EP0015228B1 - Remote controllable driving device for protective circuit-breakers with an electromagnet - Google Patents
Remote controllable driving device for protective circuit-breakers with an electromagnet Download PDFInfo
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- H01H51/04—Non-polarised relays with single armature; with single set of ganged armatures
- H01H51/06—Armature is movable between two limit positions of rest and is moved in one direction due to energisation of an electromagnet and after the electromagnet is de-energised is returned by energy stored during the movement in the first direction, e.g. by using a spring, by using a permanent magnet, by gravity
- H01H51/08—Contacts alternately opened and closed by successive cycles of energisation and de-energisation of the electromagnet, e.g. by use of a ratchet
- H01H51/082—Contacts alternately opened and closed by successive cycles of energisation and de-energisation of the electromagnet, e.g. by use of a ratchet using rotating ratchet mechanism
- H01H51/086—Contacts alternately opened and closed by successive cycles of energisation and de-energisation of the electromagnet, e.g. by use of a ratchet using rotating ratchet mechanism with radial ratchet elements
- H01H51/088—Contacts alternately opened and closed by successive cycles of energisation and de-energisation of the electromagnet, e.g. by use of a ratchet using rotating ratchet mechanism with radial ratchet elements moved alternately in opposite directions
Definitions
- the invention relates to a remotely controllable drive device for switching on and off electrical circuit breakers with an electromagnet and a drive slide for the actuating handle of the circuit breaker which can be moved by the armature of the electromagnet via a lever mechanism.
- a known drive device of this type (US-A-3 893 050) has two electromagnets, each connected to the drive slide by a lever mechanism, which are alternately energized to switch the circuit breaker on and off.
- the invention is based on the object to provide a drive device for the same application, which works with reduced dimensions, reduced weight and lower costs with only one electromagnet.
- the invention makes use, in modified form, of features which have already been used as a reversing mechanism in installation switches (remote impulse switches). These devices, like the drive device according to the invention, allow the alternate opening and closing of contacts by successive brief excitation of an electromagnet.
- known devices of this type US-A-2 046 401 and FR-A-605 918) form unitary devices together with the contacts and their power supplies
- the drive device according to the invention is a device separate from the actual circuit breaker , which is used when necessary and attached to the circuit breaker.
- the known reversing mechanisms cannot easily be used as a drive device for circuit breakers. While only comparatively low currents are to be switched in the case of remote installation switches and consequently only low actuation forces are required, the movement resistance to be overcome when actuating circuit breakers is of a different order of magnitude. Mechanical stresses thus occur which the known reversing mechanisms are not up to and which cannot be dealt with simply by increasing the dimensions. In particular, high demands are placed on the reliability of the reversing of the lever mechanism, so that it is ensured that after each switching action when the electromagnet is energized again, the opposite switching action takes place and not z. B. an idle stroke.
- the invention achieves these requirements with only a few and simply designed parts.
- Figures 1 to 5 are plan views showing the construction and operation of the drive device for a circuit breaker. 1 shows the switch-off position at the start of the switch-on process.
- Fig. 2 shows the state during the switching process immediately after switching on.
- Fig. 3 shows an intermediate position during the transition to the preparation for the switch-off after the switch-on operation is completed.
- An electromagnet 5 of the diving armature type comprises a magnet coil 6, a fixed core 7, a movable armature 8 and a yoke 9.
- the magnet coil 6 carries a fastening pin 10 as an abutment of an over-center spring 16.
- a two-armed lever 17 is pivotably mounted on a fixed shaft 11 .
- the shaft 11 is located above the electromagnet 5 in the housing in which the drive device 1 is housed.
- a driver 12 the central part 12c of which is widened or widened and which has hook-like ends 12a and 12b on both sides, is pivotably mounted on the upper end part of the armature 8 by means of a shaft 13. Between this shaft 13 and the fixed shaft 11 is under chip tion a return spring 14 attached such that it constantly pulls the armature 8 up to its rest position.
- the driver 12 carries in its upper part a pin 15 as an abutment of the over-center spring.
- the drivers 12 and the two-armed lever 17 are attached as control elements between the drive slide 4 and the armature 8.
- a first coupling pin 17a transmits the pivoting movements of the two-armed lever 17 to the drive slide 4 by engaging in its coupling slot 4a.
- Another coupling bolt 17b is located between the first coupling bolt 17a and the fixed shaft 11, that is to the left of this, while a third coupling bolt 17c is attached to the two-armed lever 17 to the right of the shaft 11.
