EP0584503B1 - Schaltschloss für einen Leistungsschalter - Google Patents

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EP0584503B1
EP0584503B1 EP93110996A EP93110996A EP0584503B1 EP 0584503 B1 EP0584503 B1 EP 0584503B1 EP 93110996 A EP93110996 A EP 93110996A EP 93110996 A EP93110996 A EP 93110996A EP 0584503 B1 EP0584503 B1 EP 0584503B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lever
catch
toggle
latch
spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP93110996A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0584503A1 (de
Inventor
Volker Heins
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Industries GmbH
Original Assignee
Kloeckner Moeller GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kloeckner Moeller GmbH filed Critical Kloeckner Moeller GmbH
Publication of EP0584503A1 publication Critical patent/EP0584503A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0584503B1 publication Critical patent/EP0584503B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • H01H71/02—Housings; Casings; Bases; Mountings
    • H01H71/0207—Mounting or assembling the different parts of the circuit breaker
    • H01H71/0221—Majority of parts mounted on central frame or wall
    • 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
    • H01H71/501—Means for breaking welded contacts; Indicating contact welding or other malfunction of the circuit breaker
    • 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
    • H01H71/505—Latching devices between operating and release mechanism
    • 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
    • H01H71/522—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by lever comprising a cradle-mechanism

Definitions

  • the invention relates to a switch lock for a circuit breaker according to the preamble of claim 1.
  • a switch lock as the mechanical link provided with an energy store between manual actuation or power drive and contact apparatus is used to switch on and off and to release when overcurrents occur.
  • a known according to DE-OS 38 12 950, stored in a molded housing of the circuit breaker contains a switchable by a handle switch, which is pivotally mounted in a U-shaped support frame, a support lever articulated via a mounting block in the support frame and articulated on both sides with this connected toggle lever, at the end of which a roller is attached.
  • the roller is used to swivel a crossbar carrying contact arms over crossbar cam slots and at the same time to grip two toggle lever springs that are under tension, which are attached to the shift gate and act as an energy accumulator.
  • On the open side of the support frame a side frame is held, in which both a ratchet lever and a pawl and a leaf-shaped pawl spring are pivotally mounted.
  • the support lever In the switched on and in the switched off state, the support lever is locked by means of a hook by the pawl lever, which in turn is latched by the pawl by means of correspondingly designed latching surfaces. If a pivoting of the pawl is caused by a thermal or a magnetic overcurrent release, the latching surfaces are released. Under the action of the toggle springs, the ratchet lever, the support lever thus unlocked, the toggle levers and the shifting gate are tilted in the released state, ie in the contact-opening state. After eliminating the triggering cause, the key switch can be latched or locked and switched on again via the switched-off position.
  • the proposed switch lock consists of fewer elements compared to the prior art, which, however, largely fulfill several functions. These can be assembled in a technologically advantageous manner with simple joining movements into one another and between the lock plates, wherein they are held essentially non-positively in the lateral direction by the lock plates and under the action of the toggle spring and the pawl spring. The assembly of the key switch does not require the use of complex connection methods such as welding or riveting.
  • the pins on the lock plates and the wraps on the support lever like the first and second end faces and stop surfaces of the toggle lever or the support lever, as well as the knee and the support lever abutment, are particularly advantageous means for the concerned To join elements of the key switch into one another and to hold them against each other in pivotable positions under the action of the toggle spring.
  • the shifting gate, the support lever, the toggle lever and the toggle lever spring form a simple, but advantageously very quickly toggle spring mechanism.
  • the movement into the triggered state can be limited in a simple and effective manner by means of the stop angles on the lock plates and the lugs on the support lever.
  • the respective third end faces and stop faces on the toggle levers or on the switching link produce a lever effect in the case of welded contact pieces, which breaks these contacts open. The same effect is achieved during the transition to the triggered state by the interaction of the fourth end face with the third stop face.
  • the guide lugs on the support lever allow simple and effective lateral guidance of the toggle levers in the support lever, the limitation shape providing additional securing of the position of the toggle levers against the high forces which occur when the switching mechanism moves with initially welded contact pieces.
  • a helical pawl spring is a particularly inexpensive standard part.
  • the pawl and the pawl lever can thus be held against one another in a non-positive manner by means of the pawl and pawl lever support formations in the associated pawl or pawl lever support recesses, in which they were previously used in a simple manner.
  • An essentially triangular design of these recesses and the pawl support shape are particularly simple means of achieving this advantage.
  • the pawl bore and the pawl lever bore or, in a particularly advantageous manner, the hook-shaped designs on the pawl and pawl lever serve to facilitate assembly.
  • the pawl lever nose on the pawl lever and the associated sliding surface on the pawl cause the pawl lever to latch faster and thus considerably facilitate the possible power drive of the switch lock via a motor.
  • a switch lock 10 according to the invention and a contact apparatus actuated by it with three contact systems 8 are shown as part of a circuit breaker.
  • Each contact system 8 contains an immovable contact carrier 1 with a welded-on stationary contact piece 2 and a movable contact arm 3 with a welded-on movable contact piece 4.
  • the contact arms 3 are resiliently mounted in a transverse rail 5, on which two cams 6 are formed radially.
