FR2519801A1

FR2519801A1 - MECHANISM FOR AUTOMATIC SWITCH

Info

Publication number: FR2519801A1
Application number: FR8300066A
Authority: FR
Inventors: Gunter Boker; Georg Schedler; Dieter Kropp
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1982-01-08
Filing date: 1983-01-05
Publication date: 1983-07-18
Also published as: DE3200325A1; DE3200325C2; FR2519801B1

Abstract

The mechanism, which is provided especially for use in the case of line protection circuit breakers, can be clamped in a geometric lock in the form of a knee joint by means of a latch clip (2) which is articulated on a pivotably supported toggle (1) and is supported at its free end on a lever (3) which forms a latching point (4) and is supported such that it can rotate. In this case, on the side facing away from the latching point (4), the latching clip (2) has a rigid extension (2c) which passes beyond the articulation point (1b) of said latching clip (2) on the toggle (1), on which extension a spring (5), which engages from a fixing point (6) and is used as a force store for pivoting the toggle (1), is suspended at a point (hole 2f) which is predetermined in such a manner that, in the switched-on position with the mechanism latched, said point is located precisely or virtually on the connecting line (8) between the articulation point (1b or 2d) of the latching clip (2) on the toggle (1) and the fixing point (6) of the spring (5), and hence in its active direction on the articulation point (1b or 2d). When the mechanism is unlatched and in this case the direction of the latching clip (2) changes itself, a pivoting torque is simultaneously exerted by the spring (5) on the latching clip (2) in the direction of the latching point (4).

Description

La présente invention est relative à un mécanisme
pour interrupteur automatique, notamment pour disjoncteur,
qui, au moyen d'un étrier à cliquet relié par une articu
lation à un doigt monté de manière à pouvoir pivoter prend
appui, par son extrémité libre, sur un levier monté de ma
nière à pouvoir pivoter et formant une zone d'enclenchement,
peut se tendre comme une genouillère en franchissant un
point mort et qui comporte des dispositifs pouvant accumu
ler de l'énergie mécanique pour le pivotement automatique
du doigt jusqu'à sa position de déclenchement et pour l'en
grènement réciproque des deux éléments d'enclenchement.The present invention relates to a mechanism
for automatic switch, especially for circuit breaker,
which, by means of a ratchet stirrup connected by an articu
lation to a finger mounted so that it can pivot takes
support, by its free end, on a lever mounted on my
able to pivot and forming an interlocking zone,
can stretch like a knee brace when crossing a
neutral and which includes devices that can accumulate
ler mechanical energy for automatic pivoting
finger to its trigger position and for
reciprocal arrangement of the two interlocking elements.

Un mécanisme de ce type fait l'objet, par exemple, de
la demande de brevet allemand P 30 31 482, déjà assez
ancienne. Dans le dispositif qu'elle décrit, il faut, pour
le pivotement du doigt dans la position de déclenchement et
pour le fonctionnement de l'étrier à cliquet avec un levier
d'enclenchement, deux ressorts séparés. Au prix de revient
des ressorts s'ajoutent donc les frais de montage, assez
considérables,. et aussi la nécessité de réserver de la pla
ce dans l'enveloppe du disjoncteur pour le logement des
ressorts.Such a mechanism is the subject, for example, of
German patent application P 30 31 482, already enough
Ancient. In the device which it describes, it is necessary, for
pivoting of the finger into the release position and
for operating the ratchet caliper with a lever
two separate springs. At cost price
springs are added to the assembly costs, enough
considerable ,. and also the need to reserve pla
this in the enclosure of the circuit breaker for housing
springs.

Le but de l'invention est d'améliorer le mécanisme de
telle manière que les ressorts puissent avoir des fonctions
multiples, ce qui permet de simplifier le montage des piè
ces du mécanisme. De plus, les tolérances pour les diffé
rentes pièces doivent être compensées et l'encombrement
dans l'enveloppe doit être réduit en tenant compte des dis
tances imposées pour l'aération et les courants de fuite.The object of the invention is to improve the mechanism of
in such a way that the springs can have functions
multiple, which simplifies the assembly of the parts
these of the mechanism. In addition, the tolerances for the differ
parts annuities must be compensated and the space
in the envelope should be reduced taking into account the dis
tances imposed for ventilation and leakage currents.

Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que
l'étrier à cliquet comporte, du côté opposé à la zone d'en clenchement, un prolongement rigide qui s t tend au-delà du
point d'articulation de l'étrier sur le doigt et auquel un
ressort attaché par ailleurs à un point fixe et servant d'acocumulateur d'énergie mécanique pour le pivotement du
doigt est accroché en un point déterminé de telle manière
que dans la position d'enclenchement du disjoncteur, lors
que le mécanisme est enclenché, ce point se trouve exactement ou presque sur la droite joignant le point d'articu
lation de l'étrier à cliquet sur le doigt au point d'atta
che fixe du ressort et, de ce fait, sur la ligne d'action du ressort sur le point d'articulation, tandis que dans
la position de déclenchement, lorsque le mécanisme est déclenché et que l'étrier à cliquet est orienté dans une autre direction, le point d'accrochage du ressort s'écarte de la droite joignant le point d'attache fixe au point d'artieulation, de sorte que le ressort exerce sur l'étrier
& cliquet un moment de pivotement dans la direction de la
zone d'enclenchement.This object is achieved, according to the invention, because
the ratchet bracket has, on the side opposite to the latching area, a rigid extension which tends beyond the
point of articulation of the stirrup on the finger and to which a
spring also attached to a fixed point and serving as a mechanical energy accumulator for pivoting the
finger is hung at a determined point in such a way
only in the circuit-breaker latching position, when
that the mechanism is engaged, this point is exactly or almost on the right joining the point of articu
lation of the ratchet bracket on the finger at the point of attack
fixed che of the spring and, therefore, on the line of action of the spring on the point of articulation, while in
the trigger position, when the mechanism is triggered and the ratchet caliper is oriented in another direction, the spring attachment point moves away from the right joining the fixed attachment point to the pivot point, so that the spring exerts on the caliper
& clicks a moment of pivoting in the direction of the
interlocking zone.

L'invention présente l'avantage de n'exiger qu'un ressort pour le pivotement du doigt et l'enclenchement du Mécanisme. La suppression du deuxième ressort simplifie
le montage et ce mode de réalisation facilite la compensa
tion des tolérances dans la zone d'enclenchement. De plus,
le déclenchement ne demande que des forces peu importantes puisque, pour le déclenchement, il suffit de vaincre les
forces de frottement des deux éléments d'enclenchement et
que .le ressort du doigt exerce sur l'étrier à cliquet b aucune force supplémentaire.De plus, il devient plus fa-
cile de respecter les distances nécessaires à l'isolation
électrique puisqu'il n'y a plus de deuxième ressort en acier qui se trouvait auparavant dans une zone marginale, donc importante, à l'intdrieur de l'enveloppe.The invention has the advantage of requiring only one spring for the pivoting of the finger and the engagement of the Mechanism. The removal of the second spring simplifies
the mounting and this embodiment facilitates the compensa
tolerances in the interlocking zone. Furthermore,
triggering requires only small forces since, for triggering, it suffices to overcome the
friction forces of the two latching elements and
that the spring of the finger exerts on the ratchet caliper b no additional force. In addition, it becomes easier
eyelash to respect the distances necessary for insulation
electric since there is no longer a second steel spring which was previously in a marginal, therefore important, zone inside the envelope.

L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus ditaillée au moyen d'un exemple de réalisation représenté par le dessin. The invention is described below in more detail by means of an embodiment shown in the drawing.

La figure 1 ne représente que les éléments essentiels nécessaires à la compréhension de l'invention, le mécanisne étant dans la position d'enclenchement. Figure 1 shows only the essential elements necessary for understanding the invention, the mechanism being in the latching position.

La figure 2 représente le même mécanisme que la figure
1, nais dans la position de déclenchement. Figure 2 shows the same mechanism as Figure
1, born in the release position.

