Die Erfindung betrifft einen Schaltmechanismus für einen
Leitungsschutzschalter, bei dem mittels eines in
Ausschaltrichtung federbelasteten Handbedienungsknebels und
eines daran schwenkbar angelenkten Klinkenhebels über eine
Verklinkungsstelle ein sich in Kontaktschließrichtung unter
der Wirkung einer Kontaktfeder befindlicher, die
Verklinkungsstelle tragender Kontakthebel in Schließstellung
mit einem festen Kontaktstück bringbar ist, wobei der
Kontakthebel an der Verklinkungsstelle sowie am festen
Kontaktstück abgestützt und von der Kontaktfeder gehalten
ist, und mit einem auf die Verklinkungsstelle einwirkenden,
schwenkbar gelagerten Auslösehebel, der von magnetischen
und/oder thermischen Auslösern verdrehbar ist.The invention relates to a switching mechanism for a
Miniature circuit breaker, in which by means of a
Switch-off direction of spring-loaded hand control and
of a pawl lever pivotally articulated thereon via a
Latching point in the contact closing direction under
the action of a contact spring, the
Latching point carrying contact lever in closed position
can be brought with a fixed contact piece, the
Contact lever on the latching point as well as on the fixed one
Supported contact piece and held by the contact spring
and with an action on the latching point,
Swivel-mounted release lever, that of magnetic
and / or thermal triggers is rotatable.
Ein derartiger Schaltmechanismus ist aus der DE 29 38 858 C2
bekannt. Hierbei wirkt der von einer magnetischen
Auslöseeinrichtung und von einem Bimetall verschwenkbare
Auslösehebel mit einem Hebelarm auf die abgewinkelte
Verlängerung des Klinkenhebels ein, während an seinem
anderen Hebelarm die Auslöseorgane direkt oder über einen
Zwischenschieber angreifen. Zusätzlich ragt ein weiterer
Hebelarm des Auslösehebels in den Schwenkbereich des die
Verklinkungsstelle tragenden Kontakthebels. Bei diesem
Schaltmechanismus wirken sowohl das magnetische als auch
thermische Auslöseorgan im gleichen Richtungssinn auf den
die Verklinkungsstelle lösenden Auslösehebel ein. Da bei
einer Überlast der Bimetallauslöser jedoch einem anderen
Bewegungsablauf unterliegt als der Magnetauslöser bei
einer Kurzschlußabschaltung, ist eine optimale Abstimmung
der beiden unterschiedlichen Bewegungen an den
erforderlichen Entklinkungsweg der Schaltmechanik kaum
möglich. Außerdem führt die Kopplung der Auslöseorgane zu
einer ungünstigen Massenanhäufung und einer dadurch
bedingten größeren Stoß- und Rüttelempfindlichkeit des
Schalters.
Such a switching mechanism is from DE 29 38 858 C2
known. Here, the effect of a magnetic
Tripping device and pivotable by a bimetal
Release lever with a lever arm on the angled one
Extension of the ratchet lever while on his
other lever arm the triggering elements directly or via one
Attack the intermediate slide. Another protrudes
Lever arm of the trigger lever in the swivel range of the
Latching point carrying contact lever. With this
Switching mechanism act both the magnetic as well
thermal trigger in the same direction on the
the release lever releasing the latching point. There with
one overload of the bimetallic triggers but another
The motion sequence is subject to the magnetic release
a short-circuit shutdown is an optimal coordination
of the two different movements on the
required release path of the switching mechanism hardly
possible. In addition, the coupling of the trigger organs leads to
an unfavorable mass accumulation and thereby one
due to greater shock and vibration sensitivity of the
Switch.
