EP2769399B1 - Range of multi-pole circuit breakers - Google Patents
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Definitions
- the second release element 35 Upon reaching the release angle 39 of the pivoting lever 23, the second release element 35 lays against the actuating surface 19 of the U / A release 10 and starts leading the release lever 20 against the spring force of the trigger tension spring 18 from the trigger plunger 16, before closing the main contacts.
- the release lever 20 according to Fig. 7 is pivoted clockwise.
- the magnet armature 17 is released, so that in the event of a tripping situation leading before the closing of the main contacts magnet armature 17 and trip rod 16 can move from its rest position (according to Fig. 7 to the left). In the absence of a Tripping situation, however, remain the armature 17 and the trigger plunger 16 in its rest position.
Description
Die Erfindung betrifft eine Baureihe mehrpoliger Leistungsschalter verschiedener Baugrößen unterschiedlichen Nennstromvermögens mit einem Unterspannungs- oder Arbeitsstromauslöser, nachfolgend mit U/A-Auslöser bezeichnet.The invention relates to a series of multi-pole circuit breaker different sizes different nominal current capacity with an undervoltage or shunt trip, hereinafter referred to as a U / A trigger.
Bekanntermaßen können Leistungsschalter außer mit thermomagnetischen Auslösern auch mit einem U/A-Auslöser ausgerüstet sein, so z.B. nach Druckschrift
Ein Unterspannungsauslöser ist ein Elektromagnet, der bei Spannungsunterbrechung die Auslösemechanik des Leistungsschalters betätigt. Im stromdurchflossenen Zustand befindet sich das System in Ruhelage. Die Ansteuerung erfolgt mit einem Öffnerkontakt. Unterspannungsauslöser lösen bei Spannungsausfall den Schalter aus, um z. B. das selbsttätige Wiederanlaufen von Motoren zu verhindern. Ein Arbeitsstromauslöser ist ein Elektromagnet, der bei Anlegen einer Spannung die Auslösemechanik des Leistungsschalters betätigt. Im stromlosen Zustand befindet sich das System in Ruhelage. Die Ansteuerung erfolgt mit einem Schließkontakt. Arbeitsstromauslöser werden zur Fernauslösung verwendet, wenn z. B. eine Spannungsunterbrechung nicht zur automatischen Abschaltung führen soll. Bei spannungslosem Unterspannungsauslöser bzw. bei stromführendem Arbeitsstromauslöser kann der Leistungsschalter nicht eingeschaltet werden. Hierzu wird beim Einschalten des Leistungsschalters über dessen Schaltschloss der U/A-Auslöser voreilend vor Berührung der Hauptkontakte des Leistungsschalters freigeben. Nachteilig ist, dass für Leistungsschalter unterschiedlichen Nennstromvermögens wegen des mit zunehmender Baugröße steigenden Betrages der erforderlichen Auslöseenergie unterschiedlich ausgelegte U/A-Auslöser zum Einsatz kommen müssen. Die erforderliche Typenzahl der U/A-Auslöser erfordert einen hohen Aufwand für die Vielzahl von Einzelteilen und deren logistische Einbindung in den Herstellungsprozess der U/A-Auslöser.An undervoltage release is an electromagnet which actuates the tripping mechanism of the circuit breaker when the power is interrupted. In the current-carrying state, the system is in rest position. The control takes place with a normally closed contact. Undervoltage release trigger in case of power failure, the switch to z. B. to prevent the automatic restart of engines. A shunt release is an electromagnet that actuates the tripping mechanism of the circuit breaker when a voltage is applied. When de-energized, the system is at rest. The activation takes place with a closing contact. Shunt releases are used for remote release when z. B. a voltage interruption should not lead to automatic shutdown. If the undervoltage release is de-energized or if the residual current release is energized, the circuit breaker can not be switched on. For this purpose, when the circuit breaker is switched on via the switch lock, the U / A release prematurely releases before touching the main contacts of the circuit breaker. The disadvantage is that for circuit breaker different nominal current capacity because of the increasing size with increasing size of the required tripping energy differently designed U / A triggers must be used. The required number of types of U / A triggers requires a lot of effort for the large number of individual parts and their logistical integration into the manufacturing process of the U / A triggers.
Um bei Leistungsschaltern höheren Nennstromvermögens die erforderlichen hohen Auslösekräfte bzw. Auslösewege zu erreichen wird nach Druckschrift
Aus der Druckschrift
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Konstruktions- und Herstellungsaufwand hinsichtlich der zu verwendenden U/A-Auslöser bei einer Leistungsschalter-Baureihe zu senken.The invention has for its object to reduce the design and manufacturing effort in terms of the use of U / A triggers in a circuit breaker series.
