktanordnung zunächst außer Betracht geblieben ist.On the other hand, in the case of the device circuit breaker in question here, provided that the external dimensions of the circuit breaker are not or only insignificantly different from the installation size of the previous switch versions without protective measures, the additional accommodation of the switchgear, tripping elements and extinguishing device in the available switch interior alone is very difficult . This fact also explains why the designer did not initially consider equipping the circuit breaker with another contact arrangement.

ber vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Geräteschutzschalter zu entwickeln, dessen Schutzeinrichtungen gegen Kurzschluß und Überlastung sich in Verbindung mit einer Umschaltkontaktanordnung für Signal-oder Steuerzwecke durch eine geeignete Ausbildung und Anordnung sämtlicher Bauelemente innerhalb des vorgegebenen Abmessungsbereichs der normalen Einbauschalterausführung unterbringen lassen.Accordingly, the object of the present invention is to develop a device circuit breaker whose protective devices against short-circuit and overload can be accommodated in connection with a changeover contact arrangement for signal or control purposes by suitable design and arrangement of all components within the specified dimension range of the normal built-in switch design.

Diese Aufgabe wird bei einem Geräteschutzschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sich die gesamte Schaltmechanik aus der Kombination eines Spannkörpers mit mehreren Funktionsansätzen, einem V-förmig flach gehaltenen Entklinkungshebel, dem beweglichen Schwenkkontaktstück und einem einarmigen Mitnehmerhebel für den Signalumschalter zusammensetzt, welche an zentraler Stelle für sich um eine gemeinsame Drehachse verschwenkbar angeordnet sind, dabei funktionell ineinandergreifen und teilweise gegeneinander sowie insgesamt dem Gehäuse gegenüber mittels einzelner Federelemente abgestützt sind.This object is achieved in a device circuit breaker according to the preamble of claim 1 according to the invention in that the entire switching mechanism from the combination of a clamping body with several functional approaches, a V-shaped flat release lever, the movable pivoting contact piece and a one-armed driver lever for the signal switch composed, which are arranged at a central point for themselves pivotable about a common axis of rotation, functionally interlocking and partially supported against each other and overall against the housing by means of individual spring elements.

Aufgrund dieser jeweils im Detail besonderen Ausbildung und Zusammenfassung der Schaltmechanik sowie deren zentraler Anordnung mit einem gemeinsamen Drehpunkt ist es nunmehr möglich, die tätigen wie betätigten Elemente des gesamten Geräteschutzschalters auf sehr begrenztem Raum in der Ebene ringsum eine derartige Schaltmechanik zu verteilen und mit derselben funktionsgemäß zu koppeln.Due to this particular training and summary of the switching mechanism and its central arrangement with a common pivot point, it is now possible to distribute the operating and actuated elements of the entire circuit breaker to a very limited space in the plane around such a switching mechanism and to functionally function with it couple.

Demgemäß setzt sich die Schaltmechanik insgesamt aus vier einzelnen, um die gleiche Drehachse verschwenkbar am Schaltergehäuse gelagerten Hebelgliedern unter Einbeziehung von drei weiteren Federelementen zusammen. Das Grundelement bildet dabei der aus Isolierstoff geformte Spannkörper mit den vorderseitig an seinen drei Eckpunkten vorstehenden Funktionsansätzen, der durch die rückseitig um einen Flansch gewundene und sich gegenüber dem Gehäuse abstützende Schenkelfeder in Richtung der Ausschaltstellung gedreht wird. Im räumlichen Bereich zwischen diesen drei Funktionsansätzen sind sowohl der Entklinkungshebel und das bewegliche Schwenkkontaktstück als Stanzteile, wie auch der wiederum aus Kunststoff gebildete Mitnehmerhebel für den Signalumschalter angeordnet. Dabei wirkt der V-förmig flach gehaltene Entklinkungshebel über seinen bügelförmig verlängerten Klinkenschenkel mit dem oberen Funktionsansatz zusammen, gegen den er sich außerdem mit einem Gegenschenkel unter Druck der Klinkenfeder abstützt. Das darauf gelagerte Schwenkkontaktstück wird an seinem Schaltarm durch die sich vor dem rechten Funktionsansatz abstützende und den Kontaktdruck bewirkende Feder in den weiterreichenden Führungseinschnitt des linken Funktionsansatzes gedrückt, welcher dann bei der Auslösung des Schalters zufolge dieses Führungsspiels schlagartig auf den Schaltarm einzuwirken vermag. Darüber hinaus erfolgt die elektrische Zuleitung über eine flexible Litze, die mit dem einen Arm einer T-förmigen Ausbildung des Schwenkkontaktstücks im Bereich seiner Lagerung leitend verbunden ist.Accordingly, the switching mechanism is composed of a total of four individual lever members mounted on the switch housing so as to be pivotable about the same axis of rotation, including three further spring elements. The basic element is formed by the clamping body made of insulating material with the function protruding from the front at its three corner points approach, which is rotated in the off position by the leg spring wound around a flange and supported against the housing. In the spatial area between these three functional approaches, both the unlatching lever and the movable swivel contact piece are arranged as stamped parts, as is the driver lever, which is again made of plastic, for the signal switch. Here, the V-shaped, flat release lever works via its bow-shaped, extended latch leg with the upper functional approach, against which it is also supported with a counter leg under pressure from the latch spring. The swivel contact piece mounted on it is pressed on its switching arm by the spring, which is supported in front of the right functional approach and creates the contact pressure, in the more extensive guide notch of the left functional approach, which can then suddenly act on the switching arm when the switch is triggered due to this guide play. In addition, the electrical supply is via a flexible strand, which is conductively connected to one arm of a T-shaped configuration of the swivel contact in the area of its storage.