Weiterhin ist ein Selbstschalter bekannt (DE 35 15 297 A1),
bei dem je ein magnetisches und thermisches Auslöseorgan
mittels einzeln einstellbarer Übertragungsglieder in
Wirkverbindung mit einer Verklinkungsstelle der
Schaltmechanik befindlich sind. Das Übertragungsglied für
das thermische Auslöseorgan ist ein von einem
Bimetallstreifen beaufschlagter Zwischenhebel, der
seinerseits auf einen die Verklinkungsstelle lösenden Hebel
einwirkt. Dieser Hebel ist auch vom magnetischen
Auslöseorgan über einen Kupplungshebel und einen Bügel in
Entklinkungsrichtung verschwenkbar. Durch die getrennte
Anordnung der Übertragungsglieder ist zwar die Einstellung
des Bimetallauslösers vereinfacht, letztlich erfolgt
jedoch die Übertragung der Bewegungen beider Auslöseorgane
auf einen gemeinsamen Auslösehebel. Damit ergibt sich auch
bei dieser Anordnung eine gegenseitige Kopplung der
Auslöseorgane.A self-switch is also known (DE 35 15 297 A1),
each with a magnetic and thermal release element
by means of individually adjustable transmission elements in
Active connection with a latching point of the
Switching mechanism are located. The transmission link for
the thermal release element is one of one
Bimetal strip acted on intermediate lever, the
in turn on a lever releasing the latching point
acts. This lever is also magnetic
Release element via a clutch lever and a bracket in
Unlatching direction swiveling. By the separate
The arrangement of the transmission links is the setting
of the bimetallic release simplified, ultimately done
however, the transmission of the movements of both trigger organs
on a common trigger. This also results
with this arrangement a mutual coupling of the
Release organs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile
der bekannten Schalter zu vermeiden und den eingangs
erwähnten Schaltmechanismus derart zu vereinfachen, daß
die von den Auslöseorganen gesteuerten
Entklinkungsbewegungen vollständig voneinander entkoppelt
sind und der thermische Auslöser sich unabhängig vom
magnetischen Auslöser optimal an die Verklinkungsstelle
anpassen läßt.The invention has for its object the disadvantages
to avoid the known switches and the input
to simplify the switching mechanism mentioned so that
those controlled by the release organs
Unlatching movements completely decoupled from each other
and the thermal trigger is independent of
magnetic trigger optimally to the latching point
can be adjusted.
Diese Aufgabe wird durch einen Schaltmechanismus mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche.This task is accomplished by a switching mechanism with the
characterizing features of claim 1 solved.
Further developments and advantageous refinements of
Invention are the subject of the dependent claims.
Bei dem erfindungsgemäßen Schaltmechanismus sind in
vorteilhafter Weise der magnetische Auslöseweg und der
thermische Auslöseweg in ihrer Wirkung auf die
Entklinkungsstelle vollständig voneinander getrennt. Da
außerdem nur wenige Teile vorhanden sind, wird eine hohe
Schock- und Rüttelsicherheit erzielt. Bei der Einstellung
des thermischen Auslösesystems tritt zudem keine Verformung
von Bauteilen auf, so daß das ganze System relativ
unempfindlich ist. Aufgrund geringer zu bewegender Massen
zeigt der gesamte Schaltmechanismus überdies ein äußerst
schnelles Abschaltverhalten.In the switching mechanism according to the invention are in
advantageously the magnetic release path and
thermal release path in its effect on the
Unlatching point completely separated from each other. There
moreover, there are only a few parts, a high one
Shock and vibration resistance achieved. When hiring
There is also no deformation of the thermal release system
of components on so that the whole system is relative
is insensitive. Due to smaller masses to be moved
the entire switching mechanism also shows an extreme
fast switch-off behavior.
Anhand der Zeichnung ist die Erfindung an einem
Ausführungsbeispiel nachstehend näher erläutert.Based on the drawing, the invention is in one
Embodiment explained in more detail below.
Der in der einzigen Zeichnungsfigur schematisch gezeigte,
in Ausschaltstellung befindliche Schaltmechanismus eines
Leitungsschutzschalters hat einen schwenkbaren
Handbedienungsknebel (1), an dem ein bügelförmiger
Klinkenhebel (2) drehbar angelenkt ist. Dieser bildet mit
seinem abgewinkelten freien Ende (2 a) eine
Verklinkungsfläche, die mit einer Verklinkungsnase (3 a)
eines vorzugsweise starren Kontakthebels (3) zusammenwirkt.