  • Cam slots 7 serve to receive a connecting axis 12 of the switch lock 10 and thus the transmission of motion from the switch lock 10 to the contact apparatus.
  • the contact carrier 1 and the cross rail 5 are embedded or stored in a conventional manner in a mold housing, not shown.
  • the switching lock 10 has two lateral, mirror-symmetrical lock plates 14. Their position is determined by inner Side surfaces of the mold housing and fixed by end-side, L-shaped fastening lugs 16, which are screwed to the mold housing base by means of two fastening screws 17 guided into the mold housing from below.
  • the switching lock consists of the two lock plates 14, a switching link 18, a support lever 20, two toggle levers 22, the connecting axis 12, a helical toggle spring 24, a pawl 26, a pawl lever 28 and a pawl spring 30.
  • the switching link 18 is essentially U-shaped and has a connecting web 38 with an angle 40 for fastening a handle, not shown, and two lateral legs 39. With leg ends 32, the switching link 18 is pivotally supported from above in bearing cutouts 34 of the lock plates 14, the pivoting movement being limited by a front and a rear end boundary surface 36 and 37 of the bearing cutouts 34, respectively.
  • the U-shaped support lever 20 is pivotally supported against the force of the toggle spring 24 by means of two grips 42 formed on its side walls 41 on two pins 44, which are each located on the inside of each lock plate 14.
  • the side walls 41 of the support lever 20 are formed on the end face in such a way that, in the triggered position, its lugs 45 limit its pivoting movement by means of its lugs 45 by inwardly bent stop angles 46 of the lock plates 14 and also by inwardly curved driving angles 48 on the legs 39 of the switching link 18 can be moved from the triggered to the off position.
  • the two-leg toggle levers 22 are of identical design and are connected at one end via the connecting axis 12 and kept at a distance.
  • the toggle lever spring 24 engages by means of an eyelet 50 in the middle of the connecting axis 12 and on a transverse web 52 within a fastening slot 53 in the connecting web 38 Gear shift 18.
  • the toggle levers 22 are supported in the support lever 20 against the force of the toggle spring 24.
  • the toggle levers 22 each have a first end surface 54 for the switched-off state and a second end surface 56 for the switched-on state.
  • An arcuate toggle abutment 58 is located at a distance between the two end faces 54 and 56.
  • the toggle lever abutments 58 are supported in more open arcuate support lever abutments 60 which are formed in open recesses in the side walls 41 of the support lever 20 and to which one of the first is spaced apart Connect first stop surface 62 corresponding to end face 54 and a second stop surface 64 corresponding to second end face 56.
  • the shifting gate 18, the support lever 20, the toggle lever 22 and the toggle spring 24 form a simple but very effective toggle mechanism.
  • the tilt angle of the toggle levers 22 is determined by the amount by which the inside angle between the first and second stop surfaces 62 and 64 is greater than the outside angle between the first and second end faces 54 and 56.
  • the pawl 26 has laterally triangular prismatic pawl support formations 68, with which they are pivotally mounted from above in triangular pawl support recesses 70, which are located in the lock plates 14 on the side facing away from the contact systems 8 (see FIG. 1).
  • the pawl lever 28 has laterally formed pawl lever support formations 72, with which it engages from below in triangular pawl lever support recesses 74, which are located in the lock plates 14 below the pawl carrying recesses 70 are pivotally mounted.
  • the helical pawl spring 30 is suspended with eyes 76 under slight tension in an associated pawl bore 77 and an associated pawl lever bore 78, whereby the pawl 26 and the pawl lever 28 are held in the lock plates 14.
  • the pawl bore 77 is located in a nose-like first projection 79 of the pawl 26 below the pawl carrying recesses 68.
  • An upward-facing, first locking surface 80 in a rectangular, open recess on the rear side 21 of the support lever 20 is in the switched-off and in the switched-on state of the key switch 10 in operative connection with a downward-looking, second locking surface 82 in a rectangular, enclosed recess 84 of the Pawl lever 28.
  • a downward-facing, first latching surface 86 is formed above the recess 84 in a rectangular, open notch, which in the switched-off and in the switched-on state is operatively connected to a second latching surface 88 which is on the first projection 79 Pawl 26 is formed.
  • the first latching surface 86 and the second latching surface 88 bring about a positive latching between the latch 26 and the latch lever 28, which in turn, under the action of the toggle spring 24, maintains the latch between the latch lever 28 and the support lever 20 so that the switching mechanism 10 is tensioned remains.
  • the pawl 26 has a trigger surface 90 above the pawl support formations 68, which receives the triggering movement of a magnetic or thermal trigger, not shown.
  • the toggle lever abutment 58 and the support lever abutment 60 are to the right of the connecting line of the points of application of the toggle lever spring 24.
  • the support lever 20, the pawl lever 28 and the pawl 26 are in the same positions as in the switched-off state according to FIG. 4.
  • FIG. 6 shows the triggered state of the switch lock 10, in which the contact systems 8 normally pass into the open state.
  • the triggered state has been brought about by the force acting on the left on the trigger surface 90 of the pawl 26 and generated by the trigger in the event of an overcurrent.
