EP0325725B1 - Niederspannungsschalter mit Sperrhebel - Google Patents
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- EP0325725B1 EP0325725B1 EP88119728A EP88119728A EP0325725B1 EP 0325725 B1 EP0325725 B1 EP 0325725B1 EP 88119728 A EP88119728 A EP 88119728A EP 88119728 A EP88119728 A EP 88119728A EP 0325725 B1 EP0325725 B1 EP 0325725B1
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- blocking
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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
- H01H71/501—Means for breaking welded contacts; Indicating contact welding or other malfunction of the circuit breaker
Definitions
- the invention relates to low-voltage switches with a locking lever, which can be designed as a disconnector or as a circuit breaker and in which the locking lever prevents the actuating handle from being transferred to the off position when the contacts of the switch are blocked, according to the preamble of claim 1.
- a low-voltage circuit breaker which is equipped with a locking lever for breaking open blocked contacts.
- This locking lever is rotatably mounted on the selector shaft.
- the locking lever engages like a fork over a work surface on the drive lever of the actuating device and the joint of the knee joint lever, the fork having a suitable play with the abovementioned attachment points. If an attempt is made to turn off the circuit breaker when the movable contact block is blocked, the locking lever with its fork arm is first carried along over the working surface of the drive lever until the other fork arm is removed against the knee joint pin. With a certain amount of force on the actuating handle, the toggle levers can be bent in the switch-off direction.
- an electrical switching device which acts as an emergency stop switch.
- the switching device receives the mode of operation as an emergency stop switch in that the drive lever and the toggle lever articulated on the abutment have cooperating work surfaces in the switch-off direction, which exert a force component acting in the sense of separation on a switching element that remains incorrectly in the switched-on position. Also, a roller coupled to the drive lever comes to rest on the upper knee joint plate when it is switched off. An action of a locking lever for coupling the drive lever and the contact arm is not present in this switching device.
- DE-U-80 23 509 shows a low-voltage circuit breaker with a locking lever against the transfer of the actuating handle to the off position when the movable contact block is blocked in the on position.
- the locking lever is mounted in a bearing point formed in the housing base and is connected to the actuating handle with its end opposite the bearing point.
- a working surface is formed by a bulge which, when switched on, is at a short distance from the knee joint pin of the knee lever.
- the locking lever has an extension with a settlement that as Working surface cooperates with a counter surface of the movable contact.
- the unwinding of the locking lever comes to rest on the contact piece carrier and blocks the further pivoting of the drive lever.
- leverage around the bearing on the housing base can exert a force on the carrier, which in some cases is sufficient to separate the welded contact points.
- the effect of the locking lever in this device is determined by the position of the selector shaft in the switch housing.
- the invention has for its object to provide a simple, space-saving and at the same time directly acting locking mechanism in a compact switch lock regardless of the position and embodiment of the control shaft.
- the invention has the advantage that the arrangement of the locking plate behind the upper knee joint plate requires no additional space in the switch housing and operational movements within the key switch are not hindered.
- the function of the locking tab can be optimized in an advantageous manner by designing the guide link in the drive lever.
- the movable contact 1 of the low-voltage circuit breaker is rotatably mounted on an axis 2 in a control shaft 3.
- the bearing 4 of the control shaft 3 is arranged in a stationary manner in a switch housing, not shown.
- the axis 2 is at the same time the point of attack of a lower knee joint bracket 5.
- An associated upper knee joint bracket 6 is supported on a bolt 7 which is located on a latch lever 8.
- the pawl lever 8 is used to trigger the overcurrent of the switch lock and is rotatably mounted on an axis 9, which in turn is mounted in a fixed position in a lock holder 10.
- the lock holder 10 serves as a support frame for the switch lock of the switch and is in the switch housing - z. B.
- the knee joint bracket 5 and 6 is arranged on both sides of the ratchet lever 8 and is connected in the middle to a knee joint pin 16.
- two locking plates 11 are rotatably mounted on the axis 9. These locking tabs are over driving bolts 12 coupled to the drive lever 13, wherein the driving bolts 12 are guided in scenes of the drive lever 13.
- the drive lever 13 is rotatably mounted on stationary bearing bolts 14 and is firmly connected to an actuating handle 15 which is led out of the switch housing.
- Between the knee joint bolt 16 and a bolt 17 which is suspended in the upper region of the drive lever 13 are on both sides of the Pawl lever 8 each have a drive spring 18 arranged.
- Lock holder 10 and drive lever 13 are also arranged on both sides of the pawl lever 8. With 22 a trigger shaft is shown, with which the triggering of the pawl lever 8 is controlled in a known manner.
- Fig. 1 shows that in the operating position ON, the locking tabs 11 serve as a stop for the knee joints by the upper knee link tabs 6 come to rest on the locking tabs 11 in the contact points 20.
- the driving bolts 12 are in this operating position on an extension 25 of the lock holder 10 and thus form a stop for the drive lever 13.
- In the operating position ON there is an opening 23 between the movable contact 1 and the switching shaft 3, such that the short end of the contact 1 movement has against a stop surface of the control shaft 3.