Mittels eines Langloches (3 b) ist der Kontakthebel
schwenkbar auf einer Achse (3 c) gelagert und wird
seinerseits in Ausschaltrichtung von einer Kontaktfeder (4)
belastet, die zwischen Langloch (3 b) und
Verklinkungsnase (3 a) angreift. Am gegenüberliegenden
Hebelarm arbeitet der Kontakthebel mit seinem
kontaktseitigen Ende (3 d) auf ein Festkontaktstück (5).The switching mechanism of a circuit breaker, which is shown schematically in the switched-off position in the single drawing figure, has a pivotable manual control knob ( 1 ) to which a bow-shaped latch lever ( 2 ) is pivoted. This forms with its angled free end (2 a) a latching surface, which cooperates with a Verklinkungsnase (3 a) of a preferably rigid contact lever (3). The contact lever is pivotally mounted on an axis ( 3 c ) by means of an elongated hole ( 3 b ) and is in turn loaded in the switching-off direction by a contact spring ( 4 ) which engages between the elongated hole ( 3 b ) and the latching lug ( 3 a ). On the opposite lever arm, the contact lever works with its contact-side end ( 3 d ) on a fixed contact piece ( 5 ).
Wird der Handbedienungsknebel (1) im Gegenuhrzeigersinn
in die in Strich-Punkt-Linien angedeutete Lage (1′)
gekippt, so kommt der über eine Feder (2 b) im Uhrzeigersinn
belastete Klinkenhebel (2) mit seiner Verklinkungsfläche
vor die Verklinkungsnase (3 a) zu liegen und dreht
anschließend den Kontakthebel um die Achse (3 c) im
Uhrzeigersinn entgegen der Kraft der Kontaktfeder (4).
Dabei berührt der Kontakthebel mit seinem kontaktseitigen
Ende (3 d′) das Festkontaktstück (5), um danach innerhalb
des Langloches (3 b) von der Achse (3 c) abzuheben, so daß
die Kontaktfeder (4) jetzt den Kontaktdruck erzeugt und
den Schaltmechanismus verspannt. Das Langloch (3 b)
im Kontakthebel dient somit als Drehpunkt, ermöglicht die
Übertotpunkt-Verspannung des aus Handbedienungsknebel (1)
und Klinkenhebel (2) gebildeten Kniegelenkes und stellt
eine ausreichende Abbrandreserve zur Verfügung.If the manual control knob ( 1 ) is tilted counterclockwise into the position ( 1 ′) indicated by dash-dot lines, the latch lever ( 2 ) loaded with a spring ( 2 b ) clockwise comes with its latching surface in front of the latching nose ( 3 a ) and then turns the contact lever around the axis ( 3 c ) clockwise against the force of the contact spring ( 4 ). The contact lever touches with its contact-side end ( 3 d ') the fixed contact piece ( 5 ) to then lift off within the slot ( 3 b ) from the axis ( 3 c ), so that the contact spring ( 4 ) now generates the contact pressure and Switching mechanism clamped. The elongated hole ( 3 b ) in the contact lever thus serves as a fulcrum, enables the dead center bracing of the knee joint formed from the manual control knob ( 1 ) and ratchet lever ( 2 ) and provides a sufficient burn-up reserve.
Des weiteren sind im lediglich angedeuteten Gehäuse (6) des
Leitungsschutzschalters in Reihenschaltung mit der
Kontaktstelle (3 d, 5) ein thermischer Auslöser (8) und ein
magnetischer Auslöser (9) angeordnet. Der thermische
Auslöser zur Begrenzung des Überstromes ist als einfacher
glatter Bimetallstreifen (8 a) ausgebildet und mit seinem
Fußpunkt (8 b) vorzugsweise an einer rückwärtigen
Verlängerung einer Lichtbogenleitschiene (10), die zur
unterhalb der Kontaktstelle befindlichen Löschkammer (7)
des Schalters gehört, starr befestigt. Vom Fußpunkt (8 b)
führt auch eine Leitung (11 a) zu einer Anschlußklemme (11).