Ausgehend von einer Leistungsschalter-Baureihe von der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.Starting from a circuit breaker series of the type mentioned, the object is achieved by the features of the independent claim, while the dependent claims advantageous developments of the invention can be seen.
Dadurch dass für alle Baugrößen der Baureihe ein U/A-Auslöser gleicher Bauart vorgesehen ist, dass aus der Baureihe mindestens eine Baugröße höheren Nennstromvermögens mit einem Kraftspeicher ausgestattet ist, der aus einem Auslösehebel, einem Klinkenhebel und einer zwischen beiden gespannten Spannfeder besteht, dessen Auslösehebel zum Verklinken mit dem Klinkenhebel vom Schaltschloss beim Rücksetzen aus dem ausgelösten Zustand entgegen der Kraftwirkung der Spannfeder beaufschlagt ist, dass bei der mindestens einen mit Kraftspeicher ausgestatteten Baugröße einerseits sowohl die thermischen Auslöser, die magnetischen Auslöser sowie der U/A-Auslöser mit dem Klinkenhebel zum Entspannen des Kraftspeichers in Wirkverbindung treten und anderseits der Auslösehebel mit dem Schaltschloss auslösend in Wirkverbindung tritt und dass bei der mindestens einen mit Kraftspeicher ausgestatteten Baugröße anstelle des bei den übrigen Baugrößen wirksamen ersten Freigabeelementes ein mit dem Schaltschloss verbundenes zweites Freigabeelement mit dem U/A-Auslöser zum Freigeben desselben vorgesehen ist, wobei die vor dem Schließen der Hauptkontakte wirksamen Freigabeposition des zweiten Freigabeelementes gegenüber der Freigabeposition des ersten Freigabeelementes im größeren Maße voreilend ist, können alle Leistungsschalter der Baureihe mit dem gleichen U/A-Auslöser ausgerüstet werden. Dieser U/A-Auslöser ist so bemessen, dass seine Auslöseenergie ausreicht, um die nicht mit einem Kraftspeicher ausgestatteten Leistungsschalter der Baureihe in den ausgelösten Zustand überführen zu können. Bei dem mindestens einen Leistungsschalter der Baureihe, der mit einem Kraftspeicher ausgestattet ist, ist die Auslöseenergie dieses U/A-Auslösers im Zusammenwirken mit dem Kraftspeicher wiederum ausreichend für das Auslösen dieses Leistungsschalters. Durch die erfindungsgemäße Baureihe mehrpoliger Leistungsschalter wird der Aufwand für die Herstellung, Lagerung und den Zusammenbau der Einzelteile des einheitlichen U/A-Auslösers erheblich reduziert. Der Aufwand für den Kraftspeicher ist unerheblich, da ein solcher in der Regel bei den Baugrößen höheren Nennstromvermögens für die thermische Auslösung vorgesehen ist.The fact that for all sizes of the series a U / A-release of the same design is provided that the series is at least one size higher nominal current capacity equipped with a force storage consisting of a release lever, a pawl lever and a tensioned tension spring between the two, its release lever to latch with the ratchet lever from the latch when reset from the tripped condition is acted upon against the force of the tension spring, that at least one equipped with energy storage size on the one hand, both the thermal release, the magnetic release and the U / A trigger with the latch lever Relax the energy accumulator in operative connection and on the other hand, the release lever with the switching mechanism triggering operatively connected and that in the at least one equipped with energy storage size instead of the effective in the other sizes first release element egg n associated with the switching lock second release element is provided with the U / A trigger for releasing the same, wherein the effective before closing the main contacts release position of the second release element with respect to the release position of the first release element is leading to a greater extent, all circuit breakers of the series with the same U / A trigger. This U / A trip unit is designed so that its tripping energy is sufficient to transfer the non-powered circuit-breaker of the series to the tripped state. In the case of the at least one circuit breaker of the series, which is equipped with a force accumulator, the tripping energy of this U / A trigger in conjunction with the energy accumulator is in turn sufficient for triggering this circuit breaker. The inventive series multi-pole circuit breaker is the cost of manufacturing, storage and assembly the parts of the integrated U / A release significantly reduced. The effort for the energy storage is irrelevant, since such is usually provided in the sizes higher rated current capacity for the thermal tripping.