- the arrow 21 shows the direction of movement of the operating handle 15 when it is switched off.
- the locking tabs 11 come into contact with the upper knee joint tabs 6 when they are switched off in the contact points 24.
- the locking tabs 11 exert a torque in the opening direction of the knee joints on the upper knee joint tabs 6. If the force component of the springs migrates beyond the bolt 7 when the knee joints are opened, the knee joints collapse and the contacts are switched off.
- Fig. 3 shows the process of switching off or tripping via the trigger shaft 22 when the contacts of the switch are welded.
- the knee joints and also the selector shaft 3 move in the switch-off direction 21 to Through stroke 23 between contact 1 and selector shaft 3 is canceled.
- the drive lever 13 with the coupled locking tabs 11 can only be tracked so far in the case of welded contacts that the locking tabs 11 come to rest on the upper knee-link tabs 6, which are in a blocked intermediate position after the through stroke 23 has been canceled. If one tried to move the actuating handle 15 further in the switch-off direction 21, the locking tabs 11 on the upper knee-link plates 6 would generate a moment in the switch-off direction.
- the operating handle 15 would, however, only be able to be moved if the contact welding breaks open.
- the function of the locking tabs 11 with regard to the blocking position of the drive lever 13 and the breaking force acting on the welded contacts can be optimized by designing the guide links for the bolts 12.
- arrow 19 shows the direction of movement of the operating handle 15 when switched on. In the illustrated OFF position of the switch, there is no contact between the locking tabs 11 and the upper knee joint tabs 6.
Landscapes
- Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
- Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
- Breakers (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft Niederspannungsschalter mit Sperrhebel, die als Trenn- oder als Schutzschalter ausgeführt sein können und bei denen der Sperrhebel die Überführung des Betätigungshandgriffes in die Ausschaltstellung verhindert, wenn die Kontakte des Schalters blockiert sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Durch die DE-C-30 33 213 ist ein Niederspannungsschutzschalter bekanntgeworden, der mit einem Sperrhebel zum Aufbrechen von blockierten Kontakten ausgerüstet ist. Dieser Sperrhebel ist drehbar auf der Schaltwelle gelagert. Der Sperrhebel übergreift gabelartig eine Arbeitsfläche am Antriebshebel der Betätigungsvorrichtung und das Gelenk des Kniegelenkhebels, wobei die Gabel ein geeignetes Spiel zu den vorgenannten Anschlagpunkten aufweist. Wird bei blockiertem beweglichen Schaltstück der Versuch unternommen, den Schutzschalter auszuschalten, so wird zunächst über die Arbeitsfläche des Antriebshebels der Sperrhebel mit seinem Gabelarm mitgenommen, bis sich der andere Gabelarm gegen den Kniegelenkbolzen legt. Durch einen gewissen Kraftaufwand an dem Betätigungshandgriff lassen sich dann die Kniehebel im Ausschaltsinn durchknicken. Eine weitere Bewegung des Antriebshebels ist jedoch dann nicht möglich. Bei der Gestaltung des Gabelarmes des Sperrhebels muß dafür gesorgt werden, daß alle betriebsmäßigen Bewegungsabläufe innerhalb des Schutzschalters nicht behindert werden oder eine störende Abnutzung verhindert wird. Bei Schaltern mit formgepreßten Schaltwellen ist eine Verwendung dieses Sperrhebels problematisch. Da verschiedene Schalterbaureihen einen unterschiedlichen Abstand zwischen Schaltwelle und Kniegelenk aufweisen, ist außerdem für jede Baureihe ein abgestimmter Sperrhebel erforderlich.
- In der DE-C-30 33 212 ist ein elektrisches Schaltgerät gezeigt, das als Notausschalter wirkt. Die Wirkungsweise als Notausschalter erhält das Schaltgerät dadurch, daß der Antriebshebel und der an dem Widerlager angelenkte Kniehebel im Ausschaltsinn zusammenwirkende Arbeitsflächen besitzen, die auf ein fehlerhaft in der Einschaltstellung verharrendes Schaltstück eine im Sinne der Trennung wirkende Kraftkomponente ausüben. Auch kommt hierbei eine mit dem Antriebshebel gekoppelte Rolle während des Ausschaltens an der oberen Kniegelenklasche zum Anliegen. Eine Einwirkung eines Sperrhebels zur Kopplung von Antriebshebel und Kontaktarm liegt bei diesem Schaltgerät nicht vor.
