EP0003973B1 - Low-tension power circuit breaker with electromagnetic release - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem entlang einer Teilfuge in ein Oberteil und ein Unterteil geteilten isolierenden Gehäuse und einem darin angeordneten elektromagnetischen Auslöser, der einen mit seitlich vorspringenden Lagerzapfen in dem Gehäuse beweglich gelagerten Anker und ein gleichfalls in dem Gehäuse befestigtes U-förmiges Magnetjoch aufweist.The invention relates to a low-voltage circuit breaker with an insulating housing divided along a joint into an upper part and a lower part and an electromagnetic release arranged therein, which has an armature movably mounted with laterally projecting bearing pins in the housing and a U likewise fastened in the housing -shaped magnetic yoke.

Ein Schalter dieser Art ist durch die DE-OS 2 023 797 bekannt geworden. An das Magnetjoch ist dabei ein Befestigungswinkel angeformt, durch den sich eine in das Gehäuseunterteil eingesetzte Befestigungsschraube erstreckt. Auf dem Befestigungswinkel liegt ferner ein abgewinkelter Teil eines stromdurchflossenen Bimetallstreifens auf, so daß das Magnetjoch und der Bimetallstreifen gemeinsam durch dieselbe Schraube an dem Gehäuse befestigt sind. Einzelheiten der Lagerung des dem Magnetjoch zugeordneten Magnetankers sind der genannten Offenlegungsschrift nicht zu entnehmen.A switch of this type has become known from DE-OS 2 023 797. A fastening bracket is formed on the magnetic yoke, through which a fastening screw inserted into the lower housing part extends. An angled part of a current-carrying bimetal strip also lies on the mounting bracket, so that the magnetic yoke and the bimetal strip are fastened together to the housing by the same screw. Details of the mounting of the magnet armature assigned to the magnet yoke cannot be found in the aforementioned publication.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Befestigung bzw. Lagerung der beiden zusammenwirkenden Teile des elektromagnetischen Auslösers so zu gestalten, daß sich bei einfachster Montage die gewünschte Genauigkeit im Zusammenwirken des Magnetjoches und des Ankers ergibt. Ein aus Blech bestehender Rahmen zur gemeinsamen Halterung bzw. Lagerung des Magnetjoches und des Ankers, wie er z. B. durch die US-PS 3 125651 bekannt geworden ist, soll dabei jedoch vermieden werden.The invention has for its object to design the mounting or mounting of the two interacting parts of the electromagnetic release so that the desired accuracy in the interaction of the magnet yoke and the armature results with simple assembly. A frame made of sheet metal for common mounting or storage of the magnetic yoke and the armature, as he z. B. has become known by US-PS 3 125651, but should be avoided.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lagerzapfen des Ankers in zur Teilfuge hin offene und im betriebsbereiten Zustand des Leistungsschalters durch Gegenstücke des Oberteiles begrenzte taschenartige Lageröffnungen des Unterteiles des Gehäuses eingreifen und daß das Magnetjoch zwischen U-förmig angeordneten Wandflächen des Unterteiles und einem im Abstand von den Wandflächen stehenden inselartigen Vorsprung aufgenommen ist und an diesen durch ein zwischen den mittleren Schenkel des Magnetjoches und die zugehörige Wandfläche eingefügtes Federelement angelegt ist. Die relative Lage beider zusammenwirkender Teile des elektromagnetischen Auslösers ergibt sich somit ohne jeden Justiervorgang allein durch Einlegen der Teile in das Unterteil des Schaltergehäuses. Auch der Aufwand für die Herstellung der Lager-und Befestigungsstellen ist gering, weil diese einstückig mit dem Gehäuseunterteil sind und daher bei dessen Herstellung in einem Arbeitsgang gebildet werden.According to the invention, this object is achieved in that the bearing pins of the armature engage in pocket-like bearing openings of the lower part of the housing, which are open towards the parting joint and are limited by counterparts of the upper part in the operational state of the circuit breaker, and in that the magnetic yoke between U-shaped wall surfaces of the lower part and an island-like projection standing at a distance from the wall surfaces is received and is applied to this by a spring element inserted between the central leg of the magnetic yoke and the associated wall surface. The relative position of the two interacting parts of the electromagnetic release is thus obtained without any adjustment process simply by inserting the parts into the lower part of the switch housing. The effort for the production of the bearing and fastening points is also low because they are integral with the lower housing part and are therefore formed in one work step during its production.