Je nach den räumlichen Gegebenheiten im Inneren des mindestens einen Leistungsschalters höheren Nennstromvermögens und den erforderlichen Auslösewegen und -kräften zum Auslösen des Schaltschlosses, ist es vorteilhaft, einen mit dem Magnetanker des U/A-Auslösers gekoppelten Auslösestößel entweder unmittelbar oder mittelbar mit dem Klinkenhebel zusammenwirken zu lassen. Im letzteren Fall ist es zweckmäßig, zwischen Auslösestößel und Klinkenhebel einen Zwischenschieber oder einen Zwischenhebel zu lagern.Depending on the spatial conditions inside the at least one circuit breaker higher nominal current capacity and the necessary triggering paths and forces to trigger the switching mechanism, it is advantageous to cooperate with the magnet armature of the U / A trigger trigger triggers either directly or indirectly with the latch lever to let. In the latter case, it is expedient to store an intermediate slide or an intermediate lever between the trigger plunger and latch lever.
Es ist weiterhin vorteilhaft, dass je nach den räumlichen Gegebenheiten im Inneren des mindestens einen Leistungsschalters höheren Nennstromvermögens und den erforderlichen Auslösewegen und -kräften zum Auslösen des Schaltschlosses der Auslösehebel des Kraftspeichers entweder unmittelbar oder über ein Zwischenglied auslösend mit dem Schaltschloss wirkverbunden ist.It is also advantageous that, depending on the spatial conditions in the interior of the at least one circuit breaker higher nominal current capacity and the necessary triggering paths and forces to trigger the switching mechanism of the trigger lever of the energy storage device is operatively connected either directly or via an intermediate member triggering with the switching mechanism.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen
- Figur 1:
- eine erfindungsgemäße Baureihe in perspektivischer Darstellung;
- Figur 2:
- den zu der Baureihe nach
Fig. 1 gehörenden U/A-Auslöser in perspektivischer Darstellung; - Figur 3:
- eine Baugröße niederen Nennstromvermögens aus der Baureihe nach
Fig. 1 in gebrochener perspektivischer Schnittdarstellung; - Figur 4:
- die Auslösewirkungskette der Baugröße nach
Fig. 3 in perspektivischer Darstellung; - Figur 5:
- ein Detail der Baugröße nach
Fig. 3 im Bereich ihres Schaltschlosses in gebrochener Schnittdarstellung; - Figur 6:
- eine Baugröße höheren Nennstromvermögens aus der Baureihe nach
Fig. 1 in gebrochener perspektivischer Schnittdarstellung; - Figur 7:
- die Auslösewirkungskette der Baugröße nach
Fig. 6 in perspektivischer Darstellung; - Figur 8:
- ein Detail der Baugröße nach
Fig. 6 im Bereich ihres Schaltschlosses in gebrochener Schnittdarstellung.
- FIG. 1:
- an inventive series in perspective view;
- FIG. 2:
- to the series
Fig. 1 belonging U / A trigger in perspective view; - FIG. 3:
- a size of low nominal current capacity from the series
Fig. 1 in a broken perspective sectional view; - FIG. 4:
- the tripping effect chain according to the size
Fig. 3 in perspective view; - FIG. 5:
- a detail of the size after
Fig. 3 in the area of its switching mechanism in a broken sectional view; - FIG. 6:
- a size higher rated current capability from the series to
Fig. 1 in a broken perspective sectional view; - FIG. 7:
- the tripping effect chain according to the size
Fig. 6 in perspective view; - FIG. 8:
- a detail of the size after
Fig. 6 in the area of their switching mechanism in a broken sectional view.