Mit dieser Zusammensetzung wird im Vergleich zu den bekannten Sprungwerken, bei denen sich die betreffenden Federelemente jeweils für sich am Gehäuse abstützen, durch die kombinierte (Lagerung und) Federung des Entklinkungshebels wie des Schwenkkontaktstücks mittels der zugehörigen Klinken- und Kontaktdruckfeder gegenüber dem gleichen beweglichen Spannkörper der Schaltmechanik mit Vorteil erreicht, daß für diese beiden Elemente einerseits ein geringerer Federweg benötigt und zum anderen dadurch eine größere Federkonstanz gewährleistet wird.With this composition, compared to the known spring mechanisms, in which the respective spring elements are supported individually on the housing, by the combined (storage and) suspension of the release lever and the swivel contact piece by means of the associated pawl and contact pressure spring compared to the same movable clamping body Switching mechanism achieved with advantage that for these two elements, on the one hand, a smaller spring travel is required and, on the other hand, this ensures greater spring consistency.

Auf der Drehachse dieser drei Hebelglieder liegt dann noch der lose aufgesetzte Mitnehmerhebel für die Kontaktanordnung des Signalumschalters, welcher im Verlauf der Ein- oder Ausschalt(dreh-)bewegung des Spannkörpers durch dessen rechten Funktionsansatz und mit Wirkung auf den Umschalt(mittel-)-kontakt in die eine bzw. entsprechend von dem linken Funktionsansatz in die andere Schaltstellung verschwenkt wird. Diese Gesamtanordnung der Schaltmechanik wird dann einfach mittels der aufgesteckten und dabei die Stirnseite der gemeinsamen Drehachse formschlüssig übergleitenden Abdeckkappe freibeweglich innerhalb des Schalteraufbaus gehalten.On the axis of rotation of these three lever members is then the loosely attached driver lever for the contact arrangement of the signal switch, which during the course of the on or off (rotary) movement of the clamping body by its right Functional approach and with effect on the switchover (middle) contact is pivoted into one or, accordingly, from the left functional approach into the other switching position. This overall arrangement of the switching mechanism is then kept freely movable within the switch structure by means of the cover cap which is plugged in and which positively overlaps the end face of the common axis of rotation.

Gemäß dem Merkmal des Patentanspruchs 2 vollzieht sich die Ein- und Ausschaltbetätigung des Geräteschutzschalters mit Hilfe eines nach außen aus dem Gehäuse und durch dessen Abdeckkappe vorstehenden Bedienungsknebels, der auf einem Achsansatz des Gehäuses und gegen die Rückstellkraft der von seinem Schaft beinhalteten Schenkelfeder verschwenkbar gelagert ist. Dieser Bedienungsknebel ist an einem nach innen reichenden Fortsatz kniegelenkmäßig mit dem H-förmigen Verbindungsglied gekoppelt, in dessen freies Ende querverlaufend ein Druckstift eingesetzt ist. Der Druckstift wirkt im Zuge der Einschaltbetätigung auf den oberen Funktionsansatz des Spannkörpers ein und verstellt hierbei über einen Totpunkt hinaus die gesamte Schaltmechanik gegen die Rückstellkraft der Schenkelfedern von Bedienungsknebel und Spannkörper. Hierbei folgt ihm der druckfederbelastete Entklinkungshebel, welcher an der Innenseite der bügelförmigen Verlängerung des betreffenden Klinkenschenkels über eine Rastnut verfügt, in der sich der Druckstift verhaken kann. Außerdem wird damit für den Fall der Freiauslösung beim Zurückfedern des Bedienungsknebels eine Zwangsführung des Kniegelenk-Verbindungsglieds erreicht, wodurch sich die ohne dieses notwendige Rückholfeder für die Rückführung des Druckstifts in seine Verklinkung einsparen läßt.According to the feature of claim 2, the on and off actuation of the device circuit breaker takes place with the aid of an outwardly protruding from the housing and through its cover cap toggle, which is pivotally mounted on an axle shoulder of the housing and against the restoring force of the leg spring contained by its shaft. This control knob is coupled to an inward-extending extension in the manner of a knee with the H-shaped connecting member, in the free end of which a push pin is inserted transversely. The pressure pin acts on the upper functional approach of the clamping body during the activation process and adjusts the entire switching mechanism against the restoring force of the leg springs of the control knob and clamping body beyond a dead center. This is followed by the unlatching lever, which is loaded with compression springs and which has a locking groove on the inside of the bow-shaped extension of the relevant latch leg, in which the pressure pin can get caught. In addition, in the case of free triggering when the control knob springs back, a forced guidance of the knee joint connecting member is achieved, which means that the return spring necessary for returning the push pin into its latching can be saved without this.