Le mécanisme comporte un doigt de commande manuelle et est monté, dans ltenveloppe 7 sommairement représentée, de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe fixe la. Le doigt comporte un point d'articulation lb ayant la forme d'un évidement ouvert partiellement du côté de la périphérie et servant de palier à un étrier à cliquet 2 dont l'ossature est constituée par un étrier 2a en fil métallique en forme de U qui comporte, au niveau de sa branche libre, une surface d'enclenchement 2b. Cette surface forme, avec un levier 3 monté sur un axe 3a fixé à l'enveloppe et comportant un arrondi d'enclenchement 3b, une zone d'enclenchement 4.. L'action du levier s'associe à celle d'autres parties du mécanisme non représentées, qui peuvent être négligées dans cette description.L'étrier à cliquet comporte également un prolongement rigide 2c qui s'étend au-delà du point d'articulation lb et qu'il est avantageux de réaliser en matière plastique, par injection. Au cours de cette opération d'injection, l'étrier en fil métallique est également enrobé de matière plastique au niveau de sa branche 2d et d'une partie de sa traverse 2e, de sorte que cet enrobage de matière plastique autour de la branche 2d constitue le véritable pivot de l'étrier à cliquet dans le doigt. The mechanism comprises a manual control finger and is mounted, in the briefly represented lten envelope 7, so as to be able to pivot around a fixed axis 1a. The finger has an articulation point 1b having the form of a recess partially open on the side of the periphery and serving as a bearing for a ratchet stirrup 2, the framework of which is constituted by a stirrup 2a of metal wire in the form of U which comprises, at its free branch, an interlocking surface 2b. This surface forms, with a lever 3 mounted on an axis 3a fixed to the envelope and comprising a latching rounding 3b, a latching zone 4 .. The action of the lever is associated with that of other parts of the mechanism not shown, which can be neglected in this description. The ratchet caliper also has a rigid extension 2c which extends beyond the articulation point 1b and which is advantageous to make of plastic material, by injection . During this injection operation, the metal wire stirrup is also coated with plastic material at the level of its branch 2d and of a part of its cross member 2e, so that this coating of plastic material around the branch 2d constitutes the real pivot of the ratchet in the finger.

Comme dès avant l'injection la surface d'enclenchement 2b ee trouve appliquée contre l'étrier en fil métallique, le pivot peut être réalisé, lors de l'injection, de manière A s'adapter exactement à cette surface, ce qui permet-de compenser facilement les tolérances et les écarts-d'axes dans l'étrier en fil métallique. L'enrobage supplémentaire de la traverse 2e sert à l'isolation électrique de l'étrier en fil métallique, qui se trouve situé, avec le doigt, dans une zone proche du bord de l'enveloppe. Le maintien des distances imposées pour l'aération et les courants de fuite par rapport aux pièces conductrices de l'électricité se trouve donc ainsi pratiquement réalisé sans frais supplémentaires.De plus, lors de la pulvérisation, on prend soin de ménager dans le prolongement 2c un trou 2f dans lequel le ressort de traction 5 s'accroche par l'un de ses oeillets Sa tandis que par son oeillet 5b il stac- croche, tout en gardant une liberté de mouvements, à un point fixe 6 qui eet constitué par un pivot solidaire de l'enveloppe ou fixé sur d'autres pièces du mécanisme. As before the injection the interlocking surface 2b ee is applied against the metal wire stirrup, the pivot can be produced, during the injection, so as to adapt exactly to this surface, which allows- to easily compensate for tolerances and deviations from the axes in the wire clamp. The additional coating of the cross member 2e serves to electrically insulate the metal wire bracket, which is located, with the finger, in an area close to the edge of the envelope. Maintaining the distances imposed for ventilation and leakage currents relative to electrically conductive parts is thus practically achieved at no additional cost. In addition, when spraying, care is taken to spare in the extension 2c a hole 2f in which the tension spring 5 is hooked by one of its eyelets Sa while by its eyelet 5b it hangs, while retaining freedom of movement, at a fixed point 6 which is constituted by a pivot integral with the casing or fixed to other parts of the mechanism.