Die Lagerzapfen des Ankers können einen rechteckigen Querschnitt besitzen, während die taschenartigen Lageröffnungen von winklig zueinander stehenden Flächen begrenzt sind. Der Winkel zwischen diesen Flächen wird zweckmäßig an den vorgesehenen bzw. erforderlichen Schwenkwinkel des Ankers angepaßt.The bearing pins of the armature can have a rectangular cross section, while the pocket-like bearing openings are delimited by surfaces that are at an angle to one another. The angle between these surfaces is appropriately adapted to the intended or required pivot angle of the armature.

Eine schneidenartige Lagerung mit vorteilhaft geringem Reibungswiderstand läßt sich dadurch erreichen, daß die Auflagefläche der Lagerzapfen des Ankers aus zwei winklig zueinander stehenden Teilflächen zusammengesetzt ist.A blade-like mounting with advantageously low frictional resistance can be achieved in that the bearing surface of the bearing journal of the armature is composed of two partial surfaces which are at an angle to one another.

Dabei ist es zweckmäßig, die Breite der Teilflächen entsprechend der halben Breite der Schmalflächen der Lagerzapfen zu bemessen.It is expedient to dimension the width of the partial areas corresponding to half the width of the narrow surfaces of the trunnions.

Das Magnetjoch des elektromagnetischen Auslösers ist durch das erwähnte Federelement gegen den inselartigen Vorsprung angelegt und dadurch gegen Verschiebung gesichert. Jedoch kann zusätzlich ein in der Nähe des Magnetjoches angeordneter Leiter mit einem Vorsprung versehen sein, der über das Magnetjoch greift und dieses dadurch an seinem Platz festhält.The magnetic yoke of the electromagnetic release is placed against the island-like projection by the spring element mentioned and thereby secured against displacement. However, a conductor arranged in the vicinity of the magnetic yoke can additionally be provided with a projection which engages over the magnetic yoke and thereby holds it in place.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained below with reference to the embodiment shown in the figures.

Die Fig. 1 zeigt einen Niederspannungs-Leistungsschalter in einem Längsschnitt.Fig. 1 shows a low-voltage circuit breaker in a longitudinal section.

In der Fig. 2 ist ein Ausschnitt der Seitenwand eines Gehäuseunterteiles des in Fig. 1 gezeigten Leistungsschalters dargestellt. Einen zugehörigen Ausschnitt des Gehäuseoberteiles zeigen die Fig. 3 und 4 in zwei verschiedenen Ansichten.FIG. 2 shows a section of the side wall of a lower housing part of the circuit breaker shown in FIG. 1. 3 and 4 show an associated section of the upper housing part in two different views.

Ein Magnetjoch ist in der Draufsicht in der Fig. 5 dargestellt. Den dazugehörigen Anker zeigt die Fig. 6.A magnetic yoke is shown in a top view in FIG. 5. The associated anchor is shown in FIG. 6.

Die Fig. 7 zeigt einen Teil des Unterteiles eines Schaltergehäuses.Fig. 7 shows a part of the lower part of a switch housing.

Der in der Fig. 1 gezeigte Leistungsschalter 1 besitzt ein isolierendes Gehäuse 2, das z. B. aus einem Formpreßstoff hergestellt sein kann. Das Gehäuse 2 ist entlang einer Teilfuge 3 in ein Oberteil 4 und ein Unterteil 5 geteilt. Die Strombahn des Leistungsschalters 1 verläuft ausgehend von einer Anschlußvorrichtung 6 über ein feststehendes Schaltstück 7 und ein bewegliches Schaltstück 10 sowie über einen biegsamen Leiter 11 und einen Heizleiter 12 zu einer weiteren Anschlußvorrichtung 13.The circuit breaker 1 shown in Fig. 1 has an insulating housing 2, the z. B. can be made of a molded material. The housing 2 is divided along a parting line 3 into an upper part 4 and a lower part 5. The current path of the circuit breaker 1 runs from a connection device 6 via a fixed switching element 7 and a movable switching element 10 and via a flexible conductor 11 and a heating conductor 12 to a further connection device 13.

