EP0956579B1 - Switching device with under-voltage auxiliary release - Google Patents
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H71/50—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release
- H01H71/56—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by rotatable knob or wheel
Definitions
- FIG 2 shows the triggering mechanism of the undervoltage auxiliary switch in connection with the key switch. That with the Gag 1 connected tooth segment 10 has on its underside a backdrop contour 17. This turns when the Knob 1 a bell crank 18 through which the contact 19 of the leading undervoltage auxiliary switch is closed.
- a switch-off spring belongs to the undervoltage auxiliary switch 20 and a sliding element 21 engaging on this, which on a switching claw 22 of the switching device acts.
- the shift claw 22 is with a trigger shaft 23 according to FIG 1 for cancellation the latch lock is connected.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltgerät mit einem Schaltschloß zum Öffnen und Schließen von Hauptkontakten, mit einem voreilenden Unterspannungs-Hilfsschalter und mit einem Betätigungselement, das zum Antrieb des Schaltschlosses und zum Schließen des Unterspannungs-Hilfsauslösers dient, der dabei voreilend einen zum Schaltschloß gehörenden Klinkenhebel in seine geschlossene Position bewegt, bevor der Einschaltvorgang über das Schaltschloß erfolgt.The invention relates to a switching device with a Switch lock for opening and closing main contacts, with a leading undervoltage auxiliary switch and with one Actuator that drives the key switch and serves to close the undervoltage release, the leading a ratchet lever belonging to the switch lock moved to its closed position before the power on via the key switch.
Ein gattungsgemäßes Schaltgerät wird seit geraumer Zeit von Unternehmen der Elektroindustrie vertrieben. Der Unterspannungs-Hilfsschalter ist hier an das eigentliche Schaltgerät angekoppelt, um den Motor- bzw. Anlagenschutz bei Verwendung eines Leistungsschalters auch auf Spannungsausfall oder zu niedrige Spannung auszudehnen. Der Unterspannungs-Hilfsschalter ist im Prinzip ein Elektromagnet, der gegen eine Ausschaltfeder arbeitet. Letztere wird bei vorhandener Spannung vorgespannt und ermöglicht über eine Klaue die Schaltschloßverklinkung des Schaltgeräts. Bei Spannungsausfall öffnet die Ausschaltfeder mit der in ihr gespeicherten Federenergie mittels der Klaue die Schaltschloßverklinkung und das Schaltgerät öffnet den Stromkreis. Die Stromeinschaltung zur Vorspannung der Ausschaltfeder erfolgt über den Elektromagneten, d.h. den voreilenden Unterspannungs-Hilfsschalter. Dabei stellt sich das Problem in der zeitlichen Abstimmung zwischen dem Schließen des Hilfsschalterkontakts und dem eigentlichen Einschaltvorgang des Schaltgeräts über das Schaltschloß. Bei Spannungsausfall und auch im AUS-Zustand des Schaltgeräts befindet sich die Schaltschloßverklinkung im geöffneten Zustand. Daher muß während des Einschaltvorgangs zunächst der Kontakt des Unterspannungs-Hilfsschalters geschlossen werden, damit die Schaltklaue zurückgezogen wird und überhaupt ein Zwischenhebel des Schaltschlosses an einem Klinkenhebel verklinkt werden kann. Dies bedeutet, daß der Zwischenhebel nur am geschlossenen Klinkenhebel gefangen werden kann, bevor der eigentliche Einschaltvorgang in die EIN-Stellung des Schaltgeräts erfolgt.A generic switching device has been around for quite some time Distributed companies in the electrical industry. The undervoltage auxiliary switch is here to the actual switching device coupled to the motor or system protection when in use of a circuit breaker also in the event of a power failure or closed to stretch low tension. The undervoltage auxiliary switch is in principle an electromagnet that works against an opening spring is working. The latter is with voltage preloaded and enables the switching lock to be latched via a claw of the switching device. In the event of a power failure, the opens Switch-off spring with the spring energy stored in it by means of the claw the latch lock and the switching device opens the circuit. The power on for bias the switch-off spring takes place via the electromagnet, i.e. the leading undervoltage auxiliary switch. there the problem arises in the timing between the closing of the auxiliary switch contact and the actual one Switching on the switching device via the key switch. at Power failure and also in the OFF state of the switching device the latch lock in the open state. Therefore, the Contact of the undervoltage auxiliary switch are closed, so that the shifting claw is withdrawn and one at all Intermediate lever of the key switch latched to a ratchet lever can be. This means that the intermediate lever only can be caught on the closed latch lever before the Actual switch-on process in the ON position of the switching device he follows.
