WO1998034258A2 - Fast connection switching device - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a switching device with a lever system with a switching lever for opening and closing fixed contacts with movable contacts and with a movable switch element, the movement of which is coupled with the opening and closing of the fixed contacts and movable contacts.
  • FIG. 5 Such a switching device has been available on the electronics market for some time. According to FIG. 5, it has a contact slide 21 with movable contact pieces coupled to it
  • the switching device is equipped with a lever system, the switching lever 25 of which engages at the upper end of the contact slide 21 and presses it down to open the contacts 22, 23 against the action of a contact load spring 26 acting at the lower end. The latter causes the contacts 22, 23 to close after the contact slide 21 is relieved from the switching lever 25.
  • a solution is disclosed in DE 92 06 137 Ul. DE 195 26 591 AI also disclosed an electrical switch with a spring-loaded lever system, which here acts on a contact lever with a movable contact for switching on. When switched on, the link between the lever system and the contact remains. The contact point is closed by means of a main contact force as a result of reduced action of the lever system.
  • the known switching devices are usually circuit breakers for switching and protecting motors and other connections. users. They are manufactured in different sizes, ie with different switching capacities.
  • the actuation ie the switching on or off of the circuit breakers of different sizes is possible depending on the version with manual or remote control via rocker, rocker arm or rotary toggle.
  • the force When switching on or off, the force must be transmitted from the actuating element to the movable contact via the switch lock.
  • the slow opening or closing of the moving contact must be prevented due to the increased contact erosion and the resulting shortening of the service life.
  • circuit breakers with snap characteristics have been built into circuit breakers for higher switching capacities, by means of which the contacts are quickly closed or opened.
  • Circuit breakers for smaller switching capacities incorporate structurally simple switch locks without snap characteristics. Fast switching is achieved here by unlatching the key switch when actuated.
  • the decisive factor for the rapid switching off is the excess force of the opening springs in the switch lock compared to the level of force caused by the contact load springs.
  • These circuit breakers can be switched on quickly in that a steep increase in torque must be overcome with the actuating element, for example the rocker arm, before the contacts close. It is disadvantageous that depending on the actuating element, the type of actuation and the actuation speed, the rapid activation is no longer guaranteed.
  • the invention is therefore based on the object of improving a switching device of the type mentioned above in such a way that when switching on, the contacts are quickly closed regardless of the actuating element, the type of actuation and the actuating speed on the rocker arm, on the rocker or on the rotary knob.
  • the object is achieved by a lock which first locks the switch element to close the contacts in order to create a free space for the movement stroke for the closing process between the switch lever and the switch element, which is initiated by unlocking the lock.
  • FIG. 2 shows the switch lock according to FIG. 1 with the contacts still open during the closing process
  • FIG. 3 shows the switch lock according to FIG. 1 in the unlocked switching position with the contacts closed
  • FIG. 4 shows the switching lock according to FIG. 1 in the switch position ON.
  • Figure 1 shows a switch lock 1 of an electrical switching device, such as a contactor or circuit breaker.
  • the switch lock 1 used to switch ON and OFF contacts not shown here is shown in the OFF position.
  • the switch lock 1 is composed essentially of a circuit board 2, a tooth rocker 3 as an actuating element and a lever system that is operatively connected to it, which comprises a pawl 4, a pawl lever 5, a switch lever 6 with a torsion spring 7 and a tension spring 8 as an opening spring.
  • the pawl lever 5 is unlocked, ie it is not in engagement with the pawl 4.
  • a contact slide can be used, for example.
  • Figure 4 shows the final position after completion of the switch-on, in which the return spring 12 is biased, so that when the switch lock 1 is triggered, the lock 11 is returned to the position described in Figure 1.
  • the distance a is dimensioned such that the articulation lever 10 and with it the movable contacts after unlocking the lock 11 driven by the contact load springs can be closed quickly and independently of the actuation speed and lock mechanism.

