EP0828277B1 - Leistungsschalter mit ankoppelbaren Hilfsschalter - Google Patents

Leistungsschalter mit ankoppelbaren Hilfsschalter Download PDF

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EP0828277B1
EP0828277B1 EP19970114671 EP97114671A EP0828277B1 EP 0828277 B1 EP0828277 B1 EP 0828277B1 EP 19970114671 EP19970114671 EP 19970114671 EP 97114671 A EP97114671 A EP 97114671A EP 0828277 B1 EP0828277 B1 EP 0828277B1
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auxiliary switch
switch
switching
auxiliary
circuit breaker
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Willy Sabisch
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Siemens AG
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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
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/46—Automatic release mechanisms with or without manual release having means for operating auxiliary contacts additional to the main contacts

Definitions

  • the invention relates to a circuit breaker with a coupling auxiliary switch, wherein the circuit breaker has a switching mechanism with a switching shaft or a slide switch, via which or the main contacts of the circuit breaker and the auxiliary contacts of the auxiliary switch can be switched.
  • a generic circuit breaker is sold by several electrical companies.
  • 4 shows a switching mechanism 1 of such a circuit breaker in the ON position.
  • the switching mechanism 1 holds in this position via a switching shaft 2, the main contacts of the circuit breaker, of which only one main contact 3 is shown here, in the closed state.
  • the switching shaft 2 acts at the same time on a contact bridge carrier 4 of a coupled auxiliary switch HS and holds it against an attacking spring force F HS in an upper position.
  • the switching shaft 2 or alternatively a slide switch is directly coupled to the contact bridge carrier 4 of the auxiliary switch HS.
  • the switching mechanism 1 essentially has a handle 5, the switching shaft 2, a pawl 6 and a release lever 7.
  • the ON position shown here is causally achieved by the position of the handle 5.
  • the pawl 6 is guided in its position changeable. It acts on the position of the switching shaft 2, which determines the switching state of the main 3 and auxiliary contacts 9 described above.
  • a spring 10 exerts on the shift shaft 2 a torque. This adjusts the switching shaft 2 after moving the handle 5 in the OFF position shown in FIG 5 such that the main contact 3 is opened and the action on the contact bridge carrier 4 of the auxiliary switch HS is canceled. Then, the spring force F HS pulls the contact bridge carrier 4 in the lower position and causes hereby a switching state change of the auxiliary contacts 9 of the auxiliary switch HS.
  • the ON state shown in FIG 4 is canceled in the event of a short circuit by the solenoid system of the circuit breaker or thermal overload by a bimetallic actuator, not shown here.
  • the triggering takes place via the Entklinkungshebel 7. If, for example, in thermal overload through the bimetals a sufficiently large Entklinkungskraft F e exerted on the Entklinkungshebel 7, this releases the pawl 6 and causes via the switching shaft 2 in conjunction with the spring 10, the transition to the OFF state according to FIG 5.
  • the required for triggering Entklinkungskraft F e results from acting on the switching shaft 2 force F from the spring 10.
  • an auxiliary switch HS increases the power requirement for triggering according to the additional spring force F HS .
  • the bimetal must be deflected by a certain distance for triggering under thermal overload. About the Entklinkungshebel 7 a counter force is exerted on the bimetal, which reduces the deflection of the bimetal according to its inherent resilience. The required for the trigger deflection of the bimetal is therefore only achieved at higher thermal overload.
  • the thermal release is adapted to the Entklinkungskraft according to its inherent resilience, so that the circuit breaker unlatches and off in the designated limits.
  • the tripping values must comply with certain tolerances in accordance with the regulations. Heretofore, this has been accomplished by maintaining the auxiliary switches at a low level of force by operating with low contact pressure forces and with a small number of auxiliary switches.
  • the invention has for its object to improve a circuit breaker with a coupling auxiliary switch of the type mentioned above to the effect that the influence of additionally coupled auxiliary switches on the tripping values is avoided with little effort.
  • the object is achieved in that there is no operative connection of the auxiliary switch to the switching shaft in the ON position of the circuit breaker, and that causes the switching shaft when switching to the OFF state of the circuit breaker after bridging a flow a switching state change of the auxiliary switch.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is when the flow between the switching shaft and a lever is provided which is in operative connection with a rotatably mounted, serving to switch the main contacts rocker.
  • the slider is in operative connection with a contact bridge carrier of the auxiliary switch.
  • a switching mechanism 11 of a circuit breaker is shown with a coupled auxiliary switch HS.
  • the components of the switching mechanism are attached. These include a handle 13, a pawl 14, a Entklinkungshebel 15, a shift shaft 16 and a spring 17.
  • the shift shaft 16 is rotatably mounted on the circuit board 12.
  • the spring 17 applies a torque, with its spring force F of the switching shaft sixteenth
  • the shift shaft 16 is connected to the pawl 14.
  • the pawl 14 is guided via a rotatably mounted on the handle 13 rod 18 in a link 19 in the board 12.
  • the circuit board 12 is provided with a stop 20 on which a slider 21 is pressed by a further spring 22 with the force F HS .
  • a slider 21 is pressed by a further spring 22 with the force F HS .
  • a main contact 24 of the circuit breaker is actuated.
  • the slider 21 is in operative connection with a contact bridge carrier 25 of the auxiliary switch HS. In this unactuated position of the slide 21, the upper auxiliary switch contacts 26 are closed and the lower auxiliary switch contacts 27 are opened.
  • the switching mechanism 11 is shown in FIG 1 in the OFF position.
  • the rotation of the switching shaft 16 is released, resulting from the attacking force F from .
  • the switching shaft 16 is after passage of the lead 28 on the slider 21 and moves it down to the position shown here.
  • the rocker 23 is rotated in a main contact 24 opening position.
  • the upper auxiliary contact 26 of the auxiliary switch HS is open and the lower 27 is closed.
  • the force F HS which causes the closing of the auxiliary contacts 26 in the ON state, is realized here by a force acting on the contact bridge carrier 25 spring.
  • the Entklinkungskraft F e which is required for unlatching by the thermal release, here is the same size as in the embodiment of FIG 1, in which an auxiliary switch HS is coupled.
  • the Entklinkungskraft F e is determined only by the force F from the spring 17.