Jede der drei Baugrößen 1, 2 und 3 ist optional mit einem U/A-Auslöser 10 gleicher Bauart ausgestattet, der als Unterspannungsauslöser oder als Arbeitsstromauslöser ausgebildet sein kann. Der U/A-Auslöser 10 ist in einen von der Frontseite des Schaltergehäuses 4, 5 bzw. 6 zugängigen Aufnahmeraum 11 einzusetzen und mit nach außen geführten Steuerleitungen 12 verbunden.Each of the three
Der U/A-Auslöser 10 gleicher Bauart ist in
Im Folgenden wird anhand der
An dem Schwenkhebel 22 ist ein erstes Freigabeelement 34 angebracht. Der Schwenkhebel 22 stützt sich im Schaltschloss 24 in einem Schwenklager 36 ab (
Im Falle einer Auslösesituation trifft der Auslösestößel 16 auf eine mit dem Schaltschloss 24 verklinkbare Schlossklinke 42, Mit deren Drehbewegung löst sich die Schlossklinke 42 vom Schaltschloss 24, sodass dieses voreilend vor dem Schließen der Hauptkontakte in den ausgelösten Zustand übergeht. Für jeden Schaltpol ist sowohl ein thermischer Auslöser mit einem Bimetallstreifen 48 als auch ein magnetischer Auslöser mit einem Klappanker 50 vorgesehen, die beim Auftreten einer Überlast bzw. eines Kurzschlusses ebenfalls auslösend wirken. Hierzu wird eine von einer im Schaltergehäuse 4 gelagerte Auslösewelle 44 gemäß
Im ausgeschalteten oder ausgelösten Zustand steht durch die eingenommene Winkelstellung des Schwenkhebels 22 das erste Freigabeelement 34 außer Verbindung mit der Betätigungsfläche 19, sodass durch die Wirkung der Auslöserzugfeder 18 der Freigabehebel 20, der Auslösestößel 16 sowie der Magnetanker 17 wieder die in
Die Baugröße 2 mittleren Nennstromvermögens weist ebenfalls anhand der Baugröße 1 beschriebene und zusammenwirkende Funktionselemente auf und kann mit dem U/A-Auslöser 10 vorstehend beschriebener Bauart ausgerüstet werden. Daher braucht auf die Baugröße 2 nicht näher eingegangen zu werden.The
Nachstehend wird anhand der
Im Gegensatz zu den beiden anderen Baugrößen 1 und 2 weist die Baugröße 3 zusätzlich einen Kraftspeicher 52 auf. Dieser Kraftspeicher 52 besteht aus einem Schaltergehäuse 6 mit einem mit seiner Klinkenhebelachse 54 schwenkbar gelagerten Klinkenhebel 56, einem ebenfalls im Schaltergehäuse 6 mit einem mit seiner Auslösehebelachse 58 schwenkbar gelagerten Auslösehebel 60 sowie einer Spannfeder 62 in Form einer spiraligen Druckfeder, unter deren Kraftwirkung Klinkenhebel 56 und Auslösehebel 60 im gegenseitig verspanntem Zustand gehalten werden. Die Bimetallstreifen 49 bzw. die Klappanker 51 wirken im Überlast- bzw. Kurzschlussfall auf entsprechend eingerichtete Fortsätze 64 bzw. 65 des Klinkenhebels 56. Dabei wird der Klinkenhebel 56 in der Darstellung nach
Im Schaltergehäuse 6 ist weiterhin zwischen dem U/A-Auslöser 10 und dem Klinkenhebel 56 ein Zwischenhebel 67 gelagert. Wenn der U/A-Auslöser 10 auf eine Auslösesituation reagiert, trifft dessen Auslösestößel 16 auf das freie Ende des Zwischenhebels 67, verschwenkt diesen gemäß
Das Schaltschloss 25 der Baugröße 3 benötigt zum Auslösen höhere Kräfte als das Schaltschloss der Baugrößen 1 und 2. Diese höheren Kräfte können von den verwendeten Bimetallstreifen 49 und Klappankern 51 sowie dem für die gesamte Baureihe vorgesehenen U/A-Auslöser 10 nicht von sich aus aufgebracht werden. Das Zwischenschalten des Kraftspeichers 52 zwischen den beschriebenen Auslösern und der Schlossklinke 43 ermöglicht es unter Ausnutzung der gespeicherten Kraft der sich entspannenden Spannfeder 62, ausreichend hohe Kräfte zum Auslösen des Schaltschlosses 25 der Baureihe 3 zur Verfügung zu haben. Hierbei ist als besonderer Vorteil hervorzuheben, dass für alle Baureihen 1, 2 und 3 der U/A-Auslöser 10 gleicher Bauart und Größe verwendbar ist.The
Zum Zurücksetzen des Kraftspeichers 52 nach einem Auslösefall trifft beim Rücksetzvorgang des Schaltschlosses 25, der dem Einschaltvorgang voran gehen muss, eine mit dem Schwenkhebel 23 verbundene Rücksetznase 66 auf den Auslösehebel 60 (in
Anstelle des ersten Freigabeelementes 34 am Schwenkhebel 22 des Schaltschlosses 24 bei der kleinen Baugröße 1 (und entsprechen auch bei der mittleren Baugröße 2) ist an dem Schwenkhebel 23 des Schaltschlosses 25 bei der großen Baugröße 3 ein zweites Freigabeelement 35 angebracht. Beim Einschalten des Leistungsschalters wird der Schwenkhebel 23 verschwenkt, d.h. gemäß
Im ausgeschalteten oder ausgelösten Zustand steht durch die eingenommene Winkelstellung des Schwenkhebels 23 das zweite Freigabeelement 35 außer Verbindung mit der Betätigungsfläche 19, sodass durch die Wirkung der Auslöserzugfeder 18 der Freigabehebel 20, der Auslösestößel 16 sowie der Magnetanker 17 wieder die in
Ein Vergleich zwischen den