Für das Merkmal des Patentanspruchs 3 ist das elektromagnetische Auslöseorgan des Schalters als Klappankersystem ausdas mit seinem den Magnetkern mit der Erregerwicklung U-förmig umschließenden Magnetjoch an der linken Schmalseite des Gehäuses in eine entsprechende Profilierung eingesetzt und darin gehaltert ist. Zudem besitzt der an einer Verlängerung des äußeren Magnetjochschenkels gelagerte und von dort her mittels einer Zugfeder gespannte Klappanker dieses Auslöseorgans seinerseits einen Fortsatz, der in den Funktionsbereich der benachbarten Schaltmechanik hineinreicht, um bei einer Kurzschlußauslösung des Schalters auf den durch die gespannte Mechanik vor ihn verstellten zweiten Klinkenschenkel des Entklinkungshebels aufzutreffen. Aus dieser Anordnung resultiert noch hinzu eine definierte Zuordnung des Klappankers gegenüber dem Magnetjoch, was in bezug auf die genaue Bemessung des Luftspalts jede Justierung und spätere Korrektur unnötig macht.For the feature of claim 3, the electromagnetic release member of the switch is a hinged armature system with its magnetic yoke enclosing the magnetic core with the excitation winding in a U-shape on the left Narrow side of the housing is inserted into an appropriate profile and is held therein. In addition, the hinged armature of this release element, which is mounted on an extension of the outer magnetic yoke leg and tensioned from there by means of a tension spring, in turn has an extension which extends into the functional area of the adjacent switching mechanism in order to trigger a short-circuit release of the switch to the second one adjusted by the tensioned mechanism Impact latch leg of the release lever. This arrangement also results in a defined assignment of the hinged armature to the magnetic yoke, which makes any adjustment and subsequent correction unnecessary with regard to the precise dimensioning of the air gap.

Gemäß dem Merkmal des Patentanspruchs 4 ist das als Bimetallstreifen ausgebildete elektrothermische Auslöseorgan des Schalters zum Schutz gegen Überlastung neben der Schaltmechanik auf der rechten Schmalseite des Gehäuses angeordnet. Hierbei verfügt der Bimetallstreifen oberhalb seiner Einsteckhalterung in einer entsprechenden Profilierung des Gehäuses über eine der Einstellung auf den genauen Auslösewert dienende und dafür von außen zugängliche Justiervorkehrung und setzt sich nach unten hin in eine der äußeren Anschlußfahnen fort. Zudem ist die mit dieser Anschlußfahne verschweißte Justiervorkehrung einteilig mit einem der Lichtbogenleitbleche für die weiter unten beschriebene Löscheinrichtung ausgeführt. Auf der anderen Seite steht der Bimetallstreifen mit seinem freien Betätigungsende im eingeschalteten Zustand dem bügelförmig verlängerten Klinkenschenkel des Entklinkungshebels der Schaltmechanik gegenüber, um nach entsprechender Auslenkung zufolge der belastungsabhängigen Krümmung des Bimetallstreifens von dieser Stelle her die Auslösung des Schalters einzuleiten.According to the feature of claim 4, the bimetallic strip electrothermal release member of the switch for protection against overload is arranged next to the switching mechanism on the right narrow side of the housing. Here, the bimetallic strip above its insert holder in an appropriate profile of the housing has an adjustment precaution that serves to set the exact release value and is accessible from the outside and continues downwards into one of the outer connecting lugs. In addition, the adjustment device welded to this connecting lug is made in one piece with one of the arc guide plates for the quenching device described below. On the other hand, the bimetallic strip with its free actuating end in the switched-on state faces the bow-shaped elongated latch leg of the release lever of the switching mechanism in order to initiate the triggering of the switch from this point after a corresponding deflection due to the load-dependent curvature of the bimetal strip.

