WO1992021134A1 - Mechanismus für einen selbstschalter - Google Patents

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WO1992021134A1
WO1992021134A1 PCT/DE1992/000370 DE9200370W WO9221134A1 WO 1992021134 A1 WO1992021134 A1 WO 1992021134A1 DE 9200370 W DE9200370 W DE 9200370W WO 9221134 A1 WO9221134 A1 WO 9221134A1
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lever
contact
spring
dead center
bracket
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PCT/DE1992/000370
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Inventor
Helmut Heindorf
Dietmar Hillebrand
Original Assignee
Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh
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Priority to DE59202748T priority patent/DE59202748D1/de
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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
    • H01H71/50—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
    • H01H71/526—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by lever the lever forming a toggle linkage with a second lever, the free end of which is directly and releasably engageable with a contact structure

Definitions

  • the invention relates to a mechanism for a circuit breaker with the features of the preamble of claim 1.
  • Such a mechanism is known from DE-PS 500 098 for an electromagnetic overcurrent switch.
  • the toggle lever mechanism described therein consists of several hinge plates that press a spring-loaded contact lever against a fixed contact when the hand lever is switched on.
  • the toggle levers forming the toggle lever are mutually adjusted by means of a screw in order to precisely maintain the dead center position.
  • a curved surface is directly formed on a tab or is attached as a separate part, on which a plunger of a release element acts.
  • the curve of very differently curved shape should be approximately the same distance from the plunger during the switch-on movement, so that the plunger can push through the knee joint immediately after contact with an overcurrent.
  • the curve can be very difficult to adjust to theabsolusa run of the joint when switching on and deviates, depending on the contact erosion and the different tolerances of the components, significantly from the ideal condition.
  • a large release path of the shock Is is therefore necessary in order to remove the dead center position of the knee joint lever and to interrupt the switch even under unfavorable conditions.
  • the trigger point is too imprecise.
  • Another disadvantage l exists n the adjustment of the dead center position of the two arms. In e mass production, as is usual with automatic switches, such an additional adjustment point can hardly be realized.
  • the levers are much too big and heavy with a set screw. To accelerate such a knee joint lever, the release forces must be higher, which in turn would have stronger magnetic and thermal release elements.
  • Switching mechanism known in which a spring-mounted contact lever rkt together with a manual control knob over several articulated tabs. One of these tabs is one in one
  • St ft Slit longitudinally held St ft, which in turn can be hooked behind a rotatably mounted pawl and thereby locks the entire mechanism.
  • the double-armed contact lever is guided with a slot on a fixed axis and can be swiveled around it. On the one facing away from the contact point
  • Switch-on position clamps the entire mechanism and generates the contact pressure.
  • This switching mechanism is disadvantageous in that several articulated arms are required, which also have one
  • Clipping mechanism are additionally locked.
  • the invention has for its object to simplify the above-mentioned toggle lever mechanism and for a modern Se Ibstscha Iter i nm particular to improve a line and / or residual current circuit breaker so that the stable, almost extended dead center position of the knee joint lever without Adjustment or setting work is carried out automatically and independently of the installation position of the switch. and the components force and travel required to release the latching are determined very precisely and can be maintained in series production with only minimal scatter. At the same time, at every point of the switch-on movement, from the first touch of the contacts to the full, self-locking switch-on position, a smooth and precisely defined tripping curve should be achieved, regardless of the state of the contact point.
  • the mechanism according to the invention is advantageous in that the knee joint lever is practically effective like a rigid lever in its almost extended stabi len top dead center position, and its two articulated arms only support one another without further additional parts. Due to the special design of the stretching lever and the round wire bracket in large-scale production, the over-center travel for all switches with small tolerances can be precisely maintained. All joint partners have a consistently high surface quality, so that only slight bearing friction occurs at the joint points and especially in the knee joint. In addition, the mechanism is hardly susceptible to vibrations and its pivot points are insensitive to dust or burn-off particles.
  • the triggering force can also be precisely specified via the exact triggering path, because this is predominantly determined by the stretching movement resulting from the over dead point path to the dead center position against the force of the contact lever spring. On the other hand, it is Influence of the tension spring that buckles the two articulated arms in the direction of the over-center position due to their special arrangement in the engagement position and thus also in the event of tripping.
  • a particular advantage of the invention is that during the switch-on process, a release cam of the extension lever and a shaft of the round wire bend Is jointly describe a circular path that is precisely defined by the contact lever and is only flat. This means that, regardless of the state of the contact point and its changing burn-up reserve during the switch-on process from the first contact touch to the fully self-locking switch-on position, an exact, constant release curve is defined. Especially when it is switched on, it is triggered immediately and even before the toggle end position is reached.
  • the knee joint lever only jumps into its unstable position when the dead center position is exceeded, thereby releasing the contact lever for the switch-off movement, while in the event of an inadequate triggering movement, for example after a brief thermal load, it returns to the original stable dead center position specified by the mechanism goes back.
  • ig. 1 shows the mechanism with the components required for understanding the invention in the switched-on position, which is shown in FIG
  • FIG. 2 is given during the triggering process shortly after the dead center has been exceeded.