  • the pawl 26 and the pawl lever 28 have been unlatched from one another, which has subsequently led to a sudden relaxation of the switching lock 10 by the release of the locking surface 80 of the support lever 20.
  • Fig. 6 the movement limitation of the support lever 20 described above in the counterclockwise direction by the interaction of the lugs 45 of the support lever 20 with the stop angles 46 of the lock plates 14 (see also Fig. 2) can be seen.
  • the shifting link 18 is pivoted clockwise into the off position, then the support lever 20 is pivoted in the same sense by its driving angle 48.
  • the pawl lever nose 92 slides along the back 21 of the support lever 20 (see FIG. 3). Due to the pivotal movement of the pawl lever 28 clockwise, the first locking surface 80 on the support lever 20 comes under the second Locking surface 82 on the pawl lever 28, which in turn is latched by the pawl 26.
  • a third stop surface 98 is formed at an angle on the legs 39 of the switching link 18, which corresponds to a notched, third end surface 97 on the toggle levers 22, which is located on the same side with respect to the second end surface 56, however, is located somewhat closer to the toggle abutment 58. As shown in Fig. 2 it can also be seen that a third stop surface 98 is formed at an angle on the legs 39 of the switching link 18, which corresponds to a notched, third end surface 97 on the toggle levers 22, which is located on the same side with respect to the second end surface 56, however, is located somewhat closer to the toggle abutment 58. As shown in Fig.
  • a fourth end face 99 is formed on the side of the third end face 97 at a closer distance from the toggle lever abutment 58 with respect to the second end face 56 but further with respect to the third end face, which in cooperation with the third stop face 98 is similar to that described above Way to break welded contact pieces 2 and 4 is used in the transition to the triggered state.
  • an inwardly extending, pin-shaped limiting shape 95 is provided which, in the case of strongly welded contact pieces 2 and 4, comes to rest against the associated guide tab 66 on the support lever 20. The storage of the toggle levers 22 in the support lever 20 is thus additionally secured.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schaltschloß für einen Leistungsschalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein Schaltschloß als das mit einem Kraftspeicher versehene mechanische Bindeglied zwischen Handbetätigung oder Kraftantrieb und Kontaktapparat dient dem Einschalten und Ausschalten sowie dem Freiauslösen beim Auftreten von Überströmen.
  • Ein nach der DE-OS 38 12 950 bekanntes, in einem Formgehäuse des Leistungsschalters gelagertes Schaltschloß enthält eine über einen Handgriff betätigbare Schaltkulisse, die in einem U-förmigen Tragrahmen schwenkbar gelagert ist, einen über einen Befestigungsblock im Tragrahmen angelenkten Stützhebel sowie beidseitig mit diesem gelenkig verbundene Kniehebel, an deren Ende eine Rolle angebracht ist. Die Rolle dient zum Verschwenken einer Kontaktarme tragenden Querschiene über Querschienen-Nockenschlitze und gleichzeitig zum Angreifen zweier auf Zug belasteter Kniehebelfedern, die an der Schaltkulisse befestigt sind und als Kraftspeicher wirken. An der offenen Seite des Tragrahmens ist ein Seitenrahmen gehaltert, in dem schwenkbar sowohl ein Klinkenhebel als auch eine Klinke sowie eine blattförmige Klinkenfeder gelagert sind. Im eingeschalteten und im ausgeschalteten Zustand ist der Stützhebel mittels eines Hakens durch den Klinkenhebel verriegelt, der seinerseits mittels entsprechend ausgebildeter Verklinkungsflächen durch die Klinke verklinkt ist. Wird durch einen thermischen oder einen magnetischen Überstromauslöser ein Verschwenken der Klinke verursacht, dann werden die Verklinkungsflächen freigegeben. Unter der Krafteinwirkung der Kniehebelfedern werden daraufhin der Klinkenhebel, der damit entriegelte Stützhebel, die Kniehebel und die Schaltkulisse in den ausgelösten, d.h. in den kontaktöffnenden, Zustand gekippt. Nach Beseitigung der auslösenden Ursache kann das Schaltschloß über die ausgeschaltete Stellung wieder verklinkt bzw. verriegelt und eingeschaltet werden.
  • Von Nachteil bei dieser bekannten Lösung ist der zu hohe Herstellungsaufwand. Dieser ergibt sich insbesondere aus dem Erfordernis des Seitenrahmens und des Befestigungsblockes, welche ebenso wie die Klinke in aufwendiger Weise als Druckgußteile herzustellen sind; weiterhin aus der Notwendigkeit vieler Halterungsmittel, wie Nietbolzen für die Verbindung zwischen Stützhebel und Kniehebel, Drehzapfen für den Stützhebel, den Seitenrahmen und die Klinke sowie Paßstift und Führungsloch für den Befestigungsblock; sowie aus der Verwendung der aufwendigen Betätigungsrolle, der speziell auszubildenden Klinkenfeder und zweier Kniehebelfedern. Ein weiterer erheblicher Nachteil besteht darin, daß im Falle der Kontakt-verschweißung die Gefahr besteht, daß der Kontaktapparat trotz Auslösen des Schaltschlosses nicht öffnet.
  • Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein zuverlässig den Kontaktapparat öffnendes Schaltschloß aufzuzeigen, das aus weniger und technologisch einfacher gestalteten Einzelteilen besteht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schaltschloß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Das vorgeschlagene Schaltschloß besteht gegenüber dem Stand der Technik aus weniger Elementen, die allerdings zum großen Teil mehrere Funktionen erfüllen. Diese können in technologisch vorteilhafter Weise mit einfachen Fügebewegungen ineinander und zwischen die Schloßplatten montiert werden, wobei sie in seitlicher Richtung durch die Schloßplatten und unter der Einwirkung der Kniehebelfeder sowie der Klinkenfeder im wesentlichen kraftschlüssig gehaltert werden. Die Montage des Schaltschlosses kommt ohne die Anwendung von aufwendigen Verbindungsverfahren wie Schweißen oder Nieten aus.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schaltschlosses sind den Ansprüchen 2 bis 16 zu entnehmen. Die Zapfen an den Schloßplatten und die Umgriffe am Stützhebel sind ebenso wie die ersten und zweiten Stirnflächen und Anschlagflächen der Kniehebel bzw. des Stützhebels sowie das Knie- und das Stützhebelwiderlager besonders vorteilhafte Mittel, um die betreffenden Elemente des Schaltschlosses ineinander zu fügen und unter der Einwirkung der Kniehebelfeder gegeneinander in verschwenkbaren Positionen zu halten. Die Schaltkulisse, der Stützhebel, die Kniehebel und die Kniehebelfeder bilden ein einfaches, jedoch in vorteilhafter Weise sehr schnell in den ausgelösten Zustand übergehendes Kippsprungwerk. Die Bewegung in den ausgelösten Zustand läßt sich in einfacher und wirksamer Weise mittels der Anschlagwinkel an den Schloßplatten und den Ansätzen an dem Stützhebel begrenzen. Die jeweils dritten Stirnflächen und Anschlagflächen an den Kniehebeln bzw. an der Schaltkulisse erzeugen bei verschweißten Kontaktstücken während des Ausschaltens eine Hebelwirkung, welche diese Kontakte aufbricht. Dieselbe Wirkung wird während des Übergangs in den ausgelösten Zustand durch das Zusammenwirken der vierten Stirnfläche mit der dritten Anschlagfläche erreicht. Die Führungsnasen an dem Stützhebel gestatten eine einfache und wirkungsvolle seitliche Führung der Kniehebel in dem Stützhebel, wobei die Begrenzungsausformung eine zusätzliche Lagesicherung der Kniehebel gegen die hohen Kräften darstellt, die bei Schaltschloßbewegungen mit anfänglich verschweißten Kontaktstücken auftreten. Eine schraubenförmige Klinkenfeder stellt ein besonders billiges Normteil dar. Damit lassen sich die Klinke und der Klinkenhebel gegeneinander kraftschlüssig mittels der Klinken- und Klinkenhebeltragausformungen in den zugehörigen Klinken- bzw. Klinkenhebeltragausnehmungen halten, in die sie zuvor in einfacher Weise eingesetzt worden sind. Eine im wesentliche dreieckige Ausbildung dieser Ausnehmungen und der Klinkentragausformung sind besonders einfache Mittel zum Erreichen dieses Vorteils. Zur erleichternden Montage dienen die Klinkenbohrung und die Klinkenhebelbohrung oder in besonders vorteilhafter Weise stattdessen die hakenförmigen Ausbildungen an Klinke und Klinkenhebel. Die Klinkenhebelnase an dem Klinkenhebel und die zugehörige Gleitfläche an der Klinke bewirken ein schnelleres Verklinken des Klinkenhebels und erleichtern damit im erheblichen Maße den möglichen Kraftantrieb des Schaltschlosses über einen Motor.
  • Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt
    • Fig. 1:
    ein erfindungsgemäßes Schaltschloß mit einem zugehörigen Kontaktapparat in teilweiser Explosionsdarstellung;
    Fig. 2:
    eine Teil des Schaltschlosses in teilweiser Explosionsdarstellung, seitlich von vorn gesehen;
    Fig. 3:
    eine weitere Explosionsdarstellung des Schaltschlosses, seitlich von hinten gesehen;
    Fig. 4:
    eine Seitenansicht des Schaltschlosses mit dem zugehörigen Kontaktsystem im ausgeschalteten Zustand;
    Fig. 5:
    wie Fig. 4, jedoch im eingeschalteten Zustand;
    Fig. 6:
    wie Fig. 4, jedoch im ausgelösten Zustand;
    Fig. 7:
    wie Fig. 4, jedoch bei verschweißten Kontaktstücken.