Das hierfür erforderliche Voreilen des Unterspannungs-Hilfsschalters wurde bisher durch einen Leerweg des Betätigungselements, z.B. ein Kipphebel- oder Knebelantrieb erreicht. Dabei wirkt das Betätigungselement des Schaltgeräts im ersten Teil seines Bewegungshubes nur auf die Schließmechanik des Unterspannungs-Hilfsschalters. Erst wenn dieser Kontakt geschlossen ist und damit die Verklinkbarkeit gewährleistet ist, greifen Mitnehmernasen in der Schaltschloßmechanik und schalten diese in den EIN-Zustand.The advance of the undervoltage auxiliary switch required for this was previously the result of an empty travel of the actuating element, e.g. reached a rocker arm or toggle drive. The actuating element of the switching device acts in the first Part of its movement stroke only on the locking mechanism of the Auxiliary undervoltage switch. Only when this contact is closed is and thus ensures the ability to be latched is driving lugs in the switch mechanism and switch them to the ON state.
In der DE 195 26 591 A1 ist ein elektrischer Schalter mit einem Hauptstrompfad und mit einem eine Trennstelle aufweisenden Nebenstrompfad offenbart. Über einen Schalthebel ist sowohl das Schaltschloß des elektrischen Schalters als auch die Haupt- und Nebenkontaktstelle betätigbar. Im Schaltschloß wirken eine Ausschaltfeder und eine Zugfeder, deren Federkräfte derart optimiert sind, daß die Ausschaltfeder schwach gewählt werden kann, da sie bei geschlossenem Trennkontakt von der Zugfeder unterstützt wird. Bei geöffnetem Trennkontakt muß die Ausschaltfeder nur die Reibungskräfte der Trennkontaktstelle und dann noch die relativ geringe Hauptkontaktkraft überwinden.DE 195 26 591 A1 describes an electrical switch with a Main current path and with a separation point Branch current path disclosed. A shift lever is both the switch lock of the electrical switch as well Main and secondary contact point can be operated. In the key switch act a switch-off spring and a tension spring, their spring forces are optimized so that the opening spring is weak can be selected because it is with the break contact closed is supported by the tension spring. With open isolating contact the switch-off spring only needs the frictional forces of the isolating contact point and then the relatively low main contact force overcome.