- the three coupling bolts 17a, 17b and 17c are arranged in a line.
- the coupling bolts 17b and 17c of the lever 17 are alternately gripped by the hook-like ends 12a and 12b of the driver 12 and driven by the action of the electromagnet 5 so that the lever 17 is pivoted clockwise or counterclockwise in order to move the drive slide 4 upwards or downwards slide and thereby switch the circuit breaker, not shown, on or off.
- Fig. 1 shows the state of the parts when the circuit breaker is turned off.
- the drive slide 4 is moved downward and the armature 8 is in its rest position under the action of the return spring 14.
- the coupling pin 17a assumes its lower position while the driver 12 together with the armature 8 has moved upwards and remains there, while the hook-like end 12b engages the coupling pin 17c of the lever 17. If the solenoid 6 is now energized, the armature 8 is attracted by the fixed core 7 against the force of the return spring 14. Then the hook-like end 12b of the driver 12 pulls the coupling bolt 17c according to FIG. 2 and thus the right end of the lever 17th down.
- the lever 17 is then pivoted counterclockwise by means of the coupling bolt 17b through the hook-like end 12a of the driver 12 when the magnetic coil 6 is excited again. Therefore, the coupling pin 17a drives the drive lever 4 down until the operating handle 2 of the circuit breaker, not shown, is pressed to its lower switch-off position, as shown in FIG. 5. If the excitation of the magnetic coil 6 is interrupted, the driver 12 returns upward, while its middle part 12a is guided along the coupling bolt 17b by the biasing force of the return spring 14. When the axis of the dead center spring 16 comes to a position on the right side of the return spring 14, the driver 12 is pivoted back to the side of the coupling pin 17c, whereby the position of the parts shown in FIG. 1 is restored.
- a driver is provided in the drive device according to the invention, the hook-like ends of which, when the armature of an electromagnet is reset, interacting alternately with two coupling bolts of a two-armed lever, so that a circuit breaker is switched on and off using a single electromagnet can. Therefore, the drive device can be manufactured inexpensively with a simple structure and small size.
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Description
Die Erfindung betrifft eine fernsteuerbare Antriebsvorrichtung zum Ein- und Ausschalten elektrischer Schutzschalter mit einem Elektromagneten und einem durch den Anker des Elektromagneten über einen Hebelmechanismus bewegbaren Antriebsschieber für den Betätigungshandgriff des Schutzschalters.The invention relates to a remotely controllable drive device for switching on and off electrical circuit breakers with an electromagnet and a drive slide for the actuating handle of the circuit breaker which can be moved by the armature of the electromagnet via a lever mechanism.
Eine bekannte Antriebsvorrichtung dieser Art (US-A-3 893 050) besitzt zwei durch jeweils einen Hebelmechanismus mit dem Antriebsschieber verbundene Elektromagnete, die zum Ein- bzw. Ausschalten des Schutzschalters abwechselnd erregt werden. Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für den gleichen Anwendungszweck zu schaffen, die bei verringerten Abmessungen, verringertem Gewicht und geringeren Kosten mit nur einem Elektromagneten arbeitet.A known drive device of this type (US-A-3 893 050) has two electromagnets, each connected to the drive slide by a lever mechanism, which are alternately energized to switch the circuit breaker on and off. The invention is based on the object to provide a drive device for the same application, which works with reduced dimensions, reduced weight and lower costs with only one electromagnet.
Diese Aufgabe wird bei einer Antriebsvorrichtung nach der eingangs genannten Art durch folgende Merkmale gelöst:
- a) ein zweiarmiger, an seinem einen Ende mit dem Antriebsschieber zusammenwirkender Hebel trägt beidseitig eines ortsfesten Drehlagers je ein Kupplungsteil;
- b) ein mit dem Anker des Elektromagneten gelenkig verbundener Treiber, an dem eine an der Magnetspule befestigte Übertotpunktfeder angreift, besitzt einen derart verbreiterten Mittelteil zur Führung an den Kupplungsteilen des zweiarmigen Hebels, dass der Treiber bei der Rückstellung des Ankers in seine Ruhelage über den Totpunkt geführt wird und dadurch der Treiber nach Ausführung einer Schalthandlung bei der Rückstellung des Ankers in seine Ruhelage selbsttätig zur Vorbereitung der entgegengerichteten Schalthandlung von dem einen Kupplungsteil getrennt und mit dem anderen Kupplungsteil in Eingriff gebracht wird;
- c) der Treiber besitzt an seinem freien Ende zwei nach entgegengesetzten Seiten hin offene hakenartige, mit den Kupplungsteilen zusammenwirkende Enden.