In bezug auf die Einzelmerkmale der Patentansprüche 5, 6 und 8 ist die durch das Festkontaktstück und das bewegliche Schwenkkontaktstück gebildete Kontaktunterbrechungsstelle unmittelbar vor der Löschkammer für den entstehenden SchaltLichtbogen angeordnet, die sich ihrerseits räumlich unter das Klappankersystem erstreckt und sich demgemäß neben dem Signalumschalter in den Unterteil des Schaltergehäuses einordnet. In der rückwärtig mit Gasaustrittsschlitzungen versehenen Löschkammer befinden sich zwei oder mehr ferromagnetische Löschbleche, die parallel zueinander in Längsnuten an der Rückwand des Gehäuses eingesetzt sind. Außerdem ist zu beiden Längsseiten dieser Löschbleche je ein bis in den Kontaktbereich vorgezogenes Lichtbogenleitblech vorgesehen. Hiervon bildet das eine Leitblech mit seinem stirnseitigen Ende den Festkontakt der Schaltstrecke und zugleich den Anschlußpunkt für das Ende der Erregerwicklung des Klappankersystems, während das andere Leitblech - wie bereits erwähnt - einteilig mit der Justiervorrichtung für den Bimetallstreifen mechanisch wie elektrisch in unmittelbarer Verbindung mit der betreffenden Anschlußfahne steht. Des weiteren ist von Belang, daß die Kontaktpaarung mit Auflagen von Silber gegen Silber-Kadmiumoxid versehen ist, was bei sehr geringem Spannungsabfall eine hohe Lichtbogen-, Abbrand- und Schweißfestigkeit der Kontaktanordnung gewährleistet, worauf sich bei der Auslösung außerdem noch deren schlagartige Trennung durch den Spannkörper der Schaltmechanik vorteilhaft auswirkt. Insgesamt bewertet wird mit der hier vorgesehenen Ausführung erreicht, daß die von der Kontaktanordnung selber gebildete V-förmige Blasschleife den beim Öffnen der Schaltstrecke entstehenden Lichtbogen äußerst schnell von den beiden Kontakten und entlang beider Leitbleche in die Löschkammer treibt. In deren Bereich wird der Bogen sodann mittels der Bleche geteilt, abgekühlt und entionisiert, wonach das ihm vorgelagerte Luftpolster wie die durch ihn entstandenen Gase gefahrlos ins Freie entweichen können.With regard to the individual features of claims 5, 6 and 8 is that by the fixed contact piece and the movable Swivel contact piece formed contact interruption point immediately in front of the quenching chamber for the resulting switching arc, which in turn extends spatially under the hinged armature system and is accordingly placed next to the signal switch in the lower part of the switch housing. In the extinguishing chamber provided with gas outlet slots on the back there are two or more ferromagnetic quenching plates which are inserted parallel to one another in longitudinal grooves on the rear wall of the housing. In addition, an arc guide plate which is brought forward into the contact area is provided on each of the two longitudinal sides of these quenching plates. One of the baffles with its front end forms the fixed contact of the switching path and at the same time the connection point for the end of the field winding of the hinged armature system, while the other baffle - as already mentioned - integrally with the adjustment device for the bimetal strip mechanically and electrically in direct connection with the relevant one Connection flag stands. It is also important that the contact pairing is provided with silver overlay against silver-cadmium oxide, which ensures a high level of arcing, erosion and welding resistance of the contact arrangement with a very low voltage drop, which in addition results in its sudden separation by the triggering Clamping body of the switching mechanism has an advantageous effect. Overall, it is achieved with the design provided here that the V-shaped blow loop formed by the contact arrangement itself drives the arc which arises when the switching path is opened extremely quickly from the two contacts and along both guide plates into the quenching chamber. In its area, the sheet is then divided, cooled and deionized by means of the sheets, after which the air cushion in front of it, like the gases produced by it, can escape safely into the open.

Gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 7 und 8 setzt sich der zwischen der Löschkammer und der Anschlußhalterung für den Bimetallstreifen angeordnete Signalumschalter aus zwei in den Gehäuseboden eingesetzten und mit ihren Anschlußfahnen nach außen reichenden Festkontaktstücken zusammen, zwischen denen auf der Abwinklung einer weiteren, in das Gehäuse eingreifenden Anschlußfahne das als federbelastetes Kippglied ausgebildete Umschaltkontaktstück gelagert ist. Dieses Kippglied ist neben seinem Doppelkontaktniet mit einem Betätigungsansatz versehen, der von dem Mitnehmerhebel der Schaltmechanik gabelartig erfaßt wird, um entsprechend der Einschalt- und Ausschalt- bzw. Auslösebetätigung derselben, jedoch elektrisch unabhängig von der eigentlichen Schalt- und Überwachungsfunktion des Geräteschutzschalters, hierzu synchron sozusagen hilfsweise von der einen in die andere Schaltstellung umgelegt zu werden, um den in der Hauptsache bewirkten bzw. vorhandenen Betriebszustand geeignet zu signalisieren oder in dieser Abhängigkeit andere Vorgänge zu steuern.According to the features of claims 7 and 8, the between the arcing chamber and the connection bracket for the bimetal strips arranged signal changeover switch from two fixed contact pieces inserted into the housing base and reaching outwards with their connecting lugs, between which the switch contact piece, designed as a spring-loaded flip-flop, is mounted on the bend of a further connecting lug engaging in the housing. In addition to its double contact rivet, this flip-flop is provided with an actuation projection which is gripped in a fork-like manner by the driver lever of the switching mechanism in order to synchronize it accordingly, in accordance with the switch-on and switch-off or triggering operation thereof, but electrically independently of the actual switching and monitoring function of the device circuit breaker alternatively, to be switched from one to the other switch position in order to suitably signal the main operating state or existing operating state or to control other processes depending on this.