  • Figure 3 shows the deactivation of the mechanism with the ready-to-use manual control knob.
  • Show on a larger scale 4 schematically shows the top dead center position of the knee joint lever according to FIG. 1
  • FIG. 5 shows a movement diagram of the knee joint lever over the release curve during the entry cycle
  • FIG. 6 shows the mounting of the round wire bracket in the extension lever in an even larger representation and his
  • the mechanism shown in its functional level according to FIGS. 1 to 3 has a manual control toggle (1) which is designed for manual switching and which is arranged for the most part within a housing (2) of the automatic switch, which is only indicated, and on a housing-mounted axis (2a). is pivotally mounted between fixed stops (2b, 2c).
  • the handle (1a) which protrudes from the housing approximately diametrically opposite, is provided with a hole (1b) in which a stretching lever (3) is pivotably articulated by means of an axis (3a).
  • a U-shaped round wire bracket (4) which acts as a support lever, this forms a knee steering level L, which will be described in more detail and which represents the essence of the invention.
  • the extension lever (3) is a plastic to-form with a bearing bore (3b) that determines the joint for one leg (4a) of the round wire bracket (4), the other of which is attached to a stop surface (3e ) one-sided supporting leg (4b) engages in a link (5a) of a rigid contact thebe (5).
  • This is held approximately in the middle with an elongated hole (5b) on a further axis (2d) fixed to the housing and pivotable about it, so that its contact-side lever arm (5c) can be brought into a closed position with a fixed contact piece (6).
  • the bracket shaft of the leg (4b) supports the half-shell-shaped backdrop C5a) so that it shakes reliably and reliably, so that the spring (7) counteracts the contact lever (5), which is preferably formed as a flat part and is displaceable on the axis (2d), in a clockwise direction the fixed contact piece (6) presses and generates the contact pressure.
  • This tension spring is suspended in a hook extension (3c) and inside the housing in such a way that, due to the direction in which it is pulled, especially when it is switched off (FIG. 3)
  • Swiveling torque is applied clockwise and thus in the direction of the dead center position on the extension lever (3).
  • a the contact lever (5) overlapping trigger lever (9) mounted, for example, in a circuit breaker from a thermal or magnetic, not shown
  • Tripping element i can be pivoted clockwise in a known manner.
  • the release lever (9) has
  • Trigger contour (9a) and thus works on a specifically arranged trigger cam (3d) of the
  • Bow shaft (4b 1 ) as shown in principle in Fig. 5 in its essential phases during the switching-on process by pivoting the manual control knob (1) from the position "0" to the position "I", simplifies the adjustment of the trigger contour (9a ) of the release lever (9) considerably.
  • the actual functionally important trigger contour (9a) therefore also runs in a circular arc around the center of the
  • this strongly curved curve at the articulation point (3b / 4a) can only be pulled up with difficulty with a release lever and in any case requires a considerable free travel of the release element until the knee lever is pressed through.
  • the contact surface (3e) below the unlatching cam which is particularly precisely tailored to the two bearing points (3a, 3b), is also of significant importance, since it is in the almost stretched stable position of the extension lever (3) and bracket (4 ) formed knee joint lever specifies the dead center path "X" exactly (length of the distance "X” in FIG. 4 is exaggerated schematically). This over-center travel determines the triggering behavior of the mechanism depending on the spring forces and the various long lever arms, so that a careful adjustment of the distance "X" will be necessary in accordance with the respective force relationships.
  • the toggle lever L which acts as a rigid lever in the switch-on position (FIG. 1, FIG. 4), is also pivoted with its bearing axis (3a) forming a second knee joint on the manual control knob (1), even over dead center on the applicable, not shown, connecting line between the toggle axis (2a) and the bracket shaft engaging the contact lever (4b 1 ).
  • the entire mechanism is thus predominantly tensioned in equilibrium via the spring (7), which is arranged approximately parallel to the extension lever (3) and pulls approximately at right angles to the contact lever (5), the housing stop (2b) and the fixed contact piece (6) the counter bearing form.
  • the influence of the tension spring (8) is only of minor importance.
  • the release lever (9) experiences a right-turning moment - be it creeping through a thermal release or suddenly due to a magnetic release - its release contour (9a) presses against the release cam (3d) and the extension lever (3) describes a counterclockwise swivel movement around its axis (3a).
  • the bracket shaft (4a 1 ) mounted in the stretching lever also moves in the same sense, while the bracket shaft (4b 1 ) supporting the contact lever (5) is released from the stop surface (3e).
  • bracket shaft (4b l ) in the link (5a) of the contact lever with sufficient longitudinal play but laterally narrower can only deflect so far that the stretching lever with its stop surface (3e) lies against the bracket shaft (4b 1 ) in any case and the knee joint lever immediately returns to its almost extended dead center position (FIG. 3).
  • the mechanism is now ready to be switched on again.
  • a corresponding, preferably manual, left-hand pivoting movement on the handle (1a) then moves the stretching lever (3) pivoting on the axis (3a) in the opposite sense.