  • In Fig. 1 sind als Teil eines Leistungsschalters ein erfindungsgemäßes Schaltschloß 10 und ein durch dieses betätigter Kontaktapparat mit drei Kontaktsystemen 8 dargestellt. Jedes Kontaktsystem 8 enthält einen unbeweglichen Kontaktträger 1 mit einem aufgeschweißten stationären Kontaktstück 2 sowie einen beweglichen Kontaktarm 3 mit einem aufgeschweißten beweglichen Kontaktstück 4. Die Kontaktarme 3 sind federnd in einer Querschiene 5 gelagert, an der radial zwei Nocken 6 angeformt sind. Nockenschlitze 7 dienen zur Aufnahme einer Verbindungsachse 12 des Schaltschlosses 10 und damit der Bewegungsübertragung vom Schaltschloß 10 zum Kontaktapparat. Die Kontaktträger 1 und die Querschiene 5 sind in üblicher Weise in einem nicht dargestellten Formgehäuse eingebettet bzw. gelagert. Das Schaltschloß 10 weist zwei seitliche, spiegelsymmetrische Schloßplatten 14 auf. Deren Lage wird durch innere Seitenflächen des Formgehäuses und durch endseitige, L-förmige Befestigungsansätze 16 fixiert, die mittels zweier von unten in das Formgehäuse geführter Befestigungsschrauben 17 am Formgehäuseboden verschraubt werden.
  • Nach Fig. 2 und 3 besteht das Schaltschloß aus den zwei Schloßplatten 14, einer Schaltkulisse 18, einem Stützhebel 20, zwei Kniehebeln 22, der Verbindungsachse 12, einer schraubenförmigen Kniehebelfeder 24, einer Klinke 26, einem Klinkenhebel 28 und einer Klinkenfeder 30.
  • Die Schaltkulisse 18 ist im wesentlichen U-förmig gestaltet und weist einen Verbindungssteg 38 mit einer Abwinkelung 40 zur Befestigung einer nicht dargestellten Handhabe sowie zwei seitliche Schenkel 39 auf. Mit Schenkelenden 32 ist die Schaltkulisse 18 von oben in Lagerausschnitten 34 der Schloßplatten 14 schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkbewegung durch jeweils eine vordere und eine hintere stirnseitige Begrenzungsfläche 36 bzw. 37 der Lagerausschnitte 34 begrenzt wird. Der U-förmige Stützhebel 20 stützt sich schwenkbar nach oben entgegen der Kraftwirkung der Kniehebelfeder 24 mittels zweier an seinen Seitenwänden 41 ausgebildeter Umgriffe 42 an zwei Zapfen 44 ab, die sich jeweils an der Innenseite jeder Schloßplatte 14 befinden. Die Seitenwände 41 des Stützhebels 20 sind stirnseitig derart ausgebildet, daß dieser in der ausgelösten Stellung mittels seiner Ansätze 45 durch nach innen gebogene Anschlagwinkel 46 der Schloßplatten 14 in seiner Schwenkbewegung begrenzt wird und durch ebenfalls nach innen gebogene Mitnahmewinkel 48 an den Schenkeln 39 der Schaltkulisse 18 von der ausgelösten in die ausgeschaltete Stellung bewegt werden kann.
  • Die zweischenkligen Kniehebel 22 sind gleich ausgebildet und an einem Ende über die Verbindungsachse 12 verbunden und im Abstand gehalten. Die Kniehebelfeder 24 greift mittels je einer Öse 50 in der Mitte der Verbindungsachse 12 sowie an einem Quersteg 52 innerhalb eines Befestigungsschlitzes 53 im Verbindungssteg 38 der Schaltkulisse 18 an. Gegen die Kraftwirkung der Kniehebelfeder 24 stützen sich die Kniehebel 22 in dem Stützhebel 20 ab. Dazu besitzen die Kniehebel 22 jeweils eine erste Stirnfläche 54 für den ausgeschalteten und eine zweite Stirnfläche 56 für den eingeschalteten Zustand. Zwischen beiden Stirnflächen 54 und 56 befindet sich im Abstand ein bogenförmiges Kniehebelwiderlager 58. Die Kniehebelwiderlager 58 stützen sich in weiter geöffneten bogenförmigen Stützhebelwiderlagern 60 ab, die in offenen Ausnehmungen der Seitenwände 41 des Stützhebels 20 ausgebildet sind und an die sich jeweils im Abstand eine der ersten Stirnfläche 54 entsprechende erste Anschlagfläche 62 und eine der zweiten Stirnfläche 56 entsprechende zweite Anschlagfläche 64 anschließen. Die Schaltkulisse 18, der Stützhebel 20, die Kniehebel 22 und die Kniehebelfeder 24 bilden ein einfaches, jedoch sehr wirksames Kippsprungwerk. Der Kippwinkel der Kniehebel 22 wird durch das Maß bestimmt, um welches der Innenwinkel zwischen den ersten und zweiten Anschlagflächen 62 und 64 größer als der Außenwinkel zwischen den ersten und zweiten Stirnflächen 54 und 56 ist. Im überstreckten Zustand des Kippsprungwerkes, d.h. bei der größten Ausdehnung der Kniehebelfeder 24 in einer Zwischenlage zwischen dem ausgeschalteten und dem eingeschalteten Zustand des Schaltschlosses 10, befinden sich die Berührungspunkte der Kniehebelwiderlager 58 mit den Stützhebelwiderlagern 60 in einer Ebene mit den Angriffspunkten der Kniehebelfeder 24 an der Schaltkulisse 18 bzw. an der Verbindungsachse 12. Die durch die Verbindungsachse 12 beabstandet gehaltenen Kniehebel 22 werden seitlich von je einer von den Seitenwänden 41 des Stützhebels 20 ausgeformte Führungsnase 66 geführt.