Der nicht justierbare, etwa im gleichen Richtungssinn wie
der Kontakthebel angeordnete Bimetallstreifen ist an
seinem bei Wärmeeinfluß lageveränderlichen freien Ende (8 c)
über eine flexible Leitung (8 d) mit dem Kontakthebel (3)
verbunden und greift mit seinem freistehenden Ende (8 c)
hinter einen Entklinkungshebel (12). Dieser ist als
Winkelhebel ausgebildet und seinerseits auf einem noch
näher zu beschreibenden Lagerkörper (13) schwenkbar
gelagert.Furthermore, a thermal release ( 8 ) and a magnetic release ( 9 ) are arranged in the merely indicated housing ( 6 ) of the circuit breaker in series connection with the contact point ( 3 d , 5 ). The thermal release for limiting the overcurrent is designed as a simple smooth bimetallic strip ( 8 a ) and with its base ( 8 b ) preferably on a rear extension of an arc guide rail ( 10 ), which belongs to the quenching chamber ( 7 ) of the switch located below the contact point, rigidly attached. From the base ( 8 b ), a line ( 11 a ) leads to a connection terminal ( 11 ). The non-adjustable, is arranged approximately in the same direction as the contact lever bimetallic strip is connected at its variable position in the heat-affected free end (8 c) via a flexible line (8 d) connected to the contact lever (3) and engages with its free-standing end (8 c) behind a release lever ( 12 ). This is designed as an angle lever and in turn is pivotally mounted on a bearing body ( 13 ) to be described in more detail.
Der Entklinkungshebel (12) ist vorzugsweise ein Stanzteil,
welches durch Oberflächenbehandlung elektrisch nichtleitend
ausgebildet ist, oder ein Formteil aus einem nichtleitenden
Werkstoff. Mit seinem Hebelarm (12 a) greift der
Entklinkungshebel (12) unter das abgewinkelte Ende (2 a)
des Klinkenhebels (2); wobei die Oberseite des Hebelarmes
eine an den Schwenkweg des Kontakthebels (3) angepaßte
Kurvenform aufweist. Fließt ein Strom durch den
thermischen Auslöser, so krümmt sich der aufgrund des
Innenwiderstandes sich erwärmende Bimetallstreifen (8 a)
mit seinem freien Ende (8 c) in Richtung des
Entklinkungshebels (12) und greift hinter dessen
Hebelarm (12 b). Kommt es zur weiteren Erwärmung des
Bimetallstreifens durch einen unzulässigen Überstrom,
dann wird der Entklinkungshebel so weit im Uhrzeigersinn
verschwenkt, daß das Ende (2 a) des Klinkenhebels vom
Hebelarm (12 a) angehoben und die Verklinkungsstelle gelöst
wird. Unter der Wirkung der Kontaktfeder (4) verschwenkt
der Kontakthebel (3) sodann in Ausschaltrichtung.The unlatching lever ( 12 ) is preferably a stamped part, which is made electrically non-conductive by surface treatment, or a molded part made of a non-conductive material. With its lever arm (12 a) engages the release lever (12) under the bent end (2 a) of the ratchet lever (2); wherein the top of the lever arm has a curve shape adapted to the pivoting path of the contact lever ( 3 ). If a current flows through the thermal release, the bimetal strip ( 8 a ), which heats up due to the internal resistance, bends with its free end ( 8 c ) in the direction of the release lever ( 12 ) and engages behind its lever arm ( 12 b ). If there is further heating of the bimetal strip due to an impermissible overcurrent, the unlatching lever is pivoted so far clockwise that the end ( 2 a ) of the ratchet lever is raised by the lever arm ( 12 a ) and the latching point is released. Under the action of the contact spring ( 4 ), the contact lever ( 3 ) then pivots in the direction of switching off.