  • the round wire bracket (4) as a practically rigid lever in the direction of the contact lever (5), which on its link (5a) pushed by the bracket shaft (4b 1 ) finally reaches the already switched-on position according to FIG. 1; unless the release lever (9) already unlatches the mechanism during the movement, for example when it is switched on.

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Abstract

Der Mechanismus hat einen innerhalb eines Gehäuses (2) gelagerten, in Ausschaltrichtung federbelasteten Handbedienungsknebel (1), an dem ein Hebel (3, 4) schwenkbar angelenkt ist. Am Hebel stützt sich beim Einschaltvorgang ein um eine Achse (2d) schwenkbarer Kontakthebel (5) gegen die Kraft einer Feder (7) ab. Der Kontakthebel (5) arbeitet auf ein Festkontaktstück (6) und ist in der Schließstellung selbsthaltend gegen die Kraft der Feder (7) verspannbar. Ziel der Erfindung ist es, die Stützverbindung zwischen Hebel (3, 4) und Kontakthebel (5) zu vereinfachen, um gleichmäßige Auslösekräfte mit nur geringen Streuungen innerhalb einer Schalterbaureihe zu erhalten. Zu diesem Zweck ist zwischen Handbedienungsknebel (1) und Kontakthebel (5) ein aus einem Streckhebel (3) und einem Bügel (4) gebildeter Kniegelenkhebel angeordnet, der in einer stabilen Lage nahezu gestreckt und durch die Formgebung des Streckhebels (3) eine genau definierte Übertotpunktlage seiner beiden Gelenkarme einnimmt. Der Kniegelenkhebel (3, 4) ist dadurch während des Einschaltvorganges und in der Einschaltstellung als starrer Hebel wirksam. Erst durch eine über einen Auslösehebel (9) eingeleitete etwa rechtwinklige Belastung seines Gelenkes (3b/4a) in Richtung der Totpunktlage springt der Kniegelenkhebel (3, 4) unter der Wirkung des durch die Kraft der Feder (7) zurückschwenkenden Kontakthebels (5) in eine labile Lage. Damit ist die starre Kupplung zwischen Handbedienungsknebel (1) und Kontakthebel (5) aufgehoben, so daß der kontaktseitige Hebelarm (5c) in seine Öffnungsstellung schwenken kann. Der erfindungsgemäße Mechanismus eignet sich besonders für Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalter.

Description

Be s c h re i b u n g :
"Mec anismus für einen Selbstschalter"
Die Erfindung betrifft einen Mechanismus für einen Selbstschalter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein derartiger Mechanismus ist aus der DE-PS 500 098 für einen elektromagnetischen ÜberstromschaLter bekannt. Die darin beschriebene Kniehebelmechanik besteht aus mehreren Gelenklaschen, die bei einer Einschaltbewegung am Handhebel einen gefederten Konta t hebel gegen einen Festkontakt drücken. Die den Kniehebel bi ldenden Ge l enk las chen sind gegenseitig mittels einer Schraube justiert, um die übertotpunktlage genau einzuhalten. Im Bereich der Gelenkachse ist an einer Lasche eine kurvenförmig verlaufende Fläche direkt angeformt oder auch als separates Tei l angebracht, auf die ein Stößel eines Auslöseorgans einwirkt. Die Kurve von sehr unterschiedlich gekrümmter Gestalt soll während der Einschaltbewegung jewei ls etwa gleichen Abstand zum Stößel aufweisen, damit dieser bei Überstrom sofort nach Kontaktberührung das Kniegelenk durchdrücken kann. Bei diesem Mechanismus läßt sich die Kurve nur sehr schwierig an den Bewegungsa lauf des Gelenkes beim Einschaltvorgang anpassen und weicht, je nach Kontaktabbrand und den verschiedenen Toleranzen der Bautei le, erheblich vom Idealzustand ab. Deshalb ist ein großer Auslöseweg des Stöße Is erforderlich, um auch unter ungünstigen Bedingungen die übertotpunktlage des Kniegelenkhebels aufzuheben und den Schalter zu unterbrechen. Bei modernen strombegrenzenden Leitungsschutzschaltern mit ihren kurzen Auss cha 11zei ten sind solche langen Wege der Auslöseorgane kaum gegeben. Außerdem ist jewei ls der Auslösepunkt zu ungenau. Ein weiterer Nachtei l besteht n der Justierung der übertotpunktlage der beiden Sεlenkarme. Be e ner Massenfertigung, wie sie bei Selbstschaltern üblich ist, läßt sich eine solche zusätzl che Justierstelle kaum realisieren. Neben den zusätzlichen Kosten werden die Hebel mit e ner Stellschraube viel zu groß und zu schwer. Zur Beschleun gung eines solchen Kniegelenkhebels müssen auch die Auslösekräfte höher sein, was wiederum stärkere magnetische und thermischen Auslöseorgane zur Folge hätte .