- Die DE-U-80 23 509 zeigt einen Niederspannungsschutzschalter mit Sperrhebel gegen die Überführung des Betätigungshandgriffes in die Ausschaltstellung bei Blockierung des bewegbaren Schaltstückes in der Einschaltstellung. Der Sperrhebel ist in einer in dem Gehäuseboden eingeformten Lagerstelle gelagert und steht mit seinem der Lagerstelle gegenüberliegenden Ende mit dem Betätigungshandgriff in Verbindung. In dem mittleren Bereich des Sperrhebels ist durch eine Ausbuchtung eine Arbeitsfläche gebildet, die im Einschaltzustand dem Kniegelenkbolzen der Kniehebel mit geringem Abstand gegenüber steht. Ferner weist der Sperrhebel einen Fortsatz mit einer Abwicklung auf, die als Arbeitsfläche mit einer Gegenfläche des beweglichen Schaltstückes zusammen wirkt. Verharrt das bewegliche Schaltstück beim Ausschalten durch den Betätigungsgriff in der Einschaltstellung, so gelangt die Abwicklung des Sperrhebels zur Anlage an den Schaltstückträger und blockiert die weitere Schwenkung des Antriebshebels. Durch Druck auf den Betätigungsgriff läßt sich durch Hebelwirkung um das Lager am Gehäuseboden eine Kraftwirkung auf den Träger ausüben, die in manchen Fällen zur Trennung der miteinander verschweißten Kontaktstellen ausreicht. Die Wirkung des Sperrhebels ist bei dieser Vorrichtung mit durch die Lage der Schaltwelle im Schaltergehäuse bestimmt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde in einem kompakten Schaltschloß unabhängig von der Lage und Ausführungsform der Schaltwelle einen einfachen, raumsparenden und zugleich direkt wirkenden Sperrmechanismus zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben.
- Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Anordnung der Sperrlasche hinter der oberen Kniegelenklasche keinen zusätzlichen Platz im Schaltergehäuse benötigt und betriebsmäßige Bewegungsabläufe innerhalb des Schaltschlosses nicht behindert werden. Über die Gestaltung der Führungskulisse im Antriebshebel kann in vorteilhafter Weise die Funktion der Sperrlasche optimiert werden.
- Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutet werden.
- Fig. 1
- zeigt für einen Niederspannungsschutzschalter die Baugruppe zur Betätigung des beweglichen Kontaktarmes, bestehend aus: beweglichen Kontaktarm, Schaltschloß, Antriebsmechanismus und Auslösebetätigung. Die Braugruppe ist in der EIN-Stellung des Schalters gezeigt.
- Figur 2
- zeigt die Baugruppe in einer Schalterstellung während des Ausschaltvorganges kurz bevor die Antriebsfedern die Totpunktlage erreicht haben.
- Figur 3
- zeigt die Baugruppe in der Endstellung des Antriebshebels bei verschweißten Kontakten.
- Figur 4
- zeigt die Baugruppe in der AUS-Stellung des Schalters.
- Figur 5
- zeigt einen Teil der Baugruppe in "Explosionsdarstellung".
- Im Ausführungsbeispiel ist der bewegliche Kontakt 1 des Niederspannungsschutzschalters drehbar auf einer Achse 2 in einer Schaltwelle 3 gelagert. Die Lagerung 4 der Schaltwelle 3 ist ortsfest in einem nicht dargestellten Schaltergehäuse angeordnet. Die Achse 2 ist gleichzeitig Angriffspunkt einer unteren Kniegelenklasche 5. Eine dazugehörige obere Kniegelenklasche 6 stützt sich an einem Bolzen 7 ab, der sich an einem Klinkenhebel 8 befindet. Der Klinkenhebel 8 dient zur Überstromauslösung des Schaltschlosses und ist drehbar auf einer Achse 9 gelagert, die wiederum in einem Schloßhalter 10 ortsfest gelagert ist. Der Schloßhalter 10 dient als Tragrahmen für das Schaltschloß des Schalters und ist in dem Schaltergehäuse - z. B. durch Einnieten - befestigt. Die Kniegelenklasche 5 und 6 ist aus Symmetriegründen jeweils beidseitig vom Klinkenhebel 8 angeordnet und jeweils in der Mitte mit einem Kniegelenkbolzen 16 verbunden. In gleicher Ebene mit den oberen Kniegelenklaschen 6 sind drehbar auf der Achse 9 zwei Sperrlaschen 11 gelagert. Diese Sperrlaschen sind über Mitnahmebolzen 12 mit dem Antriebshebel 13 gekoppelt, wobei die Mitnahmebolzen 12 in Kulissen des Antriebshebels 13 geführt sind. Der Antriebshebel 13 ist drehbar an ortsfesten Lagerbolzen 14 gelagert und fest mit einem aus dem Schaltergehäuse herausgeführten Betätigungshandgriff 15 verbunden. Zwischen den Kniegelenkbolzen 16 und einem Bolzen 17, der im oberen Bereich des Antriebshebels 13 eingehängt ist, sind beidseitig von dem Klinkenhebel 8 je eine Antriebsfeder 18 angeordnet. Schloßhalter 10 und Antriebshebel 13 sind ebenfalls beidseitig des Klinkenhebels 8 angeordnet. Mit 22 ist eine Auslösewelle gezeigt, mit der in bekannter Weise die Auslösung des Klinkenhebels 8 gesteuert wird.
- Fig. 1 zeigt, daß in der Betriebsstellung EIN die Sperrlaschen 11 als Anschlag für die Kniegelenke dienen, indem die oberen