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  • Breakers (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Leistungsschalter mit einem ankoppelbaren Hilfsschalter, wobei der Leistungsschalter ein Schaltschloß mit einer Schaltwelle bzw. einem Schaltschieber aufweist, über die bzw. den die Hauptkontakte des Leistungsschalters und die Hilfskontakte des Hilfsschalters schaltbar sind.
  • Ein gattungsgemäßer Leistungsschalter wird von mehreren Elektrounternehmen vertrieben. FIG 4 zeigt ein Schaltschloß 1 eines solchen Leistungsschalters in EIN-Stellung. Das Schaltschloß 1 hält in dieser Stellung über eine Schaltwelle 2 die Hauptkontakte des Leistungsschalters, von denen hier lediglich ein Hauptkontakt 3 dargestellt ist, im geschlossenen Zustand. Die Schaltwelle 2 wirkt zugleich auf einen Kontaktbrückenträger 4 eines angekoppelten Hilfsschalters HS und hält ihn entgegen einer angreifenden Federkraft FHS in einer oberen Stellung. Die Schaltwelle 2 bzw. alternativ ein Schaltschieber ist direkt an den Kontaktbrückenträger 4 des Hilfsschalters HS angekoppelt. Das Schaltschloß 1 weist im wesentlichen eine Handhabe 5, die Schaltwelle 2, eine Klinke 6 und einen Entklinkungshebel 7 auf. Die hier dargestellte EIN-Stellung wird ursächlich durch die Position der Handhabe 5 erreicht. Über eine mit der Handhabe 5 verbundene Stange 8 ist die Klinke 6 kulissengeführt in ihrer Stellung veränderbar. Sie wirkt auf die Stellung der Schaltwelle 2 ein, die den oben beschriebenen Schaltzustand von Haupt- 3 und Hilfskontakten 9 bestimmt. Eine Feder 10 übt auf die Schaltwelle 2 ein Drehmoment aus. Dieses verstellt die Schaltwelle 2 nach Umlegen der Handhabe 5 in die AUS-Stellung gemäß FIG 5 derart, daß der Hauptkontakt 3 geöffnet wird und die Einwirkung auf den Kontaktbrückenträger 4 des Hilfsschalters HS aufgehoben wird. Daraufhin zieht die Federkraft FHS den Kontaktbrückenträger 4 in die untere Position und bewirkt hiermit einen Schaltzustandswechsel der Hilfskontakte 9 des Hilfsschalters HS.
  • Der EIN-Zustand gemäß FIG 4 wird im Kurzschlußfall durch das Elektromagnetsystem des Leistungsschalters oder bei thermischer Überlast durch einen hier nicht dargestellten Bimetallauslöser aufgehoben. Die Auslösung erfolgt über den Entklinkungshebel 7. Wird z.B. bei thermischer Überlast durch die Bimetalle eine genügend große Entklinkungskraft Fe auf den Entklinkungshebel 7 ausgeübt, gibt dieser die Klinke 6 frei und bewirkt über die Schaltwelle 2 in Verbindung mit der Feder 10 den Übergang in den AUS-Zustand gemäß FIG 5. Die zur Auslösung erforderliche Entklinkungskraft Fe resultiert aus der auf die Schaltwelle 2 wirkenden Kraft Faus der Feder 10. Bei Ankopplung eines Hilfsschalter HS erhöht sich der Kraftbedarf zur Auslösung entsprechend der zusätzlichen Federkraft FHS. Das Bimetall muß zur Auslösung bei thermischer Überlast um einen bestimmten Weg ausgelenkt werden. Über den Entklinkungshebel 7 wird auf das Bimetall eine Gegenkraft ausgeübt, die die Auslenkung des Bimetalls entsprechend seiner Eigenfederung vermindert. Die für die Auslösung erforderliche Auslenkung des Bimetalls wird daher erst bei höherer thermischer Überlast erreicht.
  • Wird gemäß FIG 6 der Leistungsschalter ohne einen Hilfsschalter betrieben, so ist nur noch die Federkraft Faus für die Entklinkung wirksam. Als Folge ist der Einfluß der Eigenfederung des Bimetalls geringer und die Entklinkung erfolgt vorzeitig außerhalb der vorgeschriebenen Toleranzen. Daher muß bei der Kalibrierung des Geräts der Anbau von Hilfsschaltern berücksichtigt werden. Der zulässige Toleranzbereich wird dabei um den Kraftbedarf der Hilfsschalter verringert, was einen fertigungstechnischen Mehraufwand nach sich zieht.
  • Der thermische Auslöser ist entsprechend seiner Eigenfederung an die Entklinkungskraft angepaßt, so daß der Leistungsschalter in den vorgesehenen Grenzen entklinkt und ausschaltet.
  • Die Auslösewerte müssen gemäß den Vorschriften gewisse Toleranzen einhalten. Bisher wurde dies dadurch erreicht, daß die Hilfsschalter auf einem niedrigen Kraftniveau gehalten wurden, indem man den Betrieb mit niedrigen Kontaktandruckkräften und mit einer geringen Anzahl von Hilfsschaltern durchführte.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leistungsschalter mit einem ankoppelbaren Hilfsschalter der obengenannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Einfluß von zusätzlich angekoppelten Hilfsschaltern auf die Auslösewerte mit geringem Aufwand vermieden wird.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der EIN-Stellung des Leistungsschalters keine Wirkverbindung des Hilfsschalters zur Schaltwelle besteht, und daß die Schaltwelle beim Wechsel in den AUS-Zustand des Leistungsschalters nach Überbrückung eines Vorlaufs einen Schaltzustandswechsel des Hilfsschalters bewirkt.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht, wenn der Vorlauf zwischen der Schaltwelle und einem Hebel vorgesehen ist, der in Wirkverbindung mit einer drehbar gelagerten, zur Schaltung der Hauptkontakte dienenden Wippe steht.