Die Fertigungs- und Montagebelange des Geräteschutzschalters gemäß den Merkmalen der Patentansprüche 9 und 10 betreffend, können dessen Einzelteile jeweils für sich oder als bereits vormontierte Zusammenstellungen funktionsgerecht in das dazu entsprechend ausgestaltete sowie vorbereitete Isolierstoffgehäuse teils von Hand und zum Teil sogar maschinell eingesetzt und gehaltert werden. Darüber hinaus ist dieses fertig bestückte Gehäuse in seiner Raumform als Einschub ausgebildet, der sich abschließend mit einer ihn zu beiden Schmalseiten umgreifenden Isolierstoffkappe versehen läßt. Diese Kappe deckt auf der einen Seite den gesamten Montageraum des Schalters voll ab und wirkt dabei gleichermaßen als Sicherung gegen das Lösen der eingesetzten Teile wie als Berührungsschutz und zum Schutz vor Verschmutzung. Andererseits ermöglicht sie an der Frontseite des einzubauenden Schalters den ungehinderten Durchgriff des Bedienungsknebels und beläßt an dessen Unterseite die verschiedenen Anschlußfahnen frei zugänglich, um sich letztlich in voll aufgeschobener Position elastisch wie lösbar über einem an der Rückseite des Gehäuseeinschubs vorhandenen Nocken zu verhaken. Des weiteren ist die Kappe außen auf ihren beiden Schmalseiten mit angeformten Federzungen versehen, die im Zusammenwirken mit der Frontplatte eine lösbare Halterung des Schalters in einem entsprechenden Ausschitt des betreffenden Elektrogeräts oder auch an anderer Stelle ermöglichen.The manufacturing and assembly concerns of the device circuit breaker according to the features of claims 9 and 10, the individual parts thereof can be used and held mechanically, either by themselves and partly mechanically, either individually or as pre-assembled assemblies in the correspondingly designed and prepared insulating housing. In addition, this fully assembled housing is designed in its spatial form as an insert, which can finally be provided with an insulating material cap encompassing it on both narrow sides. This cap fully covers the entire assembly space of the switch on one side and acts as a safeguard against loosening of the parts used as well as protection against accidental contact and protection against contamination. On the other hand, it enables the unobstructed access of the control knob on the front of the switch to be installed and leaves the various connecting lugs freely accessible on the underside, in order to be elastic and releasable in the fully pushed-on position at the back of the housing insert snag existing cam. Furthermore, the cap is provided on its two narrow sides with molded spring tongues which, in cooperation with the front panel, enable the switch to be detachably held in a corresponding cutout of the electrical device in question or elsewhere.

Nachstehend wird der Erfindungsgegenstand anhand eines in der beiliegenden Zeichnung als Ausführungsbeispiel dargestellten Geräteschutzschalters mit Signalumschaltung und als Ergänzung der vorstehenden Darlegungen nochmals in den verschiedenen Funktionsabläufen näher erläutert. Hierzu zeigt:

Fig. 1 die Gesamtansicht des Schalters in Einschaltstellung bei geschnittener Abdeckkappe;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Schalter im Bereich seiner Schaltmechanik; und
Fig. 3 den Querschnitt auf Höhe der Drehlagerung dieser Schaltmechanik.

The subject matter of the invention is explained in more detail in the various functional sequences with reference to a device circuit breaker with signal switching shown as an exemplary embodiment in the accompanying drawing and as a supplement to the above statements. This shows:

1 shows the overall view of the switch in the switched-on position with the cover cap cut;
2 shows a longitudinal section through the switch in the area of its switching mechanism; and
Fig. 3 shows the cross section at the level of the rotary bearing of this switching mechanism.

Wie aus der zur Originalausführung im Maßstab 2,5 : 1 vergrößerten Darstellung nach Fig. 1 der Zeichnung hervorgeht, befindet sich annähernd inmitten des flach gehaltenen Schalters die aus mehreren Hebel- und Federgliedern zusammengesetzte Schaltmechanik. Gemäß dem weiteren Aufbau des Schalters liegt diese Schaltmechanik zwischen dem an der linken Schalterseite angeordneten elektromagnetischen Auslöseorgan und dem an der rechten Schalterseite angeordneten elektrothermischen Auslöseorgan. Des weiteren liegt die Schaltmechanik unterhalb der nach außen reichenden Bedienungshandhabe, sowie oberhalb der Kontakt- und Löscheinrichtung des Schalters, der Kontaktanordnung des Signalumschalters und der verschiedenen Außenanschlüsse.As can be seen from the enlarged illustration of FIG. 1 of the drawing for the original version on a scale of 2.5: 1, the switching mechanism composed of several lever and spring elements is located approximately in the middle of the flat switch. According to the further construction of the switch, this switching mechanism is located between the electromagnetic release element arranged on the left side of the switch and the electrothermal release element arranged on the right side of the switch. Furthermore, the switching mechanism is below the outward-reaching operating handle, as well as above the contact and extinguishing device of the switch, the contact arrangement of the signal switch and the various external connections.