Weiterhin ist aus der DE 23 36 222 A1 ein
Schaltmechanismus bekannt, bei dem ein gefedert angeordneter Kontakthebel über mehrere gelenkig mite nander verbundene Laschen mit einem Handbedienungsknebel zusammen rkt. In einer dieser Laschen ist ein in einem
Schlitz längsgeführter St ft gehalten, der seinerseits h nter einer drehbar gelagerten Klinke verhakbar ist und dadurch den gesamten Mechanismus verriegelt. Der doppelarmige Kontakthebel ist mit einem Schlitz auf einer festen Achse querversc ieb li ch geführt und um diese schwenkbar. Auf der der Kontaktstelle abgekehrten
Seite greift am Kontakthebel eine Feder an, die in der
Einschaltstellung den gesamten Mechanismus verspannt und den Kontaktdruck erzeugt. Dieser Schaltmechanismus ist insofern nachteilig, als mehrere Gelenkarme erforderl ch sind, die zudem mit einem
Verklin ungsmechanismus zusätzlich verriegelt sind.
Das Erre chen ger nger Entkl nkungskräfte wird hier also nur durch einen großen Bauteilaufwand erzielt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs erwähnten Kniehebel-Mechanismus zu vereinfachen und für einen modernen Se Ibstscha Iter i nsbesondere einen Leitungs- und/oder Fehlerstromschutzschalter so zu verbessern, daß die stabile, nahezu gestreckte übertotpunktlage des Kniegelenkhebels ohne Justier- oder Einstellarbeiten jewei ls selbsttätig und unabhängig von der Einbaulage des Schalters vorgegeben ist. und dabei die zur Aufhebung der Verklinkung erforderlichen Komponenten Kraft und Weg sehr genau besti mt und in der Serienfertigung mit nur geringen Streuungen dauerhaft eingehalten werden können. Zugleich soll in jedem Punkt der Einschaltbewegung von der ersten Berührung der Kontakte bis zur vollen, in sich selbst verspannten Einschaltposi ion eine gleichmäßige und genau definierte, unabhängig vom Zustand der Kontaktstelle ständig nachvollziehbare Auslösekurve erreicht werden.
Diese Aufgabe wird durch einen Mechanismus mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbi ldungen und vortei lhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Mechanismus ist insofern vortei lhaft, als der Kniegelenkhebel in seiner nahezu gestreckten stabi len übertotpunktlage praktisch wie ein starrer Hebel wirksam ist, und seine beiden Gelenkarme sich ohne weitere zusätzliche Tei le lediglich gegenseitig stützen. Dabei läßt sich aufgrund der besonderen Ausbi ldung von Streckhebel und Runddraht-Bügel in der Großserienfertigung der Übertotpunktweg bei allen Schaltern mit geringen Toleranzen maßgenau einhalten. Alle Gelenkpartner haben eine gleichbleibend hohe Oberflächengüte, so daß in den Gelenkpunkten und besonders im Kniegelenk nur eine geringe Lagerreibung auftritt. Außerdem ist der Mechanismus kaum anfällig gegen Erschütterungen und seine Gelenkpunkte sind unempfindlich gegenüber Staub oder Abbrandpartikeln. über den genauen Aus löseweg läßt sich auch die Auslösekraft exakt vorgeben, denn diese ist vorwiegend durch die sich aus dem übe rtotpun ktweg ergebende Streckbewegung bis zur Totpunktlage gegen die Kraft der Kontakthebe l fede r bestimmt. Hingegen ist der Einfluß der die beiden Gelenkarme in Richtung der übertotpunktlage einknickenden Zugfeder aufgrund ihrer besonderen Anordnung in der Einscha Itste l lung und damit auch im AusLösefall zu vernachlässigen.
Ein besonderer Vorteil de r Erfindung besteht darin, daß während des Einschaltvorganges ein Auslösenocken des Streckhebels und ein Schaft des Runddraht-Büge Is gemeinsam eine vom Kontakthebel genau vorgegebene, lediglich flach gekrümmte Kreisbahn beschreiben. Dadurch ist unabhängig vom Zustand der Kontaktstelle und ihrer sich ändernden Abbrandreserve beim Einschaltvorgang von der ersten Kontaktberührung bis zur vollständigen selbstverriegelnden Einschaltstellung eine exakte, i mer gleichbleibende Auslösekurve definiert. Besonders beim sogenannten Draufschalten wird sofort und schon vor dem Erreichen der Knebelendpos tion einwandfrei ausgelöst. Vorteilhaft ist auch, daß erst beim überschreiten der Totpunktlage der Kniegelenkhebel in seine Labile Lage springt und dadurch den Kontakthebel für d e Ausschaltbewegung freigibt, während er bei einer nicht ausre chenden AusLösebewegung, beispielsweise nach kurzzeitiger thermischer Belastung, wieder in die vom Mechanismus vorgegebene ursprüngliche stabile übertotpunktlage zurückgeht.