  • Vorteilhafterweise steht der Schieber in Wirkverbindung mit einem Kontaktbrückenträger des Hilfsschalters.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Feder den Hebel in einem definierten Schaltzustand hält, in dem der Vorlauf besteht.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • FIG 1
    Ein Schaltschloß eines Leistungsschalters mit angekoppelten Hilfsschalter in EIN-Stellung,
    FIG 2
    ein Schaltschloß eines Leistungsschalters mit angekoppeltem Hilfsschalter HS in AUS-Stellung und
    FIG 3
    ein Schaltschloß eines Leistungsschalters ohne angekoppelten Hilfsschalter in EIN-Stellung.
  • In FIG 1 ist ein Schaltschloß 11 eines Leistungsschalters mit einem angekoppelten Hilfsschalter HS dargestellt. Auf einer Platine 12 sind die Komponenten des Schaltschlosses angebracht. Hierzu gehören eine Handhabe 13, eine Klinke 14, ein Entklinkungshebel 15, eine Schaltwelle 16 und eine Feder 17. Die Schaltwelle 16 ist auf der Platine 12 drehbar gelagert. Die Feder 17 übt mit ihrer Federkraft Faus auf die Schaltwelle 16 ein Drehmoment aus. Andererseits ist die Schaltwelle 16 mit der Klinke 14 verbunden. Die Klinke 14 ist über eine an der Handhabe 13 drehbar gelagerte Stange 18 in einer Kulisse 19 in der Platine 12 geführt. Durch die Federkraft Faus wird auf die Klinke 14 ein solches Drehmoment ausgeübt, daß erst eine am Entklinkungshebel 15 angreifende Entklinkungskraft Fe eine Verdrehung der Klinke 14 und in Folge der Schaltwelle 15 eine Änderung des Schaltzustands bewirkt wird.
  • Die Platine 12 ist mit einem Anschlag 20 versehen, an dem ein Schieber 21 durch eine weitere Feder 22 mit der Kraft FHS angedrückt wird. Am unteren Ende des Schiebers 21 liegt eine drehbar gelagerte Wippe 23 an, mittels derer ein Hauptkontakt 24 des Leistungsschalters betätigbar ist. Weiterhin steht der Schieber 21 in Wirkverbindung mit einem Kontaktbrückenträger 25 des Hilfsschalters HS. In dieser unbetätigten Stellung des Schiebers 21 sind die oberen Hilfsschalterkontakte 26 geschlossen und die unteren Hilfsschalterkontakte 27 geöffnet.
  • In Richtung des durch die Kraft Faus auf die Schaltwelle 16 ausgeübten Drehmomentes besteht zwischen der Schaltwelle 16 und dem Schieber 21 ein Vorlauf 28. Durch diese Entkopplung der Schaltwelle 16 vom Schieber 21 und damit vom Vorhandensein eines Hilfsschalters HS ist die Entklinkungskraft Fe lediglich von der Federkraft Faus der Feder 17 abhängig. Die Feder 22 zum Schließen der Hilfskontakte 26 hat bei dieser Ausführung keinen Einfluß auf die Entklinkungskraft Fe. Dies bedeutet, daß bei der Justierung des Auslösemechanismus des thermischen Überlastauslösers keine zusätzlichen Einflüsse auf die Toleranzen durch Hilfsschalter berücksichtigt werden müssen.
  • In FIG 2 ist das Schaltschloß 11 gemäß FIG 1 in der AUS-Stellung dargestellt. Über die Klinke 14 ist hier die Drehung der Schaltwelle 16 freigegeben, die sich aus der angreifenden Kraft Faus ergibt. Durch diese Drehung liegt die Schaltwelle 16 nach Durchlauf des Vorlaufes 28 auf dem Schieber 21 auf und bewegt diesen nach unten in die hier gezeichnete Stellung. Hierdurch ist die Wippe 23 in eine den Hauptkontakt 24 öffnende Stellung gedreht. Außerdem ist in dieser Stellung des Schiebers 21 der obere Hilfskontakt 26 des Hilfsschalters HS geöffnet und der untere 27 geschlossen. Die Kraft FHS, die das Schließen der Hilfskontakte 26 im EIN-Zustand bewirkt, ist hier durch eine am Kontaktbrückenträger 25 angreifende Feder realisiert.
  • FIG 3 zeigt ein Schaltschloß 11, über das lediglich ein Hauptkontakt 24 betätigt wird. Ein Hilfsschalter ist hier nicht angeschlossen. Die Entklinkungskraft Fe, die zur Entklinkung durch den thermischen Auslöser erforderlich ist, ist hier genauso groß wie im Ausführungsbeispiel nach FIG 1, in dem ein Hilfsschalter HS angekoppelt ist. Die Entklinkungskraft Fe ist lediglich durch die Kraft Faus der Feder 17 bestimmt.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die in der beigefügten Zeichnung dargestellte Ausführungsform erläutert ist, sollte berücksichtigt werden, daß damit nicht beabsichtigt ist, die Erfindung nur auf die dargestellte Ausführungsform zu beschränken, sondern alle möglichen Änderungen, Modifizierungen und äquivalente Anordnungen, soweit sie vom Inhalt der Patentansprüche gedeckt sind, einzuschließen.