Der über das Festkontaktstück (5) ebenfalls im Strompfad
zu einer nicht gezeigten weiteren Anschlußklemme liegende
magnetische Auslöser (9) ist im wesentlichen durch eine
von einem Rückschlußeisen umgebene Auslösespule (9 a) mit
darin geführtem Tauchanker (9 b) gebildet. Letzterer
arbeitet mit seinem als Stößel ausgebildeten Ende auf einen
Auslösehebel (14), der um eine gehäusefeste Achse (14 c)
schwenkbar an der dem Entklinkungshebel (12)
gegenüberliegenden Seite des Kontakthebels angeordnet ist.
Der winkelförmige Auslösehebel greift mit seinem
Hebelarm (14 a) ebenfalls unter das abgewinkelte Ende (2 a)
des Klinkenhebels (2) in einer zum Hebelarm (12 a)
parallelen Ebene. Die Oberseite des Hebelarmes (14 a) ist
mit einer geschwungenen Kurvenbahn versehen und somit an
den Bewegungsablauf des Klinkenhebels (2) beim Einschalten
des Mechanismus optimal angepaßt, während der andere
Hebelarm (14 b) des Auslösehebels hammerförmig ausgebildet
ist. Der bei einem Kurzschlußstrom in Richtung des
Hebelarmes (14 b) vorschnellende Tauchanker (9 b) schwenkt
den Auslösehebel im Gegenuhrzeigersinn derart, daß dieser
die Verklinkungsstelle (2 a, 3 a) löst und anschließend den
Kontakthebel vom Hammerkopf beschleunigt in die gezeigte
Offenstellung treibt, wobei die Kontaktfeder (4) zusätzlich
als Öffnungsfeder wirksam ist. Die Bewegung des
Magnetauslösers (9) wird über den Auslösehebel (14) somit
vollkommen unabhängig von der Entklinkungsbewegung des
thermischen Auslösers (8) auf die Verklinkungsstelle
übertragen.
The magnetic release ( 9 ), which is also located in the current path to a further connection terminal, not shown, via the fixed contact piece ( 5 ) is essentially formed by a release coil ( 9 a ) surrounded by a return iron with a plunger armature ( 9 b ) guided therein. The latter working with his formed as a rod end of a release lever (14) (c 14) to a housing-fixed axis on the said release lever (12) opposite side of the contact lever is arranged. The angular trigger lever engages with its lever arm ( 14 a ) also under the angled end ( 2 a ) of the ratchet lever ( 2 ) in a plane parallel to the lever arm ( 12 a ). The top of the lever arm ( 14 a ) is provided with a curved cam track and thus optimally adapted to the movement of the ratchet lever ( 2 ) when the mechanism is switched on, while the other lever arm ( 14 b ) of the release lever is hammer-shaped. The plunger armature ( 9 b ) which snaps forward in the direction of the lever arm ( 14 b ) in the event of a short-circuit current pivots the release lever counterclockwise in such a way that it releases the latching point ( 2 a , 3 a ) and then accelerates the contact lever from the hammer head into the open position shown, wherein the contact spring ( 4 ) is also effective as an opening spring. The movement of the magnetic release ( 9 ) is thus transmitted via the release lever ( 14 ) completely independently of the unlatching movement of the thermal release ( 8 ) to the latching point.
Die unabhängig voneinander jeweils an einer Seite des
Kontakthebels (3) im Gehäuse gelagerten Hebel (12 bzw. 14)
übergreifen mit ihren Hebelarmen (12 a bzw. 14 a) den
Kontakthebel im Bereich der Verklinkungsstelle (2 a, 3 a)
derart, daß der Hebelarm (12 a) des Entklinkungshebels unter
und der Hebelarm (14 a) des Auslösehebels über dem
vorzugsweise als Flachteil ausgebildeten Kontakthebel zu
liegen kommt. Dadurch ergeben sich für den an der
Verklinkungsnase (3 a) abgestützten Klinkenhebel (2) etwa
gleiche Entklinkungsbedingungen und ein Verkanten des
abgewinkelten Endes (2 a) ist praktisch ausgeschlossen.
