EP0462310B1 - Einbauschalter - Google Patents

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EP0462310B1
EP0462310B1 EP90111780A EP90111780A EP0462310B1 EP 0462310 B1 EP0462310 B1 EP 0462310B1 EP 90111780 A EP90111780 A EP 90111780A EP 90111780 A EP90111780 A EP 90111780A EP 0462310 B1 EP0462310 B1 EP 0462310B1
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EP
European Patent Office
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contact
lever
pivot bearing
arm
switching
Prior art date
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EP90111780A
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English (en)
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Roland Dipl.-Ing. Huttner (Fh)
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Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • 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
    • H01H71/527—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by lever making use of a walking beam with one extremity latchable, the other extremity actuating or supporting the movable contact and an intermediate part co-operating with the actuator

Definitions

  • the invention relates to a built-in switch
  • the switch lock consists essentially of a rotatably mounted contact lever and a manual control that is rotatably connected outside of its pivot bearing by a switching rod in the manner of a knee joint with the toggle lever, in detail according to the preamble of claim 1.
  • the contact lever is acted upon by a spring which determines the contact pressure and the switching force.
  • the generic term reads from the state of the art according to EP-B1-0047847.
  • the contact lever is indirectly connected to the shift rod via a ratchet lever.
  • the described prior art relates to a circuit breaker, however reference is made here to built-in switches.
  • Built-in switches can be installed in distributors and serve as hand switches for higher outputs.
  • the invention has for its object to develop a built-in switch that is simple in construction, manages with a spring for the manual control element and for the contact force and yet has particularly good operating properties.
  • a latch lever rests on a latch with low tolerance.
  • the free adjustment of the contact-free arm of the contact lever causes the free end to be raised to a stop when it is opened, so that the movable contact piece to the fixed contact piece first performs a rolling movement and can break a welded contact.
  • an automatic adaptation to contact erosion is achieved.
  • a flexible conductor for example a stranded conductor, is led directly from the connecting terminal to the contact.
  • the contact lever can then be made of steel, which is cheaper and provides greater durability.
  • the arm length of the contact lever on the one hand from the contact to the pivot bearing of the switching rod and on the other hand from the pivot bearing of the switching rod to the free end of the contact lever or up to the stop, you can set the contact forces acting at the contact point and the speed of the contact opening in the course of the opening. If the contact lever has a shorter arm from the contact to the pivot bearing of the switching rod and a longer arm from the pivot bearing of the switching rod to the end of the contact lever, rapid opening and closing is achieved with large contact forces and a correspondingly high current carrying capacity.
  • the built-in switch 1 has a rotatably mounted contact lever 2 and a manual control element 3.
  • the manual control element 3 is connected to the contact lever 2 in a rotationally movable manner outside of its rotary bearing 4 by a switching rod 5 in the manner of a knee joint.
  • the contact lever 2 is loaded with respect to its pivot bearing 6 on the arm 8 opposite the contact 7 by a spring 9, in the exemplary embodiment a compression spring.
  • the spring 9 determines the contact pressure and the switching force.
  • the pivot bearing 6 of the contact lever 2 is formed by the shift rod 5 and guided in a backdrop 10.
  • the contact-free arm 8 of the contact lever, measured on the contact opening path - compare FIG. 3 - can be set freely in a considerable range.
  • the setting is limited in the exemplary embodiment by a stop 11 and possibly by a bracket 12 of the connecting terminal 13.
  • the movable contact piece 14 can be riveted through the contact lever 2. It is preferably connected to a flexible conductor 15 which is led directly to the terminal 13.
  • the contact lever 2 has a shorter arm from the contact 7 to the pivot bearing 6 of the contact lever or the switching rod 5 and a longer arm from the pivot bearing 6 of the switching rod 5 to the free end 16 of the contact lever 2.
  • the electrical current supply takes place from the connection terminal 13 via the flexible conductor 15 to the movable contact piece 14 and to the fixed contact piece 17 to the further connection terminal 18.
  • an intermediate position according to FIG. 2 is reached when the manual control element 3 is turned clockwise.
  • the free end 16 of the contact lever 2 is raised to the stop 11, so that the movable contact piece 14 against the fixed contact piece 17 a rolling movement that also easily breaks welded contacts.
  • a pulling force initially acts via the control rod 5 via a lever arm up to a contact 7, which may be welded tight, and after the free contact arm 8 has been placed against the stop 11, a long lever arm from the rotary bearing 6 to the stop at the stop 11.
  • the lever arm is from Pivot bearing 6 to the point of application of the spring 19 and the short lever arm from the pivot bearing 6 to the contact 7 are decisive.
  • the contact opens rapidly, the speed relative to the lifting speed of the rotary bearing 6 being able to be increased to the extent that the length of the arm of the contact lever between the rotary bearing 6 and contact corresponds.
  • the contact When switching on, the contact is quickly closed up to the intermediate position shown in FIG. 2 and then rolled off to the position shown in FIG. 1 at high contact pressure. Contact erosion can be compensated for by the spring 19 lifting the free end 16 of the contact lever 2, so that the movable contact piece 14 is lowered accordingly to the fixed contact 17 about the pivot bearing 6.