Les positions du prolongement et, notamment du trou 2f, sont fixées par rapport à un point déterminé à l'avance de telle manière que, dans la position d'enclenchement représentée par la figure 1, le trou 2f se trouve sur la droite 8, indiquée en traits interrompus, qui joint le pivot 2d au point -fixe 6. La direction d'action du ressort de traction 3 coIncide donc exactement ou au moins approxi nativement avec cette droite, qui passe au-dessous de l'axe la du doigt. De ce fait, l'étrier à cliquet n'est soumis i aucun effort de pivotement qui pourrait provoquer un dégagement au niveau de la zone d'enclenchement 4.De plus, le moment exercé par le ressort de traction sur le doigt dans le sens des aiguilles d'une montre est surcompensé par la tension de la genouillère au-delà du point mort, les forces exercées par le mécanisme au niveau du levier 3 dans le sens des aiguilles d'une montre par l'intermédiaire de la zone d'enclenchement 4 étant transmises à la surface d'enclenchement 2b exactement dans la direction d'appui de l'étrier A cliquet. L'action de ces forces se prolonge à partir de la surface d'enclenchement au-delA du pivot 2d au-dessus de l'axe la du doigt et exerce sur le doigt un moment dirigé dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. La direction d'action du ressort de traction et la direction d'appui du levier à cliquet, qui se coupent à leur point d'application commun, c'est-à-dire sur le pivot 2d, délimitent entre elles un angle aigu sur la bissectrice duquel on trouve l'axe la du doigt, exactement dessus ou tout près suivant les forces en cause. The positions of the extension and, in particular of the hole 2f, are fixed relative to a point determined in advance in such a way that, in the latching position represented by FIG. 1, the hole 2f is on the right 8, indicated in broken lines, which joins the pivot 2d to the fixed point 6. The direction of action of the tension spring 3 therefore coincides exactly or at least approximately with this straight line, which passes below the axis la of the finger . Therefore, the ratchet calliper is not subjected to any pivoting force which could cause a clearance at the level of the engagement zone 4. In addition, the moment exerted by the tension spring on the finger in the direction clockwise is overcompensated by the tension of the toggle lever beyond neutral, the forces exerted by the mechanism at lever 3 clockwise through the engagement 4 being transmitted to the engagement surface 2b exactly in the direction of support of the ratchet A ratchet. The action of these forces extends from the interlocking surface beyond the pivot 2d above the axis la of the finger and exerts on the finger a moment directed anticlockwise . The direction of action of the tension spring and the direction of support of the ratchet lever, which intersect at their common point of application, that is to say on the pivot 2d, delimit between them an acute angle on the bisector of which the axis la of the finger is found, exactly above or very close according to the forces in question.

Si maintenant, sous l'action d'un mécanisme de déclenchement non représenté, une force de déclenchement vient à s'exercer suivant la direction indiquée par la flèche 4a sur le mécanisme d'enclenchement représenté par la figure l, l'étrier à cliquet 2 pivote dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et le moment exercé par le ressort de traction 5, libéré, fait tourner le doigt dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce qu'il occupe la position représentée par la figure 2. Pendant ce temps, le levier 3 pivote également, en même temps que le dispositif de contact, non représenté, dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, autour de son axe 3a et, sous l'action des pièces du mécanisme qui lui sont associées, se place également à peu près dans la position indiquée par la figure 2.L'étrier à cliquet se déplace alors en étant engagé, au niveau de sa branche qui porte la surface d'enclenchement 2b, dans une coulisse 3c du levier qui est délimitée par une partie proéminente 3d située en face de l'arrondi d'enclenchement 3b. Ce déplacement se produit sous l'action du ressort de traction 5, accroché dans le trou 2f du prolongement, dont la direction d'action s'écarte de la droite 8' joignant le pivot 2d au point fixe 6 et qui produit maintenant, en plus du moment de rotation exercé sur le doigt, un moment de pivotement autour du pivot 2d exercé sur l'étrier à cliquet. If now, under the action of a not shown trigger mechanism, a trigger force comes to be exerted in the direction indicated by the arrow 4a on the latching mechanism shown in Figure l, the ratchet 2 pivots anti-clockwise and the moment exerted by the tension spring 5, released, rotates the finger clockwise until it occupies the position represented by Figure 2. During this time, the lever 3 also pivots, at the same time as the contact device, not shown, counterclockwise, around its axis 3a and, under the action of the parts of the mechanism associated with it, is also placed approximately in the position indicated in FIG. 2. The ratchet caliper then moves while being engaged, at the level of its branch which carries the engagement surface 2b, in a slide 3c of the lever which is delimited by a prominent part 3d located opposite the interlocking rounding 3b. This displacement occurs under the action of the tension spring 5, hooked in the hole 2f of the extension, the direction of action of which deviates from the straight line 8 'joining the pivot 2d to the fixed point 6 and which now produces, in plus the moment of rotation exerted on the finger, a moment of pivoting around the pivot 2d exerted on the ratchet caliper.

De ce fait, l'étrier à cliquet vient s'appuyer contre la partie proéminente 3d devant l'arrondi d'enclenchement et se.met en position de réenclenchement.As a result, the ratchet calliper comes to rest against the protruding part 3d in front of the engagement rounding and moves into the reset position.