Anhand e nes in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung nachstehend näher erläutert.
ig. 1 zeigt den Mechanismus mit den für das Verständnis der Erf ndung erforderlichen Bauteilen in Einschaltstellung, der in
Fig 2 während des AusLösevorganges kurz nach Überschreitung des Totpunktes w edergegeben ist. In ig 3 ist die Ausscha Ltste t lung des Mechanismus mit einschaltbereitem Handbedienungsknebel dargestellt. In jeweils größerem Maßstab zeigen Fig. 4 die übertotpunktlage des Kniegelenkhebels gemäß Fig. 1 schematisch, Fig. 5 ein Bewegungsdiagramm des Kniegelenkhebels über der Auslösekurve während des E i ns cha L tvo rganges und Fig.- 6 in einer noch größeren Darstellung die Lagerung des Runddraht-Bügels im Streckhebel und seine
Zuordnung zum Auslösenocken.
Der in seiner Funktionsebene gezeigte Mechanismus gemäß Fig. 1 bis 3 hat einen zum manuellen Schalten ausgebi ldeten Handbedienungsknebel (1), der größtentei ls innerhalb eines lediglich angedeuteten Gehäuses (2) des Selbstschalters angeordnet und auf einer geh äuse es t en Achse (2a) zwischen festen Anschlägen (2b, 2c) verschwenkbar gelagert ist. Seinem aus dem Gehäuse hervorstehenden Handgriff (1a) etwa diametral gegenüberliegend ist der Handbedienungsknebel mit einer Bohrung (1b) versehen, in der mittels einer Achse (3a) ein Streckhebel (3) schwenkbar angelenkt ist. Dieser bi ldet zusammen mit einem als Stützhebel fungierenden, U-förmig gebogenen Runddraht-Bügel (4) einen Kn i ege lenk ebe L, der noch ausführlicher zu beschreiben sein wird und der den Kern der Erfindung darstellt.
Der Streckhebel (3) ist ein Kuns t s to ff-Fo rmt ei L mit einer das Gelenk bestimmenden Lagerbohrung (3b) für den einen Schenket (4a) des Runddraht-Bügels (4), dessen anderer, sich an einer Ansch lagfläche (3e) einseitig abstützender Schenkel (4b) in eine Kulisse (5a) eines starren Konta k thebe ts (5) eingreift. Dieser ist etwa in seiner Mitte mit einem Langloch (5b) auf einer weiteren gehäusefesten Achse (2d) verschieblich gehalten und um diese schwenkbar, so daß sein kontaktseitiger Hebelarm (5c) mit einem Festkontaktstück (6) in Schließstel tung bringbar ist. Eine mit einer Öse (7a) im Gehäuse eingehängte Feder (7), die mit einem Haken (7b) etwa zwischen Kulisse (5a) und Langloch (5b) am Kontakthebel (5) angreift- zieht diesen in der Einscha Itstel lung (Fig. 1) gegen den Bügel (4) des zusammen mit dem Streckhebel (3) in seiner stab len, nahezu gestreckten übertotpunktlage befindlichen Kniegelenkhebels. Dabei stützt der Bügelschaft des Schenkels (4b) die ihn halbschalenförmig umgreifende Kulisse C5a) rüttelsicher und zuverlässig ab, so daß d e Feder (7) den vorzugsweise als Flachteil ausge ildeten, auf der Achse (2d) versc ieblichen Kontakthebel (5) im Uhrzeigersinn gegen das Festkontaktstück (6) preßt und den Kontaktdruck erzeugt .
E ne weitere, aber erheblich schwächere Zugfeder (8) greift am Streckhebel (3) an. Diese Zugfeder st in einem Hakenfortsatz (3c) sowie innerhalb des Gehäuses derart eingehängt, daß aufgrund ihrer Zugrichtung, besonders im ausgeschalteten Zustand (Fig. 3), ein
Schwenkmoment im Uhrzeigersinn und damit in Richtung der übertotpunktlage auf den Streckhebel (3) ausgeübt wird. In den Scha ttste l Lungen gemäß Fig. 2 und Fig. 3 st dabei der durch die irklinie der Zugfeder vorgegebene
Hebelarm um die LagersteLle (1b/3a) des Streckhebels erhebl ch größer als in F g. 1, wie aus den Figuren ohne weiteres ersichtl ch ist. Demgegenüber fällt in der Einschaltstellung (Fig. 1) aufgrund der Wahl der Angr ffspunkte der Zugfeder (8) ihre Wirkrichtung fast mit der Verbindungslinie ihres Aufhängepunktes (bei 7a) im Gehäuse und der Achse (3a) zusammen, so daß das
Schwenkmoment nahezu gegen "Null" geht, und die
Auslösekraft nicht beeinflußt wird. Die Zugfeder (8) belastet in dieser Lage allerdings weiterhin den
Handbedienungsknebel (1) in Ausschaltrichtung, indem sie ein rechtsdrehendes Moment auf diesen um die
Achse (2a) über die Lagerstelle (1b, 3a) des
Streckhebels ausübt.
Auf einer weiteren gehäusefesten Achse (2e) ist ein den Kontakthebel (5) übergreifender Auslösehebel (9) gelagert, der beispielsweise bei einem Leitungsschutzschalter von einem nicht gezeigten thermischen oder magnetischen
Auslöseorgan i Uhrzeigersinn auf bekannte Art verschwenkbar ist. Der AusLösehebel (9) hat am
Außenrand einen auf die Schaltbewegungen sowie das
Aus Löseve rha L ten abgestimmten Bereich mit einer
Auslösekontur (9a) und arbeitet damit auf einen gezielt angeordneten Auslösenocken (3d) des
Streckhebels (3) (Fig. 1, Fig. 5, Fig. 6) .