Das bewegliche Schaltstück 10 ist gelenkig an einem Schaltstückträger 14 angebracht, der durch eine Schaltwelle 15 mit den Schaltstückträgern der benachbarten, in der Fig. 1 nicht sichtbaren Pole des Leistungsschalters 1 verbunden ist. An dem Gelenkbolzen 16 greift der eine Hebel 17 eines Kniehebelsystems an, das in bekannter und deshalb nicht näher dargestellter Weise durch einen aus einer Öffnung des Oberteiles 4 herausragenden Betätigungshandgriff 20 bewegbar ist.The movable contact piece 10 is articulated to a contact piece carrier 14, which is connected by a switching shaft 15 to the contact piece carriers of the adjacent poles of the circuit breaker 1, which are not visible in FIG. 1. One lever 17 of a toggle lever system acts on the hinge pin 16 and can be moved in a known and therefore not shown manner by an actuating handle 20 protruding from an opening in the upper part 4.

Aus der dargestellten Einschaltstellung ist das bewegliche Schaltstück 10 außer durch den Betätigungshandgriff 20 auch durch einen thermischen Auslöser 21 und einen elektromagnetischen Auslöser 22 in die Ausschaltstellung überführbar. Die beiden genannten Auslöser beeinflussen gemeinsam die Winkelstellung einer Auslösewelle 23, die ihrerseits mit einer Sperrlasche 24 zusammenwirkt. Durch diese Sperrlasche ist eine Klinke 25 des Schaltschlosses des Leistungsschalters 1 verriegelbar. Der magnetische Auslöser 22 umfaßt ein feststehendes Magnetjoch 26 und einen schwenkbar gelagerten Anker 27 (Fig.6). Eine Zugfeder 29 hält den Anker 27 in der dargestellten Ruhelage. Zwischen den Schenkeln 30 und 31 des Magnetjoches 26 (Fig. 5) verläuft der Heizleiter 12. Das Magnetjoch wird daher durch den Strom erregt, der über die Strombahn des Leistungsschalters 1 fließt. Ist dieser Strom z. B. bei einem Kurzschluß ausreichend groß, so wird der Anker 27 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 29 gegen die schrägen Polflächen 32 und 33 des Magnetjoches 26 gezogen und dadurch derart geschwenkt, daß die Auslösewelle 23 im Uhrzeigersinn gedreht und die Sperrlasche 24 um ihr Drehlager 34 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Das bewegliche Schaltstück 10 wird dann unter dem Einfluß gespeicherter Federkräfte in seine Ausschaltstellung überführt.From the illustrated switch-on position, the movable contact piece 10 can be moved into the switch-off position in addition to the actuating handle 20 and also by a thermal release 21 and an electromagnetic release 22. The two triggers mentioned together influence the angular position a trigger shaft 23, which in turn interacts with a locking tab 24. A pawl 25 of the switch lock of the circuit breaker 1 can be locked by this locking tab. The magnetic trigger 22 comprises a fixed magnetic yoke 26 and a pivotably mounted armature 27 (FIG. 6). A tension spring 29 holds the armature 27 in the rest position shown. The heating conductor 12 runs between the legs 30 and 31 of the magnetic yoke 26 (FIG. 5). The magnetic yoke is therefore excited by the current which flows via the current path of the circuit breaker 1. Is this current z. B. sufficiently large in the event of a short circuit, the armature 27 is pulled against the force of the return spring 29 against the oblique pole faces 32 and 33 of the magnetic yoke 26 and thereby pivoted in such a way that the trigger shaft 23 is rotated clockwise and the locking tab 24 about its pivot bearing 34 is pivoted counterclockwise. The movable contact piece 10 is then transferred to its off position under the influence of stored spring forces.