Der DE 92 06 137 U1 ist ein Leistungsschalter mit einem Schaltschloß zu entnehmen, bei dem die Wirkungslinie einer Ausschaltfeder abhängig von der Schaltstellung verändert wird. Dadurch wird erreicht, daß in der AUS-Stellung sich bei einem großen Hebelarm ein großes Drehmoment ergibt und in der EIN-Stellung bei kleinem Hebelarm auf die Schaltwelle des Schaltschlosses ein relativ geringes Drehmoment wirkt.DE 92 06 137 U1 is a circuit breaker with a Switch lock can be seen, in which the line of action one Switch-off spring changed depending on the switching position becomes. This ensures that in the OFF position a large lever arm gives a large torque and in the ON position with small lever arm on the selector shaft of the Switch lock a relatively low torque acts.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät der obengenannten Art zu schaffen, bei dem der Verlauf des Unterspannungs-Hilfsauslösers mit anschließender Verklinkung des Schaltschlosses auf einfache Weise realisiert ist.The invention has for its object a switching device create the above type, in which the course of the undervoltage release with subsequent latching of the Switch lock is realized in a simple manner.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Schaltschloß eine dem Betätigungselement in Wirkverbindung stehende Hebelmechanik, die einen Zwischenhebel zur Verklinkung am Klinkenhebel umfaßt, und eine erste und eine zweite auf den Zwischenhebel wirkende Federkraft aufweist, wobei die Summe der auf den Zwischenhebel wirkenden beiden Federkräfte in einer ersten Phase der Betätigung des Betätigungselements, in der der voreilende Unterspannungs-Hilfsschalter geschlossen wird, diesen an einem Anschlag hält und in einer anschließenden zweiten Betätigungsphase den Zwischenhebel vom Anschlag weg in die Verklinkungsposition am Klinkenhebel bewegt.According to the invention the object is achieved in that the Switch lock in operative connection with the actuating element standing lever mechanism, which is an intermediate lever for latching comprises on the ratchet lever, and a first and a second has spring force acting on the intermediate lever, the Sum of the two spring forces acting on the intermediate lever in a first phase of actuating the actuating element, in which the leading undervoltage auxiliary switch is closed is held at one stop and in a subsequent one second operating phase the intermediate lever from Stop moved to the latching position on the ratchet lever.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Schaltschloß einen mit dem Betätigungselement in Wirkverbindung stehenden Steuerhebel, eine an diesem angreifende Zugfeder, einen durch Kraftübertragung der Zugfeder in seiner Stellung veränderbaren Winkelhebel sowie einen zwischen dem Winkelhebel und dem Klinkenhebel angeordneten Zwischenhebel aufweist, der in AUS-Stellung durch eine Kompensationsfeder an einem Anschlag in einer solchen Stellung gehalten wird, daß er beim Einschaltvorgang nach Bewegung des Klinkenhebels in seine geschlossene Stellung durch die Schaltschloßmechanik vom Anschlag weg in die Verklinkungsposition am Klinkenhebel bewegt wird. Dies stellt eine bisher nicht bekannte zusätzliche Funktion der Kompensationsfeder dar, die bei vergleichbaren Schaltschlössern normalerweise nur zur Reduzierung der Anlagekraft des Zwischenhebels an dem Klinkenhebel dient. Im vorliegenden Fall werden die Hebelverhältnisse so gewählt, daß mit dieser Kompensationsfeder sowohl die Anlagekraft reduziert als auch der Vorlauf des Unterspannungs-Hilfsschalters erreicht wird.Furthermore, it is advantageous if the switching lock has one control lever in operative connection with the actuating element, a tension spring acting on it, one by power transmission the tension spring can be changed in its position Angle lever and one between the angle lever and the Pawl lever arranged intermediate lever, which is in the OFF position by a compensation spring on a stop in such a position is held that he when switching on after moving the latch lever into its closed Position by the switch mechanism from the stop in the latch position on the latch lever is moved. This represents a previously unknown additional function of the Compensation spring represents that with comparable switch locks usually only to reduce the investment power of the Intermediate lever on the ratchet lever is used. In the present Case the leverage ratios are chosen so that with this Compensation spring both reduces the contact force as well the advance of the undervoltage auxiliary switch is reached.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht, wenn eine feste Kopplung zwischen dem Betätigungselement und dem Schaltschloß besteht, durch die bei Betätigung der gesamte Bewegungshub des Betätigungselements auf das Schaltschloß für den Einschaltvorgang übertragen wird. Diese Ausführung hat außerdem den Vorteil, daß die Kraftübertragungskette nicht durch einen Leerweg unterbrochen werden muß und eine hierfür aufwendige Mechanik entfallen kann.An advantageous development of the invention exists if a fixed coupling between the actuator and the Switch lock exists, by which when pressed the entire Stroke of the actuator on the switch lock for the switch-on process is transmitted. This version has also the advantage that the power transmission chain is not must be interrupted by an empty path and one for this elaborate mechanics can be omitted.