Dieser ist seinerseits in Funktionsebene des Mechanismus unterhalb des halbkreisförmigen Auslösenockens (3d) mit der eingangs genannten präzisen Ans ch Lagf lä ch e (3e) versehen, an die sich der Bügelschaft (4b 1) des
Runddraht-Bügels (4) in übertotpunktlage einseitig derart anlegt, daß Bügelschaft und Auslösenocken in
Achsrichtung hintere inander liegend und mit gleicher
Rundung versehen deckungsgleich angeordnet sind (Fig. 1 u. 6).
Dadurch beschreiben sie beim Einschaltvorgang gemeinsam eine Kreisbahn mit großem Radius um die
Konta kthebe L-Achse (2d) . Besonde rs diese genau festliegende Kreisbahn von Auslösenocken (3d) und
Bügelschaft (4b1), wie sie prinzipiel l in Fig. 5 in ihren wesentlichen Phasen während des Einschaltvorganges durch Verschwenken des Handbedienungsknebels (1 ) von der Stellung "0" in die Stellung "I" dargestellt ist, vereinfacht das Anpassen der Auslösekontur (9a) des Aus Lösehebe ls (9) erheblich. Die eigentliche funktionswichtige Auslösekontur (9a) verläuft deshalb ebenfalls kreisbogenförmig um den Mittelpunkt der
Kontakthebe L-Ach se (2d) konzentrisch zur Nockenbahn, so daß von der ersten Konta ktbe ru rung (Stellung "B") bis zur vollständigen Einschaltung (Stellung "I") jederzeit und verzögerungsfrei unter gleichen
Bedingungen eine Auslösung erfolgen kann. Besonders beim sogenannten Draufschalten entklinkt deshalb der
Mechanismus sofort nach der Berührung der Kontakte (5c, 6) unabhängig von deren Zustand und Abbrand. Aus der F g. 5 ist auch ers chtlich, daß der Gelenkpunkt (3b/4a) zwischen Streckhebel (3) und Bügel (4) während des EinschaLtvorganges eine sehr unstete Kurve durchläuft. Besonders in der Letzten Phase der E nschaltbewegung, wenn das weitere Gelenk (1b/3a) am Handbedienungsknebel (1) über die in dünner Strichlinie angedeutete Verbindungslin e von Achse (2a) und Bügelschaft (4b1) hinwegschwenkt, und der Mechanismus sich selbst verspannt, läuft das Gelenk (3b/4a) des Kniegelenkhebels vom Maximalpunkt in einer Kurve zurück. Dieser stark gekrümmte Kurvenverlauf im Gelenkpunkt (3b/4a) Läßt sich im Gegensatz zur nahezu Linearen Kreisbahn des AusLösenockens (3d) nur schwierig mit einem AusLösehebel nachvo l Lziehen und bedingt in jedem Fall e nen erheblichen Leerweg des Auslöseorgans bis zum Durchdrücken des Kniegelenkhebels.
Wesentliche Bedeutung hat außerdem die unterhalb des Entkl nkungsnockens befindl che, besonders maßgenau auf die beiden LagersteLlen (3a, 3b) abgestimmte Ansch Lagf Lä he (3e), da diese in der nahezu gestreckten stabilen Lage des aus Streckhebel (3) und Bügel (4) gebildeten Kniegelenkhebels den übertotpunktweg "X" exakt vorgibt (Länge der Strecke "X" in Fig. 4 schematisch überhöht). Dieser übertotpunktweg bestimmt in Abhängigkeit von den Federkräften und den versc ieden langen Hebelarmen das Auslöseverhalten des Mechanismus, so daß entsprechend den jeweils vorgegebenen Kräfteverhältnissen eine sorgfältige Anpassung der Strecke "X" erforderlich sein wird. Letztlich kann jedoch das genaue Maß in der Großserie eng toleriert eingehalten werden, da außer den im Durchmesser präzise zu fertigenden metallischen Achste len (Achse 3a, Bügelschäfte 4a', 4b") nur ein Formteilmaß des Streckhebels (3) eingeht. Alle anderen maßlichen Abweichungen von Mechanismus und Gehäusetei len haben dagegen im Rahmen üblicher Herstellungstoleranzen auf diese nahezu gestreckte Übertotpunktlage praktisch keinen Einfluß.
Der in der Einschaltstel lung (Fig. 1, Fig. 4) als starrer Hebel wirkende Kn i ege l en kh ebe L ist außerdem mit seiner ein zweites Kniegelenk bi ldenden Lagerachse (3a) am Handbedienungsknebel (1) selbst über Totpunkt verschwenkt, bezogen auf d e dafür zutreffende, nicht dargestel lte Verbindungslinie zwischen der Knebelachse (2a) und dem am Kontakthebel angreifenden Bügelschaft (4b 1) . Der gesamte Mechanismus ist somit vorwiegend über die etwa parallel zum Streckhebet (3) angeordnete und am Kontakthebel (5) etwa rechtwinklig ziehende Feder (7) kräftemä ig im Gleichgewicht verspannt, wobei der Gehäuseanschlag (2b) und das feste Kontaktstück (6) die Gegenlager bi lden. Demgegenüber ist der Einfluß der Zugfeder (8) lediglich von untergeordneter Bedeutung.