Die in der Fig. 1 mit 35 bezeichnete Lageröffnung des Ankers 27 ist in der Fig. 2 vergrößert gezeigt. Es ist zu erkennen, daß die Lageröffnung 35 als taschenartige Ausnehmung einer Seitenwand oder Trennwand 36 des Unterteiles 5 des Gehäuses 2 ausgebildet ist und nach oben zur Teilfuge 3 hin geöffnet ist. Seitlich ist die Lageröffnung von winklig zueinander stehenden Flächen 37 und 40 begrenzt, die eine Schwenkung des Ankers 27 um einen gewünschten oder erforderlichen Winkel gestatten. Der in der Fig. 2 gestrichelt eingezeichnete Lagerzapfen 41 des Ankers 27 liegt mit seiner unteren Schmalfläche 42 etwa zur Hälfte auf einer Teilfläche 43 auf, an die sich winklig eine weitere, etwa gleich lange Teilfläche 44 anschließt. Die bei 45 zusammentreffenden Teilflächen 34 und 44 bilden daher eine etwa schneidenartige Auflagefläche für den Lagerzapfen 41.The bearing opening of armature 27, designated 35 in FIG. 1, is shown enlarged in FIG. 2. It can be seen that the bearing opening 35 is designed as a pocket-like recess in a side wall or partition wall 36 of the lower part 5 of the housing 2 and is open upwards towards the parting line 3. The side of the bearing opening is delimited by surfaces 37 and 40 which are at an angle to one another and which allow the armature 27 to be pivoted by a desired or required angle. The bearing pin 41 of the armature 27 shown in dashed lines in FIG. 2 lies with its lower narrow surface 42 approximately half on a partial surface 43, which is angularly adjoined by a further, approximately equally long partial surface 44. The partial surfaces 34 and 44 which meet at 45 therefore form an approximately cutting-like contact surface for the bearing journal 41.

Anstelle der winklig zueinander stehenden Teilflächen 43 und 44 kann auch eine durchgehende Fläche vorgesehen sein. Dann wird die Drehbewegung auf einer Kante des Lagerzapfens 41 ausgeführt.Instead of the partial surfaces 43 and 44 which are at an angle to one another, a continuous surface can also be provided. Then the rotational movement is carried out on an edge of the journal 41.

Nach oben erweitert sich die Lageröffnung 35 zu einer rechteckigen Ausnehmung 50, die zur Aufnahme eines an dem Oberteil 4 des Gehäuses 2 angebrachten Gegenstückes vorgesehen ist.The bearing opening 35 widens upward to a rectangular recess 50, which is provided for receiving a counterpart attached to the upper part 4 of the housing 2.

Ein solches Gegenstück 51 ist in der Fig. 3 erkennbar, die einen Ausschnitt der Seitenwand 52 des Oberteiles 4 des Gehäuses 2 mit Blickrichtung auf die Teilfuge 3 zeigt. Das Gegenstück 51 bildet einen Vorsprung aus dem tiefer gelegenen Teil 53 der abgestuft ausgeführten Seitenwand 52, so daß ein Zwischenraum 54 zu dem äußeren höher gelegenen Teil 55 der Seitenwand 52 verbleibt. Zur Veranschaulichung dieser Anordnung sei auf die Fig. 4 verwiesen, in der die Seitenwand 52 im Schnitt dargestellt ist. Gleichartige Lageröffnungen 35 sind jeweils in den eine Polbahn des Leistungsschalters 1 begrenzenden Wänden des Unterteiles 5 des Gehäuses 2 angeordnet (Fig.7). Die jeder Polbahn zugeordneten Anker sind daher jeweils mit zwei eine Lagerachse bestimmenden Lagerzapfen 41 in den Lageröffnungen 35 gelagert. Sie werden bei der Montage des Leistungsschalters 1 mit ihren Lagerzapfen von oben in die Lageröffnungen 35 eingesetzt. Durch das Aufsetzen des Oberteiles 4 des Gehäuses 2 werden die Lageröffnungen in den Außenwänden geschlossen. Die übrigen Lageröffnungen werden in ähnlicher Weise durch Gegenstücke anderer Teile des Leistungsschalters 1, die nach dem Anker 27 montiert werden, verschlossen.Such a counterpart 51 can be seen in FIG. 3, which shows a section of the side wall 52 of the upper part 4 of the housing 2 with a view of the parting line 3. The counterpart 51 forms a projection from the lower part 53 of the stepped side wall 52, so that a space 54 remains to the outer higher part 55 of the side wall 52. To illustrate this arrangement, reference is made to FIG. 4, in which the side wall 52 is shown in section. Similar bearing openings 35 are each arranged in the walls of the lower part 5 of the housing 2 delimiting a pole track of the circuit breaker 1 (FIG. 7). The anchors assigned to each pole track are therefore each mounted in the bearing openings 35 with two bearing pins 41 defining a bearing axis. They are inserted with their bearing journals from above into the bearing openings 35 when the circuit breaker 1 is assembled. By placing the upper part 4 of the housing 2, the bearing openings in the outer walls are closed. The remaining bearing openings are similarly closed by counterparts of other parts of the circuit breaker 1, which are mounted after the armature 27.