Das mittels einer Kippbetätigung des Bedienungsknebels 1 und gegen die Kraft seiner Rückholfeder vorgenommene Einschalten des Geräteschutzschalters erfolgt nach Art einer Kniegelenkkopplung über das Verbindungsglied 2. Dieses Glied 2 wird mit seinem querliegenden Druckstift 3 durch den bügelförmigen Fortsatz des Entklinkungshebels 4 geführt und trifft mit dem Stift 3 auf den obengelegenen Funktionsansatz des Spannkörpers 5 der Schaltmechanik. Bei dessen Verstellung im entgegengesetzten Drehsinn und gegen die Kraft seiner Rückstellfeder folgt der dem Spannkörper 5 auf der gleichen Drehachse eingelagerte Entklinkungshebel 4 unter Wirkung seiner Klinkenfeder dem Druckstift 3. Im Verlauf dieser Bewegung verhakt sich der Druckstift 3 unter dem bügelförmigen Fortsatz des Entklinkungshebels 4, womit sich die Schaltmechanik nach dem bedienungsseitigen Überkippen des Totpunkts der Kniegelenkkopplung, und zwar gegen die Krafteinwirkung der Schenkelfedern von Spannkörper 5 und Bedienungsknebel 1, im gespannten Zustand befindet. Zugleich ist bei der damit einhergehenden Verstellung beider Klinkenschenkel des Entklinkungshebels 4 in ihre jeweilige Auslöseposition auch das dem Spannkörper 5 der Schaltmechanik weiterhin auf der gleichen Drehachse eingelagerte Schwenkkontaktstück 6 der Kontaktanordnung des Schalters in leitende Berührung mit dem Festkontakt 7 verstellt worden. Dabei bewirkt nach erfolgter Kontaktgabe ein ausreichender Überhub in der Drehbewegung des den Kontaktarm 6 führenden linksgelegenen Funktionsansatzes, daß mittels der sich zwischen dem Kontaktarm 6 und dem rechtsgelegenen Funktionsansatz des Spannkörpers 5 abstützenden Schraubenfeder der benötigte Kontaktdruck zustande kommt.The switching on by means of a toggle actuation of the control knob 1 and against the force of its return spring of the device circuit breaker takes place in the manner of a knee joint coupling via the connecting member 2. This member 2 is guided with its transverse pressure pin 3 through the bow-shaped extension of the unlatching lever 4 and hits with the pin 3 on the functional approach of the clamping body 5 of the switching mechanism located above. When it is adjusted in the opposite direction of rotation and against the force of its return spring, the unlatching lever 4 embedded in the clamping body 5 on the same axis of rotation follows the pressure pin 3 under the action of its pawl spring. In the course of this movement, the pressure pin 3 hooks under the bow-shaped extension of the unlatching lever 4, with which the switching mechanism after the operator tilts the dead center of the knee joint coupling, namely against the force of the leg springs of the clamping body 5 and the control knob 1, is in the tensioned state. At the same time, with the accompanying adjustment of both latch legs of the unlatching lever 4 into their respective release position, the pivoting contact piece 6 of the contact arrangement of the switch, which is still embedded on the same rotational axis, of the tensioning body 5 of the switching mechanism has also been adjusted in conductive contact with the fixed contact 7. After contact has been made, a sufficient overstroke in the rotary movement of the left-hand functional approach leading the contact arm 6 causes the required contact pressure to be achieved by means of the helical spring which is supported between the contact arm 6 and the right-hand functional approach of the clamping body 5.

Durchfließt den Schalter nunmehr infolge eines Defekts ein Kurzschlußstrom in 7- bis 10-facher Größe des Nennstroms, so erregt dieser über die Windungen der Wicklung das Klappankersystem 8, worauf dessen zugfederbelasteter Magnetanker 9 anzieht und über den ihm gegenüberstehenden Schenkel des Entklinkungshebels 4 die gesamte Schaltmechanik aufschlägt bzw. auslöst. Demzufolge gibt der andere Schenkel des Entklinkungshebels 4 die mit dem Druckstift 3 unter seinem bügelförmigen Fortsatz verrasteten Betätigungselemente frei, worauf der federbelastete Bedienungsknebel 1 in seine Ausschaltstellung zurückkehrt und die gleicherweise federbelastete Schaltmechanik vermittels ihres Spannkörpers 5 in die entsprechende Position zurückschnellt. Bei diesem Vorgang wirken auf den Spannkörper 5 zunächst die beiden Federelemente (von 1 und 5) gemeinsam ein, bis dieser bei seinem Auftreffen auf einen vorhandenen Gehäuseanschlag die Kontaktstrecke 6/7 vollends geöffnet hat; daran anschließend führt nur noch die Schenkelfeder des Bedienungsknebels 1 denselben in seine Ausgangsstellung zurück. Des weiteren befähigt der im Verlauf des Einschaltvorgangs dem Spannkörper 5 zuteil gewordene Überhub dessen linksgelegenen Funktionsansatz, im Moment der Kurzschlußauslösung gleichsam schlagartig auf den Kontaktarm 6 einzuwirken und demzufolge eine äußerst schnelle wie effektive Kontakttrennung herbeizuführen, die u.a. eine Kontaktschwei- ßung verhindert.If a short-circuit current flows through the switch due to a defect in 7 to 10 times the nominal current, it excites the hinged armature system 8 via the windings of the winding, whereupon its magnet spring-loaded armature 9 attracts and the entire switching mechanism via the leg of the unlatching lever 4 opposite it opens or triggers. Accordingly, the other leg of the unlatching lever 4 is the one with the pressure pin 3 under its bow-shaped Extension latched actuating elements freely, whereupon the spring-loaded control knob 1 returns to its switch-off position and the spring-loaded switching mechanism by means of its clamping body 5 snaps back into the corresponding position. In this process, the two spring elements (from FIGS. 1 and 5) initially act together on the clamping body 5 until it has completely opened the contact path 6/7 when it strikes an existing housing stop; then only the leg spring of the control knob 1 returns the same to its starting position. Furthermore, the overstroke imparted to the clamping body 5 in the course of the switching-on process enables its left-hand functional approach to act suddenly on the contact arm 6 at the moment of the short-circuit release and consequently to bring about an extremely rapid and effective contact separation, which, among other things, prevents contact welding.