Vorteilhafterweise dient zum Antrieb ein Knebel als Betätigungselement.A gag advantageously serves as the actuating element for driving.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht, wenn nach einem ersten Drehwinkel α des Betätigungselements der Unterspannungs-Hilfsschalter schließt und bei einem zweiten größeren Drehwinkel β sich der Zwischenhebel in der Verklinkungsposition an dem jetzt geschlossenen Klinkenhebel anlegt. Auf diese Weise wird die erforderliche Voreilung gewährleistet.Another advantageous embodiment exists if after a first angle of rotation α of the actuating element of the undervoltage auxiliary switch closes and at a second larger one Angle of rotation β the intermediate lever in the latching position on the now closed ratchet lever. On this ensures the necessary advance.
Ist die Kompensationsfeder als Drehfeder ausgeführt, so läßt sich hiermit der Platzbedarf verringern und die erforderliche Federsteifigkeit erreichen.If the compensation spring is designed as a torsion spring, then let hereby reduce the space requirement and the required Achieve spring stiffness.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht, wenn das Betätigungselement mit einer Kulissenkontur versehen ist, die bei Betätigung einen Umlenkhebel dreht, der das Schließen des Unterspannungs-Hilfsschalters auslöst. Dies stellt eine besonders einfache und kostengünstige Wirkverbindung zwischen dem Betätigungselement und dem Hilfskontakt des Unterspannungs-Hilfsschalters dar.Another advantageous embodiment of the invention consists of if the actuator with a backdrop contour is provided which rotates a bell crank when actuated triggers the closing of the undervoltage auxiliary switch. This provides a particularly simple and inexpensive active connection between the actuator and the auxiliary contact of the Undervoltage auxiliary switch.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- FIG 1
- eine perspektivische Ansicht eines Schaltschlosses mit Drehantrieb eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts in AUS-Stellung,
- FIG 2
- eine perspektivische Ansicht des Schaltschlosses gemäß FIG 1 mit dem Auslösemechanismus des Unterspannungs-Hilfsschalters und
- FIG 3, FIG 4
- eine Darstellung des Funktionsprinzips des Schaltschlosses mit Verklinkung in AUS- und EIN-Stellung.
- FIG. 1
- 1 shows a perspective view of a switch lock with a rotary drive of a switching device according to the invention in the OFF position,
- FIG 2
- a perspective view of the switch lock according to FIG 1 with the triggering mechanism of the undervoltage auxiliary switch and
- 3, 4
- a representation of the functional principle of the key switch with latching in the OFF and ON position.
In FIG 1 ist in AUS-Stellung ein Schaltschloß eines Schaltgeräts
mit Drehhebelantrieb dargestellt, der mit einem Knebel 1
als Betätigungselement ausgeführt ist. Das Schaltschoß besteht
im wesentlichen aus einem Steuerhebel 2, einem Winkelhebel
3, einem Zwischenhebel 4, einem Klinkenhebel 5 mit
einer Verklinkungsnase 6, einer Zugfeder 7 und zwei Laschen
8,9. Der Knebel 1 steht über ein Zahnsegment 10 und einen mit
diesem verzahnten Antriebshebel 11 mit dem Steuerhebel 2
direkt, d.h. ohne einen Leerweg, in Wirkverbindung. Die Zugfeder
7 hängt mit einem Ende an dem drehbar gelagerten Steuerhebel
2 und mit dem anderen Ende zusammen mit den Laschen 8
und 9 an einem Gelenkpunkt 12. Die Lasche 8 ist außerdem
drehbar am Winkelhebel 3 befestigt, der sich am Zwischenhebel
4 abstützt. Letzterer wird durch die Kraft einer Kompensationsfeder
13, die hier als Drehfeder ausgeführt ist, an einen
hier nicht dargestellten Anschlag gezogen. Die Federkraft
der Kompensationsfeder 13 ist so bemessen, daß trotz des eingeleiteten
Drehmoments 15 bzw. 16 der Zwischenhebel 4 am
Anschlag 14 gehalten wird (siehe FIG 3). In FIG 1, a switch lock of a switching device is in the OFF position
shown with rotary lever drive, which with a knob 1
is designed as an actuator. The switch is made
essentially from a
FIG 2 zeigt den Auslösemechanismus des Unterspannungs-Hilfsschalters
in Verbindung mit dem Schaltschloß. Das mit dem
Knebel 1 verbundene Zahnsegment 10 weist an seiner Unterseite
eine Kulissenkontur 17 auf. Diese dreht bei Betätigung des
Knebels 1 einen Umlenkhebel 18, durch den der Kontakt 19 des
voreilenden Unterspannungs-Hilfsschalters geschlossen wird.