Zur Befestigung des MagnetjochM 26 an dem Unterteil 5 des Gehäuses 2 ist in jeder Polbahn des Leistungsschalters 1 ein insetartiger Vorsprung 60 vorgesehen. Wie besonders aus der Fig. 7 zu entnehmen ist, die eine Draufsicht auf den in der Fig. 1 links dargestellten Teil des Unterteiles 5 des Gehäuses 2 zeigt, sind die Vorsprünge 60 im Abstand von U-förmig angeordneten Wandflächen 61, 82 und 63 angeordnet. Dieser U-förmige Raum ist der Form des Magnetjoches 26 (Fig. 5) derart angepaßt, daß der mittlere Teil 28 des Magnetjoches 26 zwischen dem Vorsprung 60 und der mittleren Wandfläche t32 aufgenommen worden kann. Durch die Bemessung der Teile wird ein Zwischenraum zur Einfügung eines Federelementes 64 geschaffen, der das Magnetjoch 26 mit seinem mittleren Teil 28 gegen den Vorsprung 60 anlegt. In der in der Fig. 1 gezeigten Stellung wird das Magnetjoch 26 ferner durch einen Vorsprung 65 eines Leiters 66 gehalten, der die Verbindung der Anschlußvorrichtung 13 mit dem Heizleiter 12 herstellt. Das Magnetjoch 26 wird somit ohne Schrauben, Niete oder ähnliche Teile nur durch Form- und Kraftschluß gehalten.To attach the magnetic yoke M 26 to the lower part 5 of the housing 2, an inset-like projection 60 is provided in each pole track of the circuit breaker 1. As can be seen particularly from FIG. 7, which shows a plan view of the part of the lower part 5 of the housing 2 shown on the left in FIG. 1, the projections 60 are arranged at a distance from wall surfaces 61, 82 and 63 arranged in a U-shape . This U-shaped space is adapted to the shape of the magnetic yoke 26 (FIG. 5) such that the central part 28 of the magnetic yoke 26 can be received between the projection 60 and the central wall surface t32. The dimensioning of the parts creates an intermediate space for inserting a spring element 64, which engages the magnetic yoke 26 with its central part 28 against the projection 60. In the position shown in FIG. 1, the magnetic yoke 26 is also held by a projection 65 of a conductor 66 which establishes the connection of the connection device 13 with the heating conductor 12. The magnet yoke 26 is thus held without screws, rivets or similar parts only by positive and non-positive engagement.

Claims (4)

1. Low-voltage circuit breaker (1) which comprises an insulating housing (2) divided into an upper part (4) and a lower part (5) along a dividing line (3), and an electromagnetic tripping device (22) which has an armature (27) which has laterally projecting bearing studs (41) and is movably mounted in the housing (2), and a U-shaped magnet yoke (26) which is likewise secured in the housing (2), characterised in that the bearing studs (41) of the armature (27) engage with pocket-like bearing openings (35) in the lower part (5) of the housing (2), which bearing openings open towards the dividing line (3) and when the circuit breaker (1) is ready for operation, are bounded by corresponding parts (51) of the upper part (4), and in that the magnet yoke (26) is housed between the surfaces of walls arranged to form a U-shape (61, 62, 63) of the lower part (5) and an island-like projection (60), which is spaced from the wall surfaces, and is joined to the projection by means of a spring member (64) which is inserted between the central part (28) of the magnet yoke (26) and the wall surface (62) appropriate thereto.

2. Low-voltage circuit breaker as claimed in Claim 1, characterised in that the bearing studs (41) have a rectangular cross-section and that the pocket-like bearing openings (35) are laterally bounded by surfaces (37, 40) which are arranged at an angle to one another.

3. Low-voltage circuit breaker as claimed in Claim 1, characterised in that the contact surfaces of the bearing studs (41) in the pocket-like bearing openings (35) are each made up of two part-surfaces (43, 44) which are arranged at an angle to one another

4. Low-voltage circuit breaker as claimed in Claim 1, characterised in that a conductor (66) arranged in the vicinity of the magnet yoke (26) is provided with a projection (65) which engages over the magnet yoke (26).

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