  • Die Klinke 26 besitzt seitlich dreieckig ausgebildete prismatische Klinkentragausformungen 68, mit denen sie von oben in dreieckig ausgebildeten Klinkentragausnehmungen 70, die sich in den Schloßplatten 14 auf der zu den Kontaktsystemen 8 abgewandten Seite befinden (siehe Fig. 1), schwenkbar gelagert sind. Der Klinkenhebel 28 besitzt seitlich ausgebildete Klinkenhebeltragausformungen 72, mit denen er von unten in dreieckig ausgebildeten Klinkenhebeltragausnehmungen 74, die sich in den Schloßplatten 14 unterhalb der Klinkentragausnehmungen 70 befinden, schwenkbar gelagert ist. Die schraubenförmige Klinkenfeder 30 ist mit Ösen 76 unter leichter Zugspannung in eine zugehörige Klinkenbohrung 77 und eine zugehörige Klinkenhebelbohrung 78 eingehängt, wodurch die Klinke 26 und der Klinkenhebel 28 in den Schloßplatten 14 gehaltert sind. Die Klinkenbohrung 77 befindet sich in einem nasenartigen ersten Vorsprung 79 der Klinke 26 unterhalb der Klinkentragausnehmungen 68.
  • Eine nach oben gerichtete, erste Verriegelungfläche 80 in einer rechteckigen, offenen Ausnehmung an der Rückseite 21 des Stützhebels 20 steht im ausgeschalteten und im eingeschalteten Zustand des Schaltschlosses 10 in Wirkverbindung mit einer nach unten gerichteten, zweiten Verriegelungsfläche 82 in einer rechteckigen, umschlossenen Aussparung 84 des Klinkenhebels 28. Am Klinkenhebel 28 ist oberhalb der Aussparung 84 in einer rechteckigen, offenen Ausklinkung eine nach unten gerichtete, erste Verklinkungsfläche 86 ausgebildet, die im ausgeschalteten und im eingeschalteten Zustand in Wirkverbindung mit einer zweiten Verklinkungsfläche 88 steht, die an dem ersten Vorsprung 79 der Klinke 26 ausgebildet ist. Die erste Verklinkungsfläche 86 und die zweite Verklinkungsfläche 88 bewirken eine formschlüssige Verklinkung zwischen der Klinke 26 und dem Klinkenhebel 28, wodurch seinerseits, unter der Krafteinwirkung der Kniehebelfeder 24, die Verriegelung zwischen dem Klinkenhebel 28 und dem Stützhebel 20 aufrechterhalten wird, damit das Schaltschloß 10 gespannt bleibt. Die Klinke 26 weist oberhalb der Klinkentragausformungen 68 eine Auslösefläche 90 auf, welche die auslösende Bewegung eines nicht dargestellten magnetischen oder thermischen Auslösers aufnimmt. Vom oberen Teil des Klinkenhebels 28 ist zur Klinke 26 hin eine Klinkenhebelnase 92 abgewinkelt, die beim Übergang vom ausgelösten in den verriegelten Zustand mit einer Gleitfläche 94, die nach oben gerichtet an einem zweiten Vorsprung 96 der Klinke 26 ausgebildet ist, in Wirkverbindung gelangt, wodurch das schnelle Verriegeln sowie Verklinken infolge stärkerer Vorspannung der Klinkenfeder 30 erleichtert wird.
  • Im ausgeschalteten Zustand des Schaltschlosses 10 nach Fig. 4, d.h. bei geöffneten Kontaktsystemen 8, befinden sich das Kniehebelwiderlager 58 und das Stützhebelwiderlager 60 links von der Verbindungslinie der Angriffspunkte der Kniehebelfeder 24. Der Stützhebel 20 ist über die erste Verriegelungsfläche 80 durch den Klinkenhebel 28 verriegelt, der seinerseits über die erste Verklinkungsfläche 86 durch die Klinke 26 und die Klinkenfeder 30 verklinkt wird und damit in der verriegelnden Position gehalten wird. Im eingeschalteten Zustand des Schaltschlosses 10 nach Fig. 5, d.h. bei geschlossenen Kontaktsystemen 8, befinden sich das Kniehebelwiderlager 58 und das Stützhebelwiderlager 60 rechts von der Verbindungslinie der Angriffspunkte der Kniehebelfeder 24. Der Stützhebel 20, der Klinkenhebel 28 und die Klinke 26 befinden sich in den gleichen Lagen wie im ausgeschalteten Zustand nach Fig. 4.