En partant de la position de déclenchement représentée par la figure 2 on peut, à la main, remettre, le doigt dans la position d'enclenchement représentée par la figure 1 et retendre dans une position stable au-delà du point mort le mécanisme en faisant intervenir la genouillère constituée par la zone d'enclenchement 4, le pivot 2d et l'axe de doigt la. I1 n'y a plus alors de forces dues au ressort de traction 5 qui puissent s'opposer aux forces de déclenchement (flèche 4a), la zone d'enclenchement étant au contraire, en plus et d'une manière avantageuse, libérée de toute charge dans la direction d'appui de l'étrier à cliquet par une composante de la force produite par le ressort de traction appliquée au pivot 2d. Starting from the release position shown in Figure 2, you can, by hand, put your finger back into the latching position shown in Figure 1 and re-tighten in a stable position beyond neutral the mechanism by intervene the toggle formed by the interlocking zone 4, the pivot 2d and the finger axis la. There are no longer any forces due to the tension spring 5 which can oppose the triggering forces (arrow 4a), the interlocking zone being on the contrary, in addition and advantageously, freed from all load in the direction of support of the ratchet stirrup by a component of the force produced by the tension spring applied to the pivot 2d.

Claims

1. Mechanism for an automatic switch, in particular for a circuit breaker, which, by means of a ratchet stirrup which is connected, by an articulation, to a finger mounted so as to be able to pivot and bears, by its free end, on a lever mounted in such a way as to be able to pivot and forming a latching zone, can be tensioned like a toggle by crossing a neutral point and which includes devices which can accumulate mechanical energy for the automatic pivoting of the finger to its triggering position and for the reciprocal engagement of two latching elements, characterized in that the ratchet bracket (2) has, on the side opposite to the latching zone (4), a rigid extension (2c) which extends beyond the articulation point (lb) of the stirrup on the finger (1) and to which a spring (5) also attached to a fixed point (6) and serving as a mechanical energy accumulator for pivoting of the finger (1) is hooked at a point (hole 2f) determined by so that in the latching position (figure 1) of the circuit breaker, when the mechanism is latched, this point is located exactly or almost on the right (8) anointing the point of articulation (lb or 2d) of the stirrup ratchet (2) on the finger (1) at the fixed point of attachment (6) of the spring (5), and, therefore, on the line of action of the spring on the point of articulation (lb or 2d ), while in the release position (Figure 2), when the mechanism is triggered and the ratchet bracket (2) is oriented in another direction, the attachment point (hole 2f) of the spring (5) moves away from the right (8 ') joining the fixed point (6) to the point of articulation (lb or 2d), so that the spring (5) exerts on the ratchet bracket (2) a moment of pivoting in the direction of the interlocking zone (4).

2. Mechanism according to claim 1, characterized in that the attachment point (hole 2f) of the spring (3) is placed in such a way that as soon as the neutral point is exceeded an opening moment is exerted on the area engagement (4), which reduces the forces necessary for triggering.

3. Mechanism according to one of claims 1 or 2, characterized in that, in the engaged position (Figure 1) 1 direction of support of the ratchet bracket (2) and the direction of action of the spring (5) are respectively above and below the axis la of the finger.

4. Mechanism according to one of claims 1 to 3, characterized in that, in the engaged position, the direction of support of the ratchet lever 12) extended beyond the point of articulation (lb or 2d) and the direction of action of the spring (5) delimit between them an acute angle whose bisector passes exactly or almost through the axis of the finger (la).

5. Mechanism according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ratchet lever (2) is a metal wire stirrup (2a) on which the extension (2c) is made by forming a material plastic.

6. Mechanism according to one of claims 1 to 5 characterized in that at the same time as the extension (2c), one of the branches (2d) of the ratchet bracket (2a), which serves as a pivot ( 2d) with the ratchet stirrup (2) and is associated with the point of articulation (lb) of the finger (1), and also part of the crosspiece (2e) of the stirrup are coated with plastic by injection.

7. Mechanism according to one of claims 1 to 6, characterized in that the extension (2c) forms an obtuse angle with the crosspiece (2e) of the ratchet bracket (2).

8. Mechanism according to one of claims 1 to 7, characterized in that the spring is a tension spring (5) which is hooked by one of the eyelets (5a) in a hole (2f) formed in the extension (2c) and by its other eyelet (5b) is attached, while retaining freedom of movement, to a pivot (6) fixed to the envelope.

9. Mechanism according to one of claims 1 to 8, characterized in that before the injection of plastic material the ratchet stirrup (2) is provided with an interlocking surface (2b) applied to the stirrup in metal wire (2a).

10. Mechanism according to one of claims 1 to 9, characterized in that the ratchet bracket (2) and its pivot (2d) are housed in a recess (lb) formed in the finger (1) and partially open from the side of the periphery.