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  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)

Abstract

The invention relates to a switching device with fast activation of the contacts, in order to reduce contact consumption, and thus extend the serviceable life. In accordance with the invention, the latching mechanism (1) of the switching device is fitted with a blocking device (11), which, for the closing process, is first locked, in order to create a free space between a switching element (10) and a switching lever (6) for the travel for the closing process, which is begun by the unlocking of the blocking device (11).

Description

Beschreibungdescription
Schaltgerät mit SchnelleinschaltungSwitchgear with quick start
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltgerät mit einem Hebelsystem mit Schalthebel zum Öffnen und Schließen von Festkontakten mit beweglichen Kontakten und mit einem beweglichen Schalterelement, dessen Bewegung mit dem Öffnen und Schließen der Festkontakte und beweglichen Kontakte gekoppelt ist.The invention relates to a switching device with a lever system with a switching lever for opening and closing fixed contacts with movable contacts and with a movable switch element, the movement of which is coupled with the opening and closing of the fixed contacts and movable contacts.
Ein derartiges Schaltgerät ist auf dem Elektromarkt seit geraumer Zeit verfügbar. Es weist gemäß Figur 5 einen Kontaktschieber 21 mit daran gekoppelten beweglichen SchaltstückenSuch a switching device has been available on the electronics market for some time. According to FIG. 5, it has a contact slide 21 with movable contact pieces coupled to it
22 auf, die mit festen Schaltstücken 23 in Kontakt gebracht werden können. In der Leiterbahn zum einen festen Schaltstück22, which can be brought into contact with fixed contact pieces 23. In the conductor track to a fixed contact
23 befindet sich ein Bimetallauslöser 24, der bei Stromüberlastung anspricht und die Kotakte 22,23 öffnet. Hierzu ist das Schaltgerät mit einem Hebelsystem ausgestattet, dessen Schalthebel 25 am oberen Ende des KontaktSchiebers 21 an- greift und diesen zum Öffnen der Kontakte 22,23 entgegen der Wirkung einer am unteren Ende angreifenden Kontaktlastfeder 26 nach unten drückt. Letztere bewirkt das Schließen der Kontakte 22,23, nachdem vom Schalthebel 25 her eine Entlastung des Kontaktschiebers 21 erfolgt. Eine solche Lösung ist in der DE 92 06 137 Ul offenbart. Auch die DE 195 26 591 AI offenbarte einen elektrischen Schalter mit einem federkraftbelasteten Hebelsystem, das hier auf einen Kontakthebel mit beweglichem Kontakt zur Einschaltung wirkt. Bei der Einschaltung bleibt die Kopplung zwischen Hebelsystem und Kontakthe- bei bestehen. Mittels einer Hauptkontaktkraft wird die Kontaktstelle infolge verminderter Krafteinwirkung des Hebelsystems geschlossen.23 there is a bimetallic release 24 which responds in the event of a current overload and opens the contacts 22, 23. For this purpose, the switching device is equipped with a lever system, the switching lever 25 of which engages at the upper end of the contact slide 21 and presses it down to open the contacts 22, 23 against the action of a contact load spring 26 acting at the lower end. The latter causes the contacts 22, 23 to close after the contact slide 21 is relieved from the switching lever 25. Such a solution is disclosed in DE 92 06 137 Ul. DE 195 26 591 AI also disclosed an electrical switch with a spring-loaded lever system, which here acts on a contact lever with a movable contact for switching on. When switched on, the link between the lever system and the contact remains. The contact point is closed by means of a main contact force as a result of reduced action of the lever system.