Durchfließt den Schalter demgegenüber aufgrund einer länger andauernden Überlastung des zu überwachenden Verbraucherstromkreises nur ein größerer Überstrom, so wirkt sich dieser Umstand anstelle einer Erregung des betreffenden Kurzschluß- überwachungsorgans 8 auf den mit diesem elektrisch in Reihe geschalteten thermischen Auslöser aus. Hierbei fließt der Strom des angeschlossenen Verbrauchers über einen Widerstand, der den Bimetallstreifen 10 mehr oder weniger erwärmt und dementsprechend schnell und stark zu einer schaltereinwärts gerichteten Krümmung veranlaßt. Wenn dieser Krümmungsweg größer als derjenige Wert ist, welcher mittels der im Anschluß- und Halterungsbereich des Bimetallstreifens 10 vorgesehenen Justiervorkehrung 11 eingestellt wurde, so trifft der Streifen 10 mit seinem freien Ende auf den bügelförmigen Fortsatz des Entklinkungshebels 4 auf, drückt diesen aus der Verrastung mit dem Druckstift 3 der Betätigungselemente und leitet damit gleicherweise den bereits für den Kurzschlußfall beschriebenen Auslösevorgang ein. - In beiden Fällen bewirkt die der Schaltmechanik eingegebene Freiauslösung, daß der Schalter nicht wieder eingeschaltet werden kann, solange die Ursache für sein Abschalten nicht beseitigt ist.If, on the other hand, a larger overcurrent flows through the switch due to a prolonged overload of the consumer circuit to be monitored, this fact has an effect on the thermal release, which is electrically connected in series, instead of energizing the relevant short-circuit monitoring element 8. Here, the current of the connected consumer flows through a resistor, which heats the bimetal strip 10 more or less and accordingly quickly and strongly causes a curvature towards the switch. If this curvature path is greater than the value which was set by means of the adjustment device 11 provided in the connection and mounting area of the bimetallic strip 10, the strip 10 strikes the free end of the bow-shaped extension of the release lever 4, pushing it out of the latching position the push pin 3 of the actuators and thus initiates the triggering process already described for the short circuit. - In both cases the free trip entered into the switching mechanism that the switch cannot be switched on again until the cause of its switching off has been eliminated.

Bei dem manuellen Ausschalten des Geräteschutzschalters unter Last sowie bei dessen Kurzschluß- oder Überstromauslösung bildet sich an der Kontaktunterbrechungsstelle 6/7 ein energiereicher Schaltlichtbogen. Aufgrund der anordnungsgemäß durch das Schwenkkontaktstück 6 mit dem Festkontakt 7 und dessen Anschlußstelle gebildeten V-förmigen Blasschleife wird dieser Lichtbogen schnell von den Entstehungspunkten weg in die anschließende Löschkammer 12 getrieben. Dabei verbleibt er mit seinem einen Fußpunkt in ständiger Berührung mit dem vom Festkontakt 7 weiter in die Löschkammer 12 führenden Leitblech, während seinem anderen Fußpunkt durch die Verlängerung des gegenüberliegenden Leitblechs bis in den Nahbereich des Schwenkkontaktstücks 6 das Überspringen wesentlich erleichtert wird. Alsdann wird die Lichtbogensäule bei ihrem Auftreffen auf die Stirnseiten der drei ferromagnetischen Löschbleche innerhalb der Kammer 12 in Teillichtbögen aufgespalten, zwischen den Blechen gekühlt und entionisiert. Danach können die entstandenen Lichtbogengase wie auch das vor dem Lichtbogen hergetriebene Luftpolster rückschlagsicher und ungefährlich durch die zwischen den Blechen in der Gehäusewandung vorgesehenen Entlüftungsschlitze ins Freie entweichen.When the device circuit breaker is switched off manually under load and when it is short-circuited or overcurrent tripped, an energetic switching arc forms at the contact interruption point 6/7. Due to the arrangement of the V-shaped blow loop formed by the swivel contact piece 6 with the fixed contact 7 and its connection point, this arc is quickly driven away from the point of origin into the subsequent quenching chamber 12. He remains with his one base point in constant contact with the guide plate leading from the fixed contact 7 into the extinguishing chamber 12, while his other base point is made much easier by the extension of the opposite guide plate into the vicinity of the swivel contact piece 6. The arc column is then split into partial arcs when it strikes the end faces of the three ferromagnetic quenching plates within the chamber 12, cooled between the plates and deionized. Thereafter, the resulting arc gases as well as the air cushion produced in front of the arc can escape safely and safely through the ventilation slots provided between the metal sheets in the housing wall.