  • In Fig. 6 ist der ausgelöste Zustand des Schaltschlosses 10 dargestellt, bei dem die Kontaktsysteme 8 normalerweise in den geöffneten Zustand übergehen. Der ausgelöste Zustand ist durch die nach links auf die Auslösefläche 90 der Klinke 26 angreifende und von dem Auslöser bei Überstrom erzeugte Kraft bewirkt worden. Dadurch sind die Klinke 26 und der Klinkenhebel 28 voneinander entklinkt worden, was in der Folge durch die Freigabe der Verriegelungsfläche 80 des Stützhebels 20 zu einer schlagartigen Entspannung des Schaltschlosses 10 geführt hat. Aus Fig. 6 ist auch die weiter vorn beschriebene Bewegungsbegrenzung des Stützhebels 20 im Gegenuhrzeigersinn durch das Zusammenwirken der Ansätze 45 des Stützhebels 20 mit den Anschlagwinkeln 46 der Schloßplatten 14 (siehe auch Fig. 2) zu erkennen. Wird nach dem Verschwinden bzw. Beseitigen der auslösenden Ursache die Schaltkulisse 18 im Uhrzeigersinn in die Aus-Position verschwenkt, dann wird durch deren Mitnahmewinkel 48 der Stützhebel 20 im gleichen Sinne verschwenkt. Dabei gleitet die Klinkenhebelnase 92 auf der Rückseite 21 des Stützhebels 20 entlang (siehe Fig. 3). Durch die damit erzeugte Schwenkbewegung des Klinkenhebels 28 im Uhrzeigersinn gelangt die erste Verriegelungsfläche 80 am Stützhebel 20 wieder unter die zweite Verriegelungsfläche 82 am Klinkenhebel 28, der wiederum durch die Klinke 26 verklinkt wird.
  • Aus Fig. 2 ist weiterhin ersichtlich, daß an den Schenkeln 39 der Schaltkulisse 18 jeweils eine dritte Anschlagfläche 98 winklig ausgeformt ist, der an den Kniehebeln 22 jeweils eine eingekerbte, dritte Stirnfläche 97 entspricht, die sich bezüglich der zweiten Stirnfläche 56 auf gleicher Seite, jedoch etwas näher beabstandet vom Kniehebelwiderlager 58 befindet. Wie in Fig. 7 dargestellt, treffen beim Ausschalten über die Schaltkulisse 18 die dritte Anschlagfläche 98 und die dritte Stirnfläche 97 im Falle verschweißter Kontaktstücke 2 und 4 aufeinander, wodurch nach dem Überschreiten des überstreckten Zustandes der Kniehebelfeder 24 auf die Kniehebel 22 eine Hebelwirkung im Gegenuhrzeigersinn mit dem Kniehebelwiderlager 58 als Drehpunkt ausgeübt wird, was bei ausreichender Hebelkraft zum Aufbrechen und darauf folgenden Öffnen der Kontaktstücke 2 und 4 führt. An den Kniehebeln 22 ist jeweils auf seiten der dritten Stirnfläche 97 in bezüglich der zweiten Stirnfläche 56 näherem, jedoch bezüglich der dritten Stirnfläche weiterem Abstand vom Kniehebelwiderlager 58 eine vierte Stirnfläche 99 ausgebildet, die im Zusammenwirken mit der dritten Anschlagfläche 98 in ähnlicher wie in vorstehend beschriebener Weise zum Aufbrechen verschweißter Kontaktstücke 2 und 4 beim Übergang in den ausgelösten Zustand dient. An jedem Kniehebel 22 ist eine nach innen reichende, stiftförmige Begrenzungsausformung 95 vorgesehen, die im Falle stark verschweißter Kontaktstücke 2 und 4 zum Anliegen an die zugehörige Führungsnase 66 am Stützhebel 20 gelangt. Damit ist die Lagerung der Kniehebel 22 im Stützhebel 20 zusätzlich gesichert.

Claims (16)

  1. Schaltschloß für einen Leistungsschalter in einem Formgehäuse,verbunden mit einer Kontaktarme (3) tragenden Querschiene (5), enthaltend eine Schaltkulisse (18), einen durch diese mitnehmbaren Stützhebel (20), zwei endseitig verbundene Kniehebel (22), eine zwischen Schaltkulisse (18) und Kniehebelenden angreifende Kniehebelfeder, eine von Auslösern betätigbare Klinke (26) und einen durch diese verklinkbaren Klinkenhebel (28), der seinerseits den Stützhebel (20) im nichtausgelösten Zustand verriegelt, wobei bei einer Entriegelung des Klinkenhebels (28) der Stützhebel (20), die Kniehebel (22) und die Schaltkulisse (18) unter der Krafteinwirkung der Kniehebelfeder in den Ausgelösten zustand gekippt werden, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    - Die Schaltkulisse (18) ist zwischen zwei zueinander symmetrischen, im Formgehäuse gehalterten Schloßplatten (14) des Schaltschlosses einfügbar,
    - die Kniehebel (22) sind zueinander symmetrisch, über eine in Nockenschlitze (7) der Querschiene (5) eingreifende Verbindungsachse (12) beabstandet verbunden und in der Schaltkulisse (18) einfügbar
    - der Kraftspeicher besteht aus nur einer Kniehebelfeder (24), die mit einem Ende an der Verbindungsachse (12) angreift,
    - die Kniehebel (22) sind schwenkbar in den Seitenwänden (41) des Stützhebels (20) derart abgestützt, daß sie unter der Kraftwirkung der Kniehebelfeder (24) im wessentlichen Kraftschlüssig gehaltert sind,
    - der Stützhebel (20) ist schwenkbar in den Schloßplatten (14) derart abgestützt, daß er unter der Kraftwirkung der Kniehebelfeder (24) im wesentlichen Kraftschlüssig gehaltert ist,
    - die Klinke (26) und der Klinkenhebel (28) sind schwenkbar in die Schloßplatten (14) einfügbar und in diesen gegeneinander durch die Kraftwirkung einer an Klinke (26) und Klinkenhebel (28) angreifenden Klinkenfeder (30) gehaltert.