Zum Unterspannungs-Hilfsschalter gehört eine Ausschaltfeder
20 und ein an dieser angreifendes Schiebeelement 21, das auf
eine Schaltklaue 22 des Schaltgeräts wirkt. Die Schaltklaue
22 ist mit einer Auslösewelle 23 gemäß FIG 1 zur Aufhebung
der Schaltschloßverklinkung verbunden.2 shows the triggering mechanism of the undervoltage auxiliary switch
in connection with the key switch. That with the
Gag 1 connected
FIG 3 zeigt das Funktionsprinzip der Schaltschloßmechanik in
Verbindung mit dem Unterspannungs-Hilfsschalter in AUS-Stellung.
Die über die Zugfeder 7 und die mit ihr am Gelenkpunkt
12 verbundene Lasche 8 wird auf den Winkelhebel 3 aufgrund
des relativ kurzen Hebelarms 25 ein geringes Drehmoment 15
ausgeübt. Das daraufhin auf den Zwischenhebel 4 wirkende
Drehmoment 26 ist so klein, daß dieser durch die Wirkung der
Federkraft der Kompensationsfeder 13 am Anschlag 14 anliegt.
Zugleich ist der Kontakt 19 des Unterspannungs-Hilfsschalters
in der offenen Position, in der die Ausschaltfeder 20 ohne
Einwirkung des Elektromagneten des Unterspannungs-Hilfsschalters
den Klinkenhebel 5 in seiner offenen Stellung hält.3 shows the principle of operation of the switch mechanism in
Connection with the undervoltage auxiliary switch in the OFF position.
The
Beim Einschalten wird der Steuerhebel 2 durch die Drehung am
Knebel 1 in Richtung EIN bewegt (siehe FIG 4) und dabei die
hier nicht dargestellten Hauptkontakte des Schaltgeräts geschlossen.
Gleichzeitig betätigt die Kulissenkontur 17 am
Zahnsegment 10 den voreilenden Unterspannungs-Hilfsschalter.
Nach einem ersten Drehwinkel α von ca. 30° ist der Kontakt 19
des Unterspannungs-Hilfsschalters (siehe FIG 1,2) geschlossen,
so daß bei vorhandener Spannung die Ausschaltfeder 20 im
Unterspannungs-Hilfsschalter gespannt wird. Die Schaltklaue
22 wird dadurch zurückgezogen und der Klinkenhebel 5 bewegt
sich in seine geschlossene Position, in der der Zwischenhebel
4 gesperrt wird. Aufgrund der Rückdruckkraft 24 der Kontaktandruckfedern
des Schaltgeräts und des sich verringernden
Hebelarms der Zugfeder 7 dreht der Gelenkpunkt 12 gleichzeitig
nach unten. Dabei wird der am Winkelhebel 3 angreifende
Hebelarm 25 größer, so daß die Drehmomente 15,16 mit zunehmendem
Drehwinkel steigen. Beim zweiten Drehwinkel β von ca.
45° ist das Drehmoment 16 größer als das durch die Kompensationsfeder
13 bewirkte Drehmoment 26 am Zwischenhebel 4.