- a) a two-armed lever, which cooperates at one end with the drive slide, carries a coupling part on both sides of a fixed pivot bearing;
- b) a driver articulated to the armature of the electromagnet, on which an over-center spring attached to the magnet coil engages, has a broadened middle part for guiding on the coupling parts of the two-armed lever that the driver, when the armature is returned to its rest position, via the dead center is performed and thereby the driver is automatically separated from the one coupling part and brought into engagement with the other coupling part after executing a switching action when the armature is returned to its rest position in preparation for the opposite switching action;
- c) the driver has at its free end two hook-like ends open to opposite sides, which interact with the coupling parts.
Die Erfindung macht in veränderter Form von Merkmalen Gebrauch, die bereits als Umkehrmechanismus in lnstallationsschaltern (Stromstoss-Fernschalter) benutzt wurden. Diese Geräte gestatten wie die Antriebsvorrichtung nach der Erfindung das abwechselnde Öffnen und Schliessen von Kontakten durch aufeinanderfolgende kurzzeitige Erregung eines Elektromagneten. Während aber bekannte Vorrichtungen dieser Art (US-A-2 046 401 und FR-A-605 918) zusammen mit den Kontakten und deren Stromzuführungen einheitliche Geräte bilden, handelt es sich bei der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung um ein von dem eigentlichen Schutzschalter getrenntes Gerät, das im Bedarfsfall verwendet und an dem Schutzschalter befestigt wird.The invention makes use, in modified form, of features which have already been used as a reversing mechanism in installation switches (remote impulse switches). These devices, like the drive device according to the invention, allow the alternate opening and closing of contacts by successive brief excitation of an electromagnet. However, while known devices of this type (US-A-2 046 401 and FR-A-605 918) form unitary devices together with the contacts and their power supplies, the drive device according to the invention is a device separate from the actual circuit breaker , which is used when necessary and attached to the circuit breaker.
Die bekannten Umkehrmechanismen lassen sich als Antriebsvorrichtung für Schutzschalter nicht ohne weiteres einsetzen. Während nämlich bei lnstallationsfernschältern nur vergleichsweise geringe Ströme zu schalten und demzufolge auch nur geringe Betätigungskräfte erforderlich sind, liegt der bei der Betätigung von Schutzschaltern zu überwindende Bewegungswiderstand in einer anderen Grössenordnung. Es treten somit mechanische Beanspruchungen auf, denen die bekannten Umkehrmechanismen nicht gewachsen sind und denen durch eine blosse Vergrösserung der Abmessungen nicht beizukommen ist. Insbesondere werden hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Umsteuerung des Hebelmechanismus gestellt, damit sichergestellt ist, dass nach jeder Schalthandlung bei erneuter Erregung des Elektromagneten die entgegengesetzte Schalthandlung stattfindet und nicht z. B. ein Leerhub. Durch die Erfindung werden diese Anforderungen mit nur wenigen und einfach gestalteten Teilen erreicht.The known reversing mechanisms cannot easily be used as a drive device for circuit breakers. While only comparatively low currents are to be switched in the case of remote installation switches and consequently only low actuation forces are required, the movement resistance to be overcome when actuating circuit breakers is of a different order of magnitude. Mechanical stresses thus occur which the known reversing mechanisms are not up to and which cannot be dealt with simply by increasing the dimensions. In particular, high demands are placed on the reliability of the reversing of the lever mechanism, so that it is ensured that after each switching action when the electromagnet is energized again, the opposite switching action takes place and not z. B. an idle stroke. The invention achieves these requirements with only a few and simply designed parts.
Die Erfindung wird nun ausführlich anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.The invention will now be explained in detail using an exemplary embodiment with reference to the drawings.
Die Figuren 1 bis 5 sind Draufsichten, die die Konstruktion und die Wirkungsweise der Antriebsvorrichtung für einen Schutzschalter zeigen. Insbesondere zeigt die Fig. 1 die Ausschaltstellung zu Beginn des Einschaltvorganges.Figures 1 to 5 are plan views showing the construction and operation of the drive device for a circuit breaker. 1 shows the switch-off position at the start of the switch-on process.
Die Fig. 2 zeigt den Zustand während des Schaltvorganges unmittelbar nach der Einschaltung.Fig. 2 shows the state during the switching process immediately after switching on.