  2. Schaltschloß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
    - jeweils einen der Abstützung dienenden Zapfen (44) an der Innenseite der Schloßplatten (14),
    - einen entsprechend ausgebildeten offenen Umgriff (42) an den Seitenwänden (41) des Stützhebels (20).
  3. Schaltschloß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
    - jeweils an den Kniehebeln (22) ausgebildete erste Stirnflächen (54) für den ausgeschalteten Zustand, zweite Stirnflächen (56) für den eingeschalteten Zustand und zwischen diesen Stirnflächen (54;56) im Abstand befindliche bogenförmige Kniehebelwiderlager (58),
    - jeweils in Ausnehmungen der Seitenwände (41) des Stützhebels (20) entsprechend den ersten und zweiten Stirnflächen (54;56) ausgebildete erste bzw. zweite Anschlagflächen (62;64) sowie zwischen diesen im Abstand befindliche bogenförmige Stützhebelwiderlager (60),
    - einen größeren Öffnungswinkel des Stützhebelwiderlagers (60) gegenüber dem Kniehebelwiderlager (58),
    - eine ebene Zwischenlage der sich berührenden Widerlager (58; 60) zwischen den Angriffspunkten der Kniehebelfeder (24) im überstreckten Zustand.
  4. Schaltschloß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
    - jeweils einen an der von dem Klinkenhebel (28) abgewandten Seite der Schloßplatten (14) nach innen abgebogenen Anschlagwinkel (46),
    - jeweils einen im ausgelösten Zustand mit diesem in Anschlag bringbaren stirnseitigen Ansatz (45) an den Seitenwänden (41) des Stützhebels (20).
  5. Schaltschloß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
    - eine jeweils an den seitlichen Schenkeln (39) der Schaltkulisse (18) nach innen ausgeformte dritte Anschlagfläche (98),
    - eine an den Kniehebeln (22) dementsprechend ausgebildete dritte Stirnfläche (97), die sich auf seiten und beabstandet von der zweiten Stirnfläche (56) erstreckt,
    - wobei beim Ausschalten nach dem Überschreiten des überstreckten Zustandes der Kniehebelfeder (24) die dritten Anschlagflächen (98) und die dritten Stirnflächen (97) im Sinne einer Kontakttrennung in Wirkverbindung bringbar sind.
  6. Schaltschloß nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch
    - eine an den Kniehebeln (22) ausgebildete vierte Stirnfläche (99), die sich in bezug zu der dritten Stirnfläche (97) in einem weiteren Abstand vom Kniehebellager (58) befindet,
    - wobei beim Auslösen die dritten Anschlagflächen (98) und die vierten Stirnflächen (99) im Sinne einer Kontakttrennung in Wirkverbindung bringbar sind.
  7. Schaltschloß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
    - jeweils an den Seitenwänden (41) des Stützhebels (20) nach innen ausgeformte, für die Kniehebel (22) vorgesehene Führungsnasen (66) nahe dem Stützhebelwiderlager (60).
  8. Schaltschloß nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch
    - jeweils eine nach innen reichende Begrenzungsausformung (95) an den Kniehebeln (22), die zum Anliegen an die zugeordnete Führungsnase (66) bringbar ist.
  9. Schaltschloß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
    - eine schraubenförmige Klinkenfeder (30).
  10. Schaltschloß nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch
    - kerbförmige Klinkentragausnehmungen (70) in den Schloßplatten (14),
    - entsprechende seitliche Klinkentragausformungen (68) an der Klinke (26).
  11. Schaltschloß nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch
    - eine im wesentlichen dreieckige Ausbildung der Klinkentragausnehmungen (70),
    - eine im wesentlichen dreieckige prismatische Ausbildung der Klinkentragausformungen (72).
  12. Schaltschloß nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch
    - kerbförmige Klinkenhebeltragausnehmungen (74) in den Schloßplatten (14),
    - entsprechende seitliche Klinkenhebeltragausformungen (72) an den Klinkenhebeln (28).
  13. Schaltschloß nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch
    - eine im wesentlichen dreieckige Ausbildung der Klinkenhebeltragausnehmungen (74).
  14. Schaltschloß nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch
    - eine Befestigung der Klinkenfeder (30) zwischen einer Klinkenbohrung (77) und einer Klinkenhebelbohrung (78),
  15. Schaltschloß nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch
    - eine Befestigung der Klinkenfeder (30) zwischen einer jeweils hakenförmigen Ausbildung der Klinke (26) und des Klinkenhebels (28),
  16. Schaltschloß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
    - eine Klinkenhebelnase (92) an dem Klinkenhebel (22),
    - eine entsprechende Gleitfläche (94) an der Klinke (26),
    - wobei die Klinkenhebelnase (92) und die Gleitfläche (94) in eine zur Erhöhung der Vorspannung der Klinkenfeder (30) gerichtete Wirkverbindung bringbar sind.
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