Auch lassen sich die kurvenförmigen Oberseiten der
Hebelarme (12 a bzw. 14 a) optimal an den Bewegungsablauf
des Klinkenhebels (2) während des Einschaltvorganges
anpassen, um auch im Fehlerfall, d. h. es liegt eine
Überlast bzw. ein Kurzschluß vor, frühzeitig eine
Entklinkung herbeizuführen, noch bevor der Kontakthebel
seine übliche in Übertotpunktlage verspannte Position
erreicht.The levers ( 12 and 14 ) mounted independently on each side of the contact lever ( 3 ) in the housing overlap with their lever arms ( 12 a and 14 a ) in the area of the latching point ( 2 a , 3 a ) in such a way that the lever arm ( 12 a ) of the release lever underneath and the lever arm ( 14 a ) of the release lever come to rest on the contact lever, which is preferably designed as a flat part. Characterized occur to those supported on the Verklinkungsnase (3 a) ratchet lever (2) approximately the same Entklinkungsbedingungen and tilting of the angled end (2 a) is practically excluded. The curved tops of the lever arms ( 12 a and 14 a ) can be optimally adapted to the movement of the ratchet lever ( 2 ) during the switch-on process, so that even in the event of a fault, ie there is an overload or a short circuit, unlatching can be achieved early before the contact lever reaches its usual over-dead center position.
Eine Justierung des Schaltmechanismus ist nur hinsichtlich
des thermischen Auslösers (8) erforderlich, da der
magnetische Auslöser (9) sowie der Auslösehebel (14) im
Rahmen der Herstellungstoleranzen ausreichend genau auf
die Auslösebedingungen abgestimmt werden können. Wie
eingangs beschrieben, ist der Bimetallstreifen (8 a) an
seinem Fußpunkt (8 b) fest angeordnet und hat selbst keine
Justiermöglichkeit. Die Justierung des thermischen
Auslösers erfolgt vielmehr in besonderer Weise durch
relative Lageveränderung des Entklinkungshebels (12), der
mit seiner Lagerbohrung (12 c) auf einem seinerseits
exzentrisch auf dem bereits erwähnten Lagerkörper (13)
angeordneten Zapfen (13 a) gelagert ist. Der zylindrische
Lagerkörper ist wiederum beim fertigen Schalter in nicht
näher dargestellter Weise von außerhalb des Gehäuses
einstellbar. Durch Drehen des im Gehäuse schwergängig
gehaltenen Lagerkörpers läßt sich daher der
Entklinkungshebel (12) aufgrund der Exzentrizität seiner
Lagerstelle so verschieben, daß beim vorgegebenen
Überlaststrom und der dadurch hervorgerufenen Krümmung des
Bimetallstreifens (8 a) die Verklinkung über den
Entklinkungshebel (12) auslösegenau aufgehoben wird und
der Schaltmechanismus selbsttätig den Stromfluß an der
Kontaktstelle unterbricht.An adjustment of the switching mechanism is only necessary with regard to the thermal release ( 8 ), since the magnetic release ( 9 ) and the release lever ( 14 ) can be matched sufficiently precisely to the release conditions within the scope of the manufacturing tolerances. As described at the beginning, the bimetallic strip ( 8 a ) is fixed at its base ( 8 b ) and itself has no possibility of adjustment. Rather, the thermal release is adjusted in a special way by changing the relative position of the unlatching lever ( 12 ) which is mounted with its bearing bore ( 12 c ) on a pin ( 13 a ) arranged eccentrically on the already mentioned bearing body ( 13 ). The cylindrical bearing body is in turn adjustable from outside the housing in the finished switch in a manner not shown. By turning the bearing body, which is stiff in the housing, the unlatching lever ( 12 ) can be moved due to the eccentricity of its bearing point so that, given the overload current and the resulting curvature of the bimetallic strip ( 8 a ), the release via the unlatching lever ( 12 ) is released precisely and the switching mechanism automatically interrupts the flow of current at the contact point.