Die Fig. 3 zeigt eine Zwischenstellung während des Überganges zur Vorbereitung der Ausschaltung, nachdem die Einschalthandlung vollendet ist.Fig. 3 shows an intermediate position during the transition to the preparation for the switch-off after the switch-on operation is completed.
Die Fig. 4 zeigt den Einschaltzustand zu Beginn der Ausschaltung und4 shows the switch-on state at the start of the switch-off and
die Fig. 5 zeigt den Zustand am Ende des Ausschaltvorganges.5 shows the state at the end of the switch-off process.
Die Fig. 1 zeigt eine Antriebsvorrichtung 1 für einen nicht gezeigten Schutzschalter, dessen Betätigungshandgriff 2 durch einen Antriebsschieber 4 auf- und abwärts bewegbar ist. Eine Führungsstange 3 dient zur geradlinigen Führung des Antriebsschiebers 4, der den Betätigungshandgriff gabelartig übergreift und an seinem Ende einen Kupplungsschlitz 4a besitzt. Ein Elektromagnet 5 des Tauchankertyps umfasst eine Magnetspule 6, einen feststehenden Kern 7, einen beweglichen Anker 8 und ein Joch 9. Die Magnetspule 6 trägt einen Befestigungsstift 10 als Widerlager einer Übertotpunktfeder 16. Ferner ist auf einer feststehenden Welle 11 ein zweiarmiger Hebel 17 schwenkbar gelagert. Die Welle 11 befindet sich oberhalb des Elektromagneten 5 in dem Gehäuse, in dem die Antriebsvorrichtung 1 untergebracht ist.1 shows a
Ein Treiber 12, dessen Mittelteil 12c verbreitert bzw. erweitert ist und der hakenartige Enden 12a und 12b auf beiden Seiten aufweist, ist schwenkbar an dem oberen Endteil des Ankers 8 mittels einer Welle 13 gelagert. Zwischen dieser Welle 13 und der feststehenden Welle 11 ist unter Spannung eine Rückstellfeder 14 derart angebracht, dass sie ständig den Anker 8 nach oben in seine Ruhelage zieht. Der Treiber 12 trägt in seinem oberen Teil einen Stift 15 als Widerlager der Übertotpunktfeder.A
Als Steuerglieder sind zwischen dem Antriebsschieber 4 und dem Anker 8 der Treiber 12 und der zweiarmige Hebel 17 angebracht. Ein erster Kupplungsbolzen 17a überträgt die Schwenkbewegungen des zweiarmigen Hebels 17 auf den Antriebsschieber 4 durch Eingreifen in dessen Kupplungsschlitz 4a. Ein weiterer Kupplungsbolzen 17b befindet sich zwischen dem ersten Kupplungsbolzen 17a und der feststehenden Welle 11, also links von dieser, während ein dritter Kupplungsbolzen 17c rechts von der Welle 11 an dem zweiarmigen Hebel 17 angebracht ist. Die drei Kupplungsbolzen 17a, 17b und 17c sind in einer Linie angeordnet. Die Kupplungsbolzen 17b und 17c des Hebels 17 werden abwechselnd durch die hakenartigen Enden 12a und 12b des Treibers 12 erfasst und durch die Wirkung des Elektromagneten 5 so getrieben, dass der Hebel 17 im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt geschwenkt wird, um den Antriebsschieber 4 aufwärts oder abwärts zu schieben und dadurch den nicht gezeigten Schutzschalter ein-oder auszuschalten.The
Die Fig. 1 zeigt den Zustand der Teile, wenn der Schutzschalter ausgeschaltet ist. In diesem Fall ist der Antriebsschieber 4 nach unten bewegt und der Anker 8 befindet sich unter der Wirkung der Rückstellfeder 14 in seiner Ruhelage. Der Kupplungsbolzen 17a nimmt seine untere Stellung ein, während der Treiber 12 zusammen mit dem Anker 8 aufwärtsbewegt ist und dort verbleibt, während das hakenartige Ende 12b den Kupplungsbolzen 17c des Hebels 17 erfasst. Wird nun die Magnetspule 6 erregt, so wird der Anker 8 durch den feststehenden Kern 7 angezogen entgegen der Kraft der Rückstellfeder 14. Dann zieht das hakenartige Ende 12b des Treibers 12 entsprechend der Fig. 2 den Kupplungsbolzen 17c und damit das rechte Ende des Hebels 17 abwärts. Als Ergebnis wird der Hebel 17 im Uhrzeigersinn um die feststehende Welle 11 geschwenkt, so dass sein Kupplungsbolzen 17a den Antriebsschieber 4 entlang der Führungsstange 3 aufwärts schiebt und dadurch den Betätigungshandgriff 2 in seine Einschaltstellung anhebt. Der nicht gezeigte Schutzschalter wird nun eingeschaltet. Wird in diesem Augenblick die Magnetspule 6 abgeschaltet, dann kehren sowohl der Treiber 12 als auch der Anker 8 unter der Wirkung der Rückstellfeder 14 nach oben zurück. Dabei gelangt der Treiber 12 mit seinem hakenartigen Ende 12b ausser Eingriff mit dem Kupplungsbolzen 17c und wird bei der weiteren Aufwärtsbewegung mit seinem erweiterten Mittelteil 12c durch den Kupplungsbolzen 17c geführt. Wie die Fig. 3 zeigt, wird der Treiber 12 dabei zu einer Schwenkung in Richtung des Kupplungsbolzens 17b veranlasst, wenn die Achse der Übertotpunktfeder 16 die Achse der Rückstellfeder 14 überquert. Dann gelangt das hakenartige Ende 12a mit dem Kupplungsbolzen 17b in Eingriff, wie dies die Fig. 4 zeigt.Fig. 1 shows the state of the parts when the circuit breaker is turned off. In this case, the