Die bekannten Schaltgeräte sind üblicherweise Leistungsschal- ter zum Schalten und Schützen von Motoren und anderen Ver- brauchern. Sie werden in unterschiedlichen Baugrößen, d.h. mit unterschiedlichen Schaltleistungen hergestellt. Die Betätigung, d.h. das Einschalten bzw. Ausschalten der Leistungsschalter unterschiedlicher Baugrößen wird je nach Ausführung mit Betätigung von Hand oder Fernantrieb über Wippen-, Kipphebel oder Drehknebel ermöglicht. Dabei muß beim Einschalten bzw. Ausschalten die Kraft vom Betätigungselement über das Schaltschloß an das bewegliche Schaltstück übertragen werden. Bei Betätigung muß das langsame Öffnen bzw. Schließen des be- weglichen Kontakts wegen des verstärkten Kontaktabbrandes und der dadurch verursachten Verkürzung der Lebensdauer verhindert werden. Zur Lösung dieses Problems wurden in Leistungsschaltern für höhere Schaltleistungen bisher Schaltschlösser mit Schnappcharakteristik eingebaut, durch die die Kontakte schnell geschlossen bzw. geöffnet werden. In Leistungsschaltern für kleinere Schaltleistungen werden konstruktiv einfachere Schaltschlösser ohne Schnappcharakteristik eingebaut. Ein schnelles Schalten wird hier dadurch erreicht, daß bei der Betätigung das Schaltschloß entklinkt wird. Dabei ist für das schnelle Ausschalten der Kraftüberschuß der Ausschaltfedern im Schaltschloß gegenüber dem Kraftniveau durch die Kontaktlastfedern entscheidend. Ein schnelles Einschalten wird bei diesen Leistungsschaltern dadurch erreicht, daß mit dem Betätigungselement, z.B. dem Kipphebel, vor dem Schließen der Kontakte ein steiler Drehmomentanstieg überwunden werden muß. Dabei ist nachteilig, daß abhängig vom Betätigungselement, der Betätigungsart und Betätigungsgeschwindigkeit die Schnelleinschaltung nicht mehr gewährleistet ist.The known switching devices are usually circuit breakers for switching and protecting motors and other connections. users. They are manufactured in different sizes, ie with different switching capacities. The actuation, ie the switching on or off of the circuit breakers of different sizes is possible depending on the version with manual or remote control via rocker, rocker arm or rotary toggle. When switching on or off, the force must be transmitted from the actuating element to the movable contact via the switch lock. When actuated, the slow opening or closing of the moving contact must be prevented due to the increased contact erosion and the resulting shortening of the service life. To solve this problem, circuit breakers with snap characteristics have been built into circuit breakers for higher switching capacities, by means of which the contacts are quickly closed or opened. Circuit breakers for smaller switching capacities incorporate structurally simple switch locks without snap characteristics. Fast switching is achieved here by unlatching the key switch when actuated. The decisive factor for the rapid switching off is the excess force of the opening springs in the switch lock compared to the level of force caused by the contact load springs. These circuit breakers can be switched on quickly in that a steep increase in torque must be overcome with the actuating element, for example the rocker arm, before the contacts close. It is disadvantageous that depending on the actuating element, the type of actuation and the actuation speed, the rapid activation is no longer guaranteed.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät der obengenannten Art dahingehend zu verbessern, daß beim Einschalten unabhängig vom Betätigungselement, der Betätigungsart und der Betätigungsgeschwindigkeit am Kipphebel, an der Wippe oder dem Drehknebel die Kontakte schnell geschlos- sen werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Sperre gelöst, die zum Schließen der Kontakte zunächst das Schalterelement verriegelt, um zwischen dem Schalthebel und dem Schalterelement einen Freiraum zum Bewegungshub für den Schließvorgang zu schaffen, der durch Entriegelung der Sperre eingeleitet wird.The invention is therefore based on the object of improving a switching device of the type mentioned above in such a way that when switching on, the contacts are quickly closed regardless of the actuating element, the type of actuation and the actuating speed on the rocker arm, on the rocker or on the rotary knob. According to the invention the object is achieved by a lock which first locks the switch element to close the contacts in order to create a free space for the movement stroke for the closing process between the switch lever and the switch element, which is initiated by unlocking the lock.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 und 3 zu entnehmen.Advantageous developments of the invention can be found in subclaims 2 and 3.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is explained below with reference to a drawing. Show it:
FIG 1 ein Schaltschloß eines Schaltgeräts in Schaltstellung AUS,1 shows a switch lock of a switching device in the OFF position,
FIG 2 das Schaltschloß gemäß FIG 1 mit noch geöffneten Kontakten beim Schließvorgang, FIG 3 das Schaltschloß gemäß FIG 1 in entriegelter Schaltstellung bei geschlossenen Kontakten und FIG 4 das Schaltschloß gemäß FIG 1 in der Schaltstellung EIN.2 shows the switch lock according to FIG. 1 with the contacts still open during the closing process; FIG. 3 shows the switch lock according to FIG. 1 in the unlocked switching position with the contacts closed; and FIG. 4 shows the switching lock according to FIG. 1 in the switch position ON.