Die vorstehend beschriebene Erfindung findet Anwendung zum Schutz von Niederspannungsschaltanlagen und Verbrauchern.The invention described above finds application for the protection of low-voltage switchgear and consumers.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleich wirkenden Ausführungsformen. So lässt sich die Erfindung beispielsweise dahingehend ausgestalten, dass der Auslösestößel 16 des U/A-Auslösers 10 ohne Verwendung eines Zwischenhebels direkt auf den Klinkenhebel 56 des Kraftspeichers 52 wirkt. Es steht auch im Einklang mit der Erfindung, wenn statt eines Zwischenhebels 67 ein Zwischenschieber zwischen Auslösestößel 16 und Klinkenhebel 56 angeordnet ist. Ebenfalls im Sinne der Erfindung wäre ein im Schaltergehäuse 6 gelagertes und zwischen dem Auslösehebel 60 des Kraftspeichers 52 und der Schlossklinke 43 gelagertes Zwischenglied.The present invention is not limited to the embodiments described above, but also includes all the same in the context of the invention embodiments. Thus, for example, the invention can be designed such that the
Claims (7)
- Series of multi-pole circuit breakers having different sizes and rated current capacities, the individual sizes (1; 2; 3) each- having a switch latch (24; 25) for closing and opening main contacts,- having thermal and magnetic trips (48; 50) which are operatively connected to the switch latch (24) such that they can be tripped, in order to cause the main contacts to open in the event of overcurrents or short-circuit currents,- having a U/A trip (10), if necessary, which is operatively connected to the switch latch (24) such that it can be tripped, in order to prevent the main contacts from closing or to allow the main contacts to open in the event of undervoltage or an operating current in the U/A trip (10), for which purpose the U/A trip (10) is released by means of a first release element (34) connected to the switch latch (24) before the main contacts close,
in a switch housing (4; 5; 6),
a U/A trip (10) of the same type being provided for every series size (1; 2; 3),
characterised in that- from the series, at least one size (3) having a relatively high rated current capacity is equipped with an energy accumulator (52) which consists of a ratchet lever (56), a tripping lever (60) and a tension spring (62), pressure being applied to the tripping lever (60) by the ratchet lever (56) of the switch latch (25) as it returns from the tripped state, counter to the action of force of the tension spring (62), in order to bring about the tensioned state,- in that, in the case of the at least one size (3) equipped with an energy accumulator (52), on the one hand the thermal trip (49), the magnetic trip (51) and the U/A trip (10) are brought into operative connection with the ratchet lever (56) in order to relax the energy accumulator (52) and, on the other hand, the tripping lever (60) is brought into operative connection with the switch latch (25), such that it can be tripped, as a result of the action of the self-relaxing tension spring (62),- in that, in the case of the at least one size (3) equipped with an energy accumulator (52), instead of the first release element (34) which is effective in the case of the other sizes (1; 2), a second release element (35) which is connected to the switch latch (25) of the first release element is provided in order to enable the U/A trip (10), the release position (39) of the second release element (35) which is effective before the main contacts close being largely in advance of the release position (38) of the first release element (34). - Series of multi-pole circuit breakers according to claim 1, characterised in that a tripping rod (16) which is coupled to the magnet armature (17) of the U/A trip (10) is directly operatively connected to the ratchet lever (56).
- Series of multi-pole circuit breakers according to claim 1, characterised in that a tripping rod (16) which is coupled to the magnet armature (17) of the U/A trip (10) is indirectly operatively connected to the ratchet lever (56).
- Series of multi-pole circuit breakers according to claim 3, characterised in that an intermediate slider is linearly mounted in the switch housing (6) between the tripping rod (16) and the ratchet lever (56).
- Series of multi-pole circuit breakers according to claim 3, characterised in that an intermediate lever (67) is pivotally mounted in the switch housing (6) between the tripping rod (16) and the ratchet lever (56).
- Series of multi-pole circuit breakers according to any of the preceding claims, characterised in that the tripping lever (60) of the energy accumulator (52) is directly operatively connected to the switch latch (25) such that it can be tripped.
- Series of multi-pole circuit breakers according to any of the preceding claims, characterised in that the tripping lever (60) of the energy accumulator (52) is operatively connected to the switch latch (25) by means of an intermediate connecting element mounted in the switch housing (6) such that it can be tripped.
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