Den zusätzlichen Signalumschalter des Geräteschutzschalters betreffend, wird dessen kippfederbelasteter Mittelkontakt 13 durch den dem Spannkörper 5 der Schaltmechanik (gemeinsam mit dem Entklinkungshebel 4 und dem Schwenkkontaktstück 6) auf der gleichen Drehachse eingelagerten Mitnehmerhebel 14 entsprechend der Einschalt- oder Ausschalt- bzw. Auslösebewegung dieses Spannkörpers 5 mechanisch in (Schnapp-)Kontakt mit dem einen oder dem anderen Festkontaktstück gebracht. Auf diese einfache Weise ist es möglich, genau synchron zu dem Betriebszustand des geschalteten und gleichzeitig überwachten Elektrogeräts auf engstem Raum auch noch weitere Stromkreise zu schalten, womit sich beispielsweise die jeweilige Schalterstellung bzw. der vorhandene Betriebszustand optisch signalisieren läßt oder auch davon abhängige Hilfseinrichtungen entsprechend gesteuert werden können.Regarding the additional signal switch of the device circuit breaker, its toggle spring-loaded center contact 13 is moved by the driver lever 14, which is inserted on the same axis of rotation by the clamping body 5 of the switching mechanism (together with the unlatching lever 4 and the pivoting contact piece 6), in accordance with the switch-on or switch-off or triggering movement of this clamping body 5 mechanically brought into (snap) contact with one or the other fixed contact piece. In this simple way it is possible to be in exact sync to switch additional circuits to the operating state of the switched and simultaneously monitored electrical device in a confined space, with which, for example, the respective switch position or the existing operating state can be optically signaled or auxiliary devices dependent thereon can be controlled accordingly.

Claims

1. Single or multi-pole device circuit breaker in small format and narrow construction with a mechanical spring mechanism for actuating a switch contact arrangement that can be switched on manually and can be triggered manually, electromagnetically and electrothermally in front of an arc extinguishing device and in connection with an additionally integrated signal switch, characterized in that the entire Switch mechanism composed of the combination of a clamping body (5) with several functional approaches, a V-shaped flat release lever (4), the movable swivel contact piece (6) and a one-armed driver lever (14) for the signal switch (13), which are located at a central point for are arranged to be pivotable about a common axis of rotation, functionally interlocking and are partially supported against one another and overall against the housing by means of individual spring elements.

2. Device circuit breaker according to claim 1, characterized in that the toggle mounted on the housing against the force of a return spring operating knob (1) like a knee via an H-shaped connecting member (2) with a transverse push pin (3) loose with one of the functional approaches of the clamping body ( 5) is coupled.

3. Device circuit breaker according to claim 1, characterized in that the tension spring-loaded hinged armature (9) arranged on one narrow side next to the switching mechanism and below the control knob (1) and designed as a hinged armature system (8) electromagnetic release member with an extension beyond its magnetic yoke in the release area of one of the legs of the release lever (4) protrudes.

4. Circuit breaker according to claims 1 and 3, characterized in that the bimetallic strip (10), which is arranged on the other narrow side next to the switching mechanism (10) of the electrothermal tripping element, is fixed with one end (at 11) and can be readjusted in the housing and for tripping with its free actuating end of a bow-shaped extension on the other leg of the release lever (4) faces.

5. Circuit breaker according to claims 1, 3 and 4, characterized in that the switching arm of the pivotally contact piece (6) electrically connected to the free end of the bimetallic strip (10) via a flexible wire and that directly to one end of the excitation winding of the hinged armature system (8 ) connected fixed contact piece (7) when the switching path is closed, a V-shaped blow loop is formed when it is opened on the switching arc running from the point of interruption into the quenching chamber (12).

6. Device circuit breaker according to claims 1 and 3 to 5, characterized in that the obliquely extending under the hinged armature system (8) and provided at the rear with gas outlet slots quenching chamber (12) is equipped with a plurality of ferromagnetic quenching plates held parallel to each other on the housing, the two lateral On the one hand, the baffles are pulled forward to form the fixed contact point (7) and, on the other hand, they are in a physical-conductive connection with the connection bracket (11) for the bimetal strip (10).

7. Circuit breaker according to claims 1 and 6, characterized in that the contact pieces of a signal arranged between the arcing chamber (12) and the connection holder (11) for the bimetallic strip (10) switch with their connecting lugs (15) reach outwards, the switching contact piece (13), which is designed as a spring-loaded tilting member, and can be actuated between the two fixed contact pieces via the driving lever (14) by the respective rotary movement of the clamping body (5) of the switching mechanism.

8. Circuit breaker according to claims 1 to 7, characterized in that the current supply within the switch from the one terminal lug (15) electrically in series via the excitation winding of the hinged armature system (8) by the two switch contact pieces (6 and 7) immediately before the extinguishing chamber (12) formed interruption point and the bimetallic strip (resistance) (10) runs to the other connecting lug (15), for which purpose the additional signal switching device has its center contact (13) in accordance with the respective switching state, but is electrically independent, from one to the other other fixed contact connection (15).

9. Circuit breaker according to claims 1 to 8, characterized in that the individual parts of the operating and switching mechanism, the hinged anchor system with its connecting lug, the bimetallic strip with its connection and adjustment bracket and, partly in connection with the latter, the arcing and Extinguishing plates, and also the contact arrangement of the signal switch with its connections, can be mounted overall on or within the design of a housing insert provided for this purpose, which in turn is to be provided by means of an insulating material cap that surrounds it on the two narrow sides and fully covers it on the assembly side, via an opening on the top side for reaching through the control knob and takes over the (partly movable) mounting of the parts used as well as the touch protection of the switch

10. Circuit breaker according to claim 9, characterized in that the releasably locking with the housing insert on the back of the insulating cap is provided on its two narrow sides with molded spring tongues for holding the switch in a corresponding device cutout.