Erfährt in der Einschaltstellung gemäß Fig. 1 der Auslösehebel (9) ein rechtsdrehendes Moment - sei es schleichend durch einen thermischen oder schlagartig durch einen magnetischen Auslöser - so drückt seine Auslösekontur (9a) gegen den Auslösenocken (3d), und der Streckhebel (3) beschreibt eine Schwenkbewegung im Gegenuhrzeigersinn um seine Achse (3a) . Im gleichen Sinne bewegt sich auch der im Streckhebel gelagerte Bügelschaft (4a 1), während der den Kontakthebel (5) stützende Bügelschaft (4b1) von der Anschlagfläche (3e) freikommt. Ist der Streckhebel tetztich am Aus töseno c ken (3d) soweit verschwenkt, daß der das Kniegelenk bi ldende Bügelschaft (4a ') die Strecke "X" bis zur Totpunktlage zurückgelegt hat, wobei die am Auslösehebel (9) angreifende Kraft aufgrund der sich geringfügig streckenden GeLenkarme die höhere Spannung der Feder (7) überwinden muß, so ist die stabile Lage aufgehoben, und der Kniegelenkhebel springt in seine labile Lage (Fig. 2). Damit ist die gesamte Verspannung des Mechanismus aufgehoben und der Kontakthebel (5) schwenkt um die Achse (2d) im Gegenuhrzeigersinn unter der Wirkung der jetzt die Öffnungskraft bereitstellenden Feder (7). Dabei hebt der kontaktseitige HebeLarm (5c) vom festen Kontaktstück C6) ab und erreicht die Ausschaltstellung (Fig. 3).
Sofern der Handbedienungsknebel (1) hierbei nicht festgehalten wird, zieht ihn die am Streckhebel (3) angreifende Zugfeder (8) etwa zeitgLeich ebenfalls in die Stellung gemäß Fig. 3, wobei der Handbedienungsknebel etzt am gegenüberliegenden Anschlag (2c) zur Anlage gelangt. Hierbei hat sich die Achse C3a) auf einer Kreisbahn um die Knebelachse (2a) und damit der Angr ffspunkt der Zugfeder (8) am Hakenfortsatz (3c) soweit verschoben, daß e n kräftiges rechtsdrehendes Schwenkmoment den Streckhebel (3) und damit auch den Bügel (4) in Richtung der stabilen Lage zieht. Der in der Kulisse (5a) des Kontakthebels zwar mit ausreichend Längsspiel, aber seitlich enger geführte Bügelschaft (4bl) kann dabei nur soweit ausweichen, daß der Streckhebel mit seiner Anschlagftäche (3e) sich in jedem Fall gegen den Bügelschaft (4b1) Legt und der Kniegelenkhebel sofort wieder seine nahezu gestreckte übertotpunktlage einnimmt (Fig. 3).
Der Mechanismus st damit erneut einschaltbereit. E ne entsprechende, vorzugsweise manuelle Linksdrehende Schwenkbewegung am Handgriff (1a) sc ebt sodann den auf der Achse (3a) im gegenläufigen Sinn tschwenkenden Streckhebel (3) zusammen mit dem Runddraht-Bügel (4) als praktisch starren Hebet in Richtung des Kontakthebels (5), der an seiner Kulisse (5a) vom Bügelschaft (4b1) geschoben letzlich die bereits geschi lderte Einschaltstellung gemäß Fig. 1 erreicht; sofern nicht bereits vorher der AusLösehebel (9) den Mechanismus während der E i ns cha 11bewegung, beispielsweise bei einer Draufschaltung entklinkt .