Ausgehend von dieser Stellung der Teile wird dann bei erneuter Erregung der Magnetspule 6 der Hebel 17 mittels des Kupplungsbolzens 17b durch das hakenartige Ende 12a des Treibers 12 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt. Daher treibt der Kupplungsbolzen 17a den Antriebshebel 4 abwärts, bis der Betätigungshandgriff 2 des nicht gezeigten Schutzschalters zu seiner unteren Ausschaltstellung gedrückt wird, wie dies die Fig. 5 zeigt. Wird die Erregung der Magnetspule 6 unterbrochen, so kehrt der Treiber 12 nach oben zurück, während sein Mittelteil 12a an dem Kupplungsbolzen 17b entlang durch die Vorspannkraft der Rückstellfeder 14 geführt wird. Wenn die Achse der Übertotpunktfeder 16 in eine Stellung an der rechten Seite der Rückstellfeder 14 gelangt, wird der Treiber 12 zurückgeschwenkt zu der Seite des Kupplungsbolzens 17c, wodurch die in der Fig. 1 gezeigte Lage der Teile wiederhergestellt wird.Starting from this position of the parts, the
Wie vorstehend beschrieben, ist bei der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung ein Treiber vorgesehen, der mit seinen hakenartigen Enden bei der Rückstellung des Ankers eines Elektromagneten abwechselnd mit zwei Kupplungsbolzen eines zweiarmigen Hebels zusammenwirkt, so dass ein Schutzschalter unter Verwendung eines einzigen Elektromagneten ein- und ausgeschaltet werden kann. Daher kann die Antriebsvorrichtung bei einfachem Aufbau und geringer Grösse preiswert hergestellt werden.As described above, a driver is provided in the drive device according to the invention, the hook-like ends of which, when the armature of an electromagnet is reset, interacting alternately with two coupling bolts of a two-armed lever, so that a circuit breaker is switched on and off using a single electromagnet can. Therefore, the drive device can be manufactured inexpensively with a simple structure and small size.
Claims (1)
- Remote-controllable actuation device (1) for switching on and off electric protective switches comprising an electromagnet (5) and an actuation slide (4), which can be moved by means of the armature (8) of the electro-magnet (5) via a lever mechanism, for the operating handle (2) of the protective switch, characterised by the following features:a) a two armed lever (17), which at its one end co-operates with the actuation slide (4), supports a coupling member (coupling bolts 17b, 17c) on each side of a stationary pivot bearing (11);b) an actuator (12), which is flexibly linked with the armature (8) of the electro-magnet (5) and upon which a past dead centre spring (16) fixed to the magnet coil (6) acts, possesses a central member (12c) which serves for guidance against the coupling members (coupling bolts 17b, 17c) of the two-armed lever (17) and which is widened in such a manner that when the armature (8) is reset into its rest position, the actuator (12) is guided via the dead centre and thus, following the performance of a switching action when the armature (8) is reset into its rest position, the actuator (12) is automatically separated from the one coupling member (e.g. coupling bolz 17b) and brought into engagement with the other coupling member (e. g. coupling bolt 17c) in order to prepare the reverse switching action;c) at its free end, the actuator (12) possesses two hooklike extremities (12a, 12b) which open towards opposite sides and interact with the coupling members (coupling bolts 17b, 17c).
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (2)
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