Claims (4)

  1. Leistungsschalter mit einem ankoppelbaren Hilfsschalter (HS), wobei der Leistungsschalter ein Schaltschloß (11) mit einer Schaltwelle (16) bzw. mit einem Schaltschieber aufweist, über die bzw. den die Hauptkontakte (24) des Leistungsschalters und die Hilfskontakte (26,27) des Hilfsschalters schaltbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    in der EIN-Stellung des Leistungsschalters keine Wirkverbindung des Hilfsschalters zur Schaltwelle (16) besteht, und daß die Schaltwelle (16) beim Wechsel in den AUS-Zustand des Leistungsschalters nach Überbrückung eines Vorlaufs (28) einen Schaltzustandswechsel des Hilfsschalters bewirkt.
  2. Leistungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauf (28) zwischen der Schaltwelle (16) und einem Schieber (21) vorgesehen ist, der in Wirkverbindung mit einer drehbar gelagerten, zur Schaltung der Hauptkontakte (24) dienenden Wippe (23) steht.
  3. Leistungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (21) in Wirkverbindung mit einem Kontaktbrückenträger (25) des Hilfsschalters steht.
  4. Leistungsschalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (22) den Schieber (21) in einem definierten Schaltzustand hält, in dem der Vorlauf (28) besteht.
EP19970114671 1996-09-05 1997-08-25 Leistungsschalter mit ankoppelbaren Hilfsschalter Expired - Lifetime EP0828277B1 (de)

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