Dieser legt sich an die Verklinkungsnase 6 des Klinkenhebels
5 an und stützt sich dort ab. Bei weiterer Verdrehung des
Knebels 1 geht der Schalter in die EIN-Stellung.When you turn on the
Da das Schließen des Kontakts 19 des Unterspannungs-Hilfsschalters
bereits bei 30° erfolgt und der Zwischenhebel 4
erst bei 45° anlegt, bleibt aufgrund des Differenzdrehwinkels
genug Zeit, um den Klinkenhebel 5 bei vorhandener Spannung zu
schließen oder bei Unterspannung offenzuhalten. Bei noch offenem
Klinkenhebel 5 aufgrund von Unterspannung gibt der nach
vorn, d.h. vom Anschlag 14 wegdrehende Zwischenhebel 4 den
Winkelhebel 3 frei und das Schaltgerät geht in den ausgelösten
Zustand über.As the closing of the
Auf diese Weise ist gewährleistet, daß der Zwischenhebel 4
sich nicht bewegt, bevor der Unterspannungs-Hilfsschalter geschlossen
ist. In diesem Falle könnte nämlich das Schaltgerät
bei Nennspannung nicht mehr verklinken, da der Zwischenhebel
4 bereits an der Verklinkungsnase 6 vorbeigelaufen wäre.In this way it is ensured that the intermediate lever 4th
does not move before the undervoltage auxiliary switch is closed
is. In this case, the switching device could
at nominal voltage, no longer latch, since the
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.Although the present invention with reference to the in of the accompanying drawing illustrated embodiment , it should be borne in mind that this is not intended is, the invention only to the illustrated embodiment to limit, but all possible changes, Modifications and equivalent arrangements insofar as they are from Contents of the claims are covered.
Claims (7)
- Switching device with a latch for opening and closing main contacts, with a leading auxiliary undervoltage switch and an actuating element (1) which serves to operate the latch and to close the auxiliary undervoltage switch which, with it leading, moves a pawl lever (5) associated with the latch to its closed position before the switch-on sequence via the latch takes place, characterised in that the latch has a lever mechanism (3, 4, 8, 9) linked to the actuating element (1), said lever mechanism incorporating an intermediate lever (4) for latching on the pawl lever, and has a first (7) and a second spring force (13) acting on the intermediate lever (4) whereby, in an initial phase of actuation of the actuating element (1) in which the leading auxiliary undervoltage switch is closed, the sum of the two spring forces (7, 13) acting on the intermediate lever (4) holds it against a stop (14) and, in a subsequent second actuation phase, moves the intermediate lever (4) away from the stop (14) to the latching position on the pawl lever (5).
- Switching device according to Claim 1, characterised in that the latch has a control lever (2) linked to the actuating element (1), a spring (7) engaging with said control lever, an angle lever (3) whose position can be varied by the force transmitted by the spring (7) as well as an intermediate lever (4) mounted between the angle lever (3) and the pawl lever (5), said intermediate lever being held in the OFF position by a compensating spring (13) against a stop (14) such that, during the switch-on sequence, it is moved away from the stop by the latching mechanism to the latching position on the pawl lever (5) after said pawl lever (5) has moved to its closed position.
- Switching device according to Claim 1 or 2, characterised in that, between the actuating element (1) and the latch, there is a fixed coupling by means of which, on actuation, the entire travel of the actuating element (1) is transmitted to the latch for the switch-on sequence.
- Switching device according to of one the preceding claims, characterised in that a twist knob (1) is used as the actuating element for operation.
- Switching device according to of one the preceding claims, characterised in that after an initial angle of rotation α of the actuating element (1), the auxiliary undervoltage switch closes and, in the event of a second larger angle of rotation β, the intermediate lever (4) assumes the latched position on the closed pawl lever (5).
- Switching device according to of one the preceding claims, characterised in that the compensating spring is implemented as a torsion spring (13).
- Switching device according to of one the preceding claims, characterised in that the actuating element (1) is provided with a link contour (17) which, during actuation, turns a reversing lever (18) which triggers closure of the auxiliary undervoltage switch.
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