Figur 1 zeigt ein Schaltschloß 1 eines elektrischen Schaltgeräts, z.B. eines Schützes oder Leistungsschalters. Das zur EIN- und AUS-Schaltung von hier nicht dargestellten Kontakten dienende Schaltschloß 1 ist in der Schaltstellung AUS dargestellt. Das Schaltschloß 1 ist im wesentlichen aus einer Schaltplatine 2, einer Zahnwippe 3 als Betätigungselement sowie einem mit dieser in Wirkverbindung stehenden Hebelsystem zusammengesetzt, das eine Klinke 4, einen Klinkenhebel 5, einen Schalthebel 6 mit einer Drehfeder 7 und eine Zugfeder 8 als Ausschaltfeder umfaßt. In der dargestellten AUS-Stellung ist der Klinkenhebel 5 entriegelt, d.h. er ist nicht in Eingriff mit der Klinke 4. Die Zugfeder 8 hält in Zusammenwir- kung mit der Drehfeder 7 den Schalthebel 6 in der dargestell- ten Position, in der ein Anlenkhebel 10 als Schalterelement zum Öffnen und Schließen der beweglichen Kontakte in der Ausstellung, d.h. in der unteren Stellung gehalten wird. Anstelle des Anlenkhebels 10 kann z.B. ein Kontaktschieber verwen- det werden.Figure 1 shows a switch lock 1 of an electrical switching device, such as a contactor or circuit breaker. The switch lock 1 used to switch ON and OFF contacts not shown here is shown in the OFF position. The switch lock 1 is composed essentially of a circuit board 2, a tooth rocker 3 as an actuating element and a lever system that is operatively connected to it, which comprises a pawl 4, a pawl lever 5, a switch lever 6 with a torsion spring 7 and a tension spring 8 as an opening spring. In the illustrated OFF position, the pawl lever 5 is unlocked, ie it is not in engagement with the pawl 4. The tension spring 8, in cooperation with the torsion spring 7, holds the switching lever 6 in the th position in which a link lever 10 is held as a switch element for opening and closing the movable contacts in the exhibition, ie in the lower position. Instead of the articulation lever 10, a contact slide can be used, for example.