Claims

Patentansprüche:
1. Mechanismus für einen Selbstschalter, bei dem mittels eines Handbedienungsknebels (1) und eines daran schwenkbar angelenkten Kniegelenkhebels (3, 4), der in e ner stabi len Lage mit nahezu gestreckter übertotpunktlage seiner beiden Gelenkarme (3, 4) befindlich ist, ein um eine gehäusefeste Achse (2d) schwenkbarer, beim E nschaltvorgang sich am Kπiegetenkhebel (3, 4) abstützender Kontakthebel (5) gegen die Kraft einer Feder (7) mi : seinem kontaktseitigen Hebelarm (5c) in Schließstellung mit einem festen Kontaktstück (6) bringbar und in dieser Stellung se tbstha Ltend verspannbar ist, sowie mit einem gesondert schwenkbar gelagerten Auslösehebel (9), durch den über e nen an einem Gelenkarm ausgebildeten Auslösenocken (3d) eine etwa rechtwin lige Belastung des Kniegelenkes in Richtung der Totpunktlage bewirkt und die Stützwirkung des Kniegelenkhebels (3, 4) aufgehoben werden kann, so daß der Kontakthebel (5) durch die Kraft der Feder (7) mit seinem kontaktseitigen Hebelarm (5c) in die Öffnungsstellung schwenken kann, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem Streckhebel (3) und einem U-förmigen Runddraht-Bügel (4) gebildete Kniegelenkhebel in der stabilen Lage allein aufgrund der Formgebung seiner beiden Gelenkarme (3, 4) sowie ihrer gegenseitigen Zuordnung jeweils in einer genau definierten übertotpunktlage befindlich ist, und daß der am Handbedienungsknebel (1) gelagerte Streckhebel (3) einen walzenförmigen Auslösenocken (3d) aufweist, der in Achsrichtung deckungsgleich mit dem auf den Kontakthebet (5) wirkenden einen Schenkel (4b) des Runddraht-Bügels (4) derart angeordnet ist, daß beim Einschaltvorgang und auch beim manuellen Ausschalten am Handbedienungsknebel (1) der Aus lösenoc ken (3d) und der Schenkel (4b) gemeinsam vom Kontakthebel (5) um dessen Achse (2d) auf einer exakt definierten Kreisbahn mit großem Radius geführt sind und der Austösehebet (9) um denselben Mittelpunkt (Ach.s*«- 2d) eine daran angepaßte, kreisförmige Aus Lösekontur (9a) aufweist
2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Runddraht-Bügel (4) mit seinem einen als Gelenkpunkt dienenden Schenkel (4a) im Streckhebel (3) drehbar gelagert ist, während sein anderer mit dem Kontakthebel (5) im Eingriff befindlicher Schenkel (4b) in einer parallelen
Ebene zum Auslösenocken (3d) in Achsrichtung direkt neben diesem angeordnet ist.
3. Mechanismus nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gelenkarme (3, 4) des Kniegelenkhebels durch ein im Sinne ihrer übertotpunktlage auf sie wirkendes Moment einer Feder (Zugfeder 8) in der fast gestreckten stabi len Lage sich gegeneinander stützend verspannt sind.
4. Mechanismus nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der am Handbedienungsknebel (1 ) gelagerte Streckhebel (3) mittels einer an ihm tangential angrei enden und zugleich den Handbedienungsknebel (1) in Auss cha It r i c ht ung belastenden Zugfeder (S) in Richtung der übertotpunktlage des Kniegelenkhebels (3, 4) gezogen wird.
5. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die übertotpunktlage des Kniegelenkhebels (3, 4) in der stabi len Lage maßgenau durch gegenseitig defin ert zugeordnete Anschlagmittel (Ansch Lagf l äehe 3e, Bügelschaft 4b ' ) der be den GeLenkarme vorgegeben ist.
ό. Mechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der am Kontakthebel (5) angreifende Schenkel (4b) des Runddraht-Bügels (4) einseitig an seinem Bügelschaft (4b1) von einer maßlich genau abgestimmten Ans ch Lagf Lache (3e) des Streckhebels (3) - bezogen auf dessen beide Lagerstellen (3a, 3b) - in der übertotpunktlage gestützt i_st.
7. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (3e) für den Bügelschaft (4b1) - bezogen auf die Funktionsebene des Selbstschalters - zwischen Kontakthebel (5) und Aus Lösenocken (3d) zusammen mit Letzterem am Streckhebel (3) angeforrat ist, wobei der Auslösenocken (3d) und der Bügelschaft (4b1) auf der Seite des Aus Lösehebe Ls (9) mit gleicher Radienkontur in Achsri chtung hintereinander liegend angeordnet sind.
8. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise starre, mit einem Langloch (5b) auf der gehäusefesten Achse (2d) gelagerte Kontakthebel (5) in seinem der Kontaktstelle (5c, 6) gegenüberliegenden Hebelarm eine an den Drahtdurchmesser des Bügels (4) sowie auf die Schaltbeweguπgen abgestimmte Kulisse (5a) aufweist, innerhalb der der am Kontakthebel (5) angreifende Schenkel (4b) des Bügels (4) geführt und dort mit seinem Bügelschaft (4b1) anLiegend beim Einscha Lt o rgang so ie in der Einschaltstellung gegen die Kraft der Feder (7) stabi lisiert ist.
9. Mec anismus nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine vom thermischen, magnetischen oder auch einem anderen Auslöseorgan des Selbstschalters eingeleitete, vom AusLösehebel (9) auf den Aus töseno c ken (3d) übertragene, gegebenenfalls schleichende Entktinkungsbewegung erst nach
Zurücklegen des gesamten übe rtotpunkt weges (Strecke "x") im Gelenkpunkt (3b, 4a) die stabi le Lage der beiden
Gelenkarme (3, 4) aufgehoben ist, und der
Kni ege lenkhebe L unter der Wi rkung des sich öffnenden
Kontakthebels (5) seine labi le Lage einnimmt, während bei einer nicht vollständigen Entktinkungsbewegung bis nahe zum Totpunkt die beiden Gelenkarme (3, 4) unter der irkung der Zugfeder (8) in ihre ursprüngliche übertotpunktlage zurückgehen.
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