Landscapes

  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Einbauschalter, dessen Schaltschloß im wesentlichen aus einem drehbar gelagerten Kontakthebel und aus einem Handbedienungsorgan besteht, das außerhalb seines Drehlagers durch eine Schaltstange nach Art eines Kniegelenks mit dem Kniehebel drehbeweglich verbunden ist, im einzelnen nach Gattungsbegriff von Patentanspruch 1. Der Kontakthebel ist bezüglich seines Drehlagers an dem zum Kontakt gegenüberliegenden Arm von einer Feder beaufschlagt, die den Kontaktdruck und die Schaltkraft bestimmt. Der Gattungsbegriff liest sich auf den Stand der Technik nach EP-B1-0047847. Hierbei ist der Kontakthebel jedoch indirekt über einen Klinkenhebel mit der Schaltstange verbunden.
  • Der geschilderte Stand der Technik betrifft einen Leitungsschutzschalter, indessen hier auf Einbauschalter Bezug genommen wird. Einbauschalter können in Verteilungen eingebaut werden und dienen als Handschalter für höhere Leistungen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einbauschalter zu entwickeln, der einfach aufgebaut ist, mit einer Feder für das Handbedienungsorgan und für die Kontaktkraft auskommt und dennoch besonders gute Betriebseigenschaften aufweist.
  • Die Lösung der geschilderten Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Einbauschalter nach Patentanspruch 1. Danach wird das Drehlager des Kontakthebels durch die Schaltstange gebildet und in einer Kulisse geführt. Die Schaltstange ist also direkt mit dem Kontakthebel verbunden, indessen beim Stand der Technik nach EP-B1-0047847 die Schaltstange mit einem Klinkenhebel verbunden ist und nur indirekt mit einem hieran gelenkig verbundenen Kontakthebel. Der kontaktfreie Arm des Kontakthebels beim Einbauschalter nach der Erfindung kann sich, gemessen am Kontaktöffnungsweg, in einem erheblichen Bereich frei einstellen.
  • Beim angezogenen Stand der Technik liegt ein Klinkenhebel auf einer Klinke mit geringer Toleranz auf. Beim erfindungsgemäßen Einbauschalter bewirkt die freie Einstellung des kontaktfreien Arms des Konakthebels, daß beim Öffnen das freie Ende bis zu einem Anschlag angehoben werden kann, so daß das bewegliche Kontaktstück zum Festkontaktstück zunächst eine Rollbewegung ausführt und einen verschweißten Kontakt aufbrechen kann. Außerdem erzielt man hierdurch eine selbsttätige Anpassung an Kontaktabbrand. Bei einem Einbauschalter mit Anschlußklemmen ist es günstig, wenn von einer Anschlußklemme ein flexibler Leiter, beispielsweise ein Litzenleiter, direkt zum Kontakt geführt ist. Der Kontakthebel kann dann aus Stahl ausgeführt sein, was kostengünstiger ist und höhere Haltbarkeit ergibt.
  • Durch Wahl der Armlänge des Kontaklthebels, einerseits vom Kontakt bis zum Drehlager der Schaltstange und andererseits vom Drehlager der Schaltstange bis zum freien Ende des Kontakthebels, beziehungsweise bis zum Anschlag, kann man die an der Kontaktstelle wirkenden Kontaktkräfte und die Geschwindigkeit der Kontaktöffnung im Öffnungsverlauf einstellen. Wenn der Kontakthebel einen kürzeren Arm vom Kontakt bis zum Drehlager der Schaltstange und einen längeren Arm vom Drehlager der Schaltstange bis zum Ende des Kontakthebels aufweist, wird ein rasches Öffnen und Schließen bei großen Kontaktkräften und entsprechend hoher Stromtragfähigkeit erzielt.
  • Die Erfindung soll nun anhand eines in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:
    • In FIG 1
    ist ein Einbauschalter im Längsschnitt und in Einschaltstellung widergegeben,
    in FIG 2
    ist der Einbauschalter in der Darstellungsweise nach FIG 1 in einer Zwischenstellung des Öffnungsvorgangs dargestellt,
    in FIG 3
    ist der Einbauschalter im geöffneten Zustand wiedergegeben.
  • Der Einbauschalter 1 nach FIG 1 weist einen drehbar gelagerten Kontakthebel 2 und ein Handbedienungsorgan 3 auf. Das Handbedienungsorgan 3 ist außerhalb seines Drehlagers 4 durch eine Schaltstange 5 nach Art eines Kniegelenks mit dem Kontakthebel 2 drehbeweglich verbundern. Der Kontakthebel 2 ist bezüglich seiner Drehlagers 6 an dem zum Kontakt 7 gegenüberliegenden Arm 8 von einer Feder 9, im Ausführungsbeispiel eine Druckfeder, beaufschlagt. Die Feder 9 bestimmt den Kontaktdruck und die Schaltkraft.
  • Das Drehlager 6 des Kontakthebels 2 wird durch die Schaltstange 5 gebildet und in einer Kulisse 10 geführt. Der kontaktfreie Arm 8 des Kontakthebels kann sich, gemessen am Kontaktöffnungsweg - man vergleiche FIG 3 -, in einem erheblichen Bereich frei einstellen. Die Einstellung wird im Ausführungsbeispiel von einem Anschlag 11 und eventuell von einem Bügel 12 der Anschußklemme 13 begrenzt.
  • Das bewegliche Kontaktstück 14 kann durch den Kontakthebel 2 durchgenietet sein. Es ist vorzugsweise mit einem flexiblen Leiter 15 verbunden, der direkt zur Anschlußklemme 13 geführt ist.
  • Der Kontakthebel 2 weist einen kürzeren Arm vom Kontakt 7 bis zum Drehlager 6 des Kontakthebels bzw. der Schaltstange 5 und einen längeren Arm vom Drehlager 6 der Schaltstange 5 bis zum freien Ende 16 des Kontakthebels 2 auf. Die elektrische Stromführung erfolgt von der Anschlußklemme 13 über den flexiblen Leiter 15 zum beweglichen Kontaktstück 14 und zum Festkontaktstück 17 zur weiteren Anschlußklemme 18.
    • Die Funktionsweise ist folgendermaßen:
  • Von der Einschaltstellung nach FIG 1 wird beim Umlegen des Handbedienungsorgan 3 im Uhrzeigersinnn eine Zwischenstellung nach FIG 2 erreicht. Hierbei wird das freie Ende 16 des Kontakthebels 2 zum Anschlag 11 hohgehoben, so daß das bewegliche Kontaktstück 14 gegen das Festkontaktstück 17 eine Rollbewegung ausführt, die auch verschweißte Kontakte leicht aufbricht. Hierbei wirkt zunächst eine Zugkraft über die Schaltstange 5 über einen Hebelarm bis zu einem gegebenenfalls festgeschweißten Kontakt 7 und nach Anlage des freien Kontaktarm 8 am Anschlag 11 ein langer Hebelarm vom Drehlager 6 bis zur Anlage am Anschlag 11. Für die Kontaktkraft ist dagegen der Hebelarm vom Drehlager 6 bis zum Angriffspunkt der Feder 19 und der kurze Hebelarm vom Drehlager 6 bis zum Kontakt 7 maßgebend.
  • Wenn die Zwischenstellung nach FIG 2 in Richtung der Position nach FIG 3 überschritten wird, erfolgt eine rasche Öffnung des Kontakts, wobei die Geschwindigkeit gegenüber der Hubgeschwindigkeit des Drehlagers 6 in dem Maß gesteigert werden kann, wie es der Länge des Arms des Kontakthebels zwischen Drehlager 6 und Kontakt entspricht.
  • In FIG 3 ist die offene Kontaktstellung also die Ausschaltstellung des Einbauschalters veranschaulicht.
  • Beim Einschalten wird bis zur Zwischenstellung nach FIG 2 der Kontakt rasch geschlossen und dann bis zur Stellung nach FIG 1 bei hohem Kontaktdruck abgerollt. Kontaktabbrand, kann ausgeglichen werden, indem die Feder 19 das freie Ende 16 des Kontakthebels 2 anhebt, so daß um das Drehlager 6 das bewegliche Kontaktstück 14 zum Festkontakt 17 entsprechend abgesenkt wird.

Claims (3)

  1. Einbauschalter, dessen Schaltschloß aus einem drehbar gelagerten Kontakthebel (2) und aus einem Handbedienungsorgan (3) besteht, das außerhalb seines Drehlagers (4) durch eine Schaltstange (5) nach Art eines Kniegelenks mit dem Kontakthebel (2) drehbeweglich verbunden ist, der bezüglich seines Drehlagers (6) an dem zum Kontakt (7) gegenüberliegenden Arm (8) von einer Feder (9) beaufschlagt ist, die den Kontaktdruck und die Schaltkraft bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehlager (6) des Kontakthebels (2) durch die Schaltstange (5) gebildet wird und in einer Kulisse (10) geführt ist, wobei der kontaktfreie Arm (8) des Kontakthebels (2) sich, gemessen am Kontaktöffnungsweg , in einem erheblichen Bereich frei einstellen kann.
  2. Einbauschalter nach Anspruch 1 mit Anschlußklemmen, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Anschlußklemme (13) ein flexibler Leiter (15) direkt zum Kontakt (7) geführt ist.
  3. Einbauschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakthebel (2) einen kürzeren Arm vom Kontakt (7) bis zum Drehlager (6) der Schaltstange (5) und einen längeren Arm vom Drehlager (6) der Schaltstange (5) bis zum freien Ende (16) des Kontakthebels (2) aufweist.
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