Zusätzlich zu dem soweit bekannten Schaltschloß 1 ist erfindungsgemäß eine auf der Schaltplatine 2 drehbar gelagerte Sperre 11 vorhanden, an der eine Rückstellfeder 12 angreift. Mit dem Hebelsystem ist eine Rolle 13 verbunden, die in einer Kulisse 14 geführt ist. Bei Betätigung der Zahnwippe 3 in Richtung EIN-Stellung bewegt das Hebelsystem den Schalthebel 6 in die in Figur 2 dargestellte Position, in der ein bestimmter Abstand a zwischen dem Anlenkhebel 10 und dem Schalthebel 6 besteht. Bis zu dieser Stellung wurde die Sperre 11 um ihre Drehachse 14 durch den Abgriff an der Rolle 13 gedreht, so daß der Anlenkhebel 10 kurz vor der Entriegelung steht. In dieser Stellung sind die Kontakte noch geöffnet. Bei weiterem Drehen der Sperre 11 wird der Anlenkhebel 10 entriegelt und unter Wirkung der nicht dargestellten Kontakt- lastfeder nach oben in die Position gemäß Figur 3,4 bewegt, in der die Kontakte geschlossen sind.In addition to the previously known switch lock 1, according to the invention there is a lock 11 rotatably mounted on the circuit board 2, on which a return spring 12 engages. A roller 13 is connected to the lever system and is guided in a link 14. When the rocker switch 3 is actuated in the ON position, the lever system moves the shift lever 6 into the position shown in FIG. 2, in which there is a certain distance a between the link lever 10 and the shift lever 6. Up to this position, the lock 11 was rotated about its axis of rotation 14 by the tap on the roller 13, so that the link lever 10 is about to be unlocked. In this position, the contacts are still open. When the lock 11 is turned further, the articulation lever 10 is unlocked and, under the action of the contact load spring (not shown), is moved upward into the position according to FIG. 3, 4 in which the contacts are closed.
Figur 4 zeigt die abschließende Stellung nach Beendigung des Einschaltvorgangs, in der die Rückstellfeder 12 vorgespannt ist, so daß bei Auslösung des Schaltschlosses 1 die Sperre 11 in die zuvor beschriebene Position gemäß Figur 1 zurückgestellt wird.Figure 4 shows the final position after completion of the switch-on, in which the return spring 12 is biased, so that when the switch lock 1 is triggered, the lock 11 is returned to the position described in Figure 1.
Der Abstand a ist derart bemessen, daß der Anlenkhebel 10 und mit ihm die beweglichen Kontakte nach Entriegelung der Sperre 11 angetrieben durch die Kontaktlastfedern unbehindert und unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit und Schloßmechanik schnell geschlossen werden. 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. The distance a is dimensioned such that the articulation lever 10 and with it the movable contacts after unlocking the lock 11 driven by the contact load springs can be closed quickly and independently of the actuation speed and lock mechanism. Although the present invention is explained with reference to the embodiment shown in the accompanying drawing, it should be borne in mind that it is not intended to limit the invention to the embodiment shown, but rather all possible changes, modifications and equivalent arrangements, as far as from Contents of the claims are covered.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schaltgerät mit einem Hebelsystem mit Schalthebel (6) zum Öffnen und Schließen von Festkontakten mit beweglichen Kontakten und mit einem beweglichen Schalterelement (10) , dessen Bewegung mit dem Öffnen und Schließen der Festkontakte und beweglichen Kontakte gekoppelt ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Sperre (11) , die zum Schließen der Kontakte zunächst das Schalterelement (10) ver- riegelt, um zwischen dem Schalthebel (6) und dem Schalterelement (10) einen Freiraum zum Bewegungshub für den Schließvorgang zu schaffen, der durch Entriegelung der Sperre (11) eingeleitet wird.1. switching device with a lever system with switching lever (6) for opening and closing fixed contacts with movable contacts and with a movable switch element (10), the movement of which is coupled with the opening and closing of the fixed contacts and movable contacts, characterized by a lock (11) , which initially locks the switch element (10) to close the contacts in order to create a free space for the movement stroke for the closing process between the shift lever (6) and the switch element (10), which is initiated by unlocking the lock (11).
2. Schaltgerät nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Schaltelement ein Anlenkhebel (10) ist.2. Switching device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the switching element is a link lever (10).
3. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Entriegelung der3. Switching device according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the unlocking of
Sperre (11) durch Abgriff an einer in einer Schaltplatine (2) kulissengeführten Rolle (13) erfolgt. Lock (11) takes place by tapping on a roller (13) which is guided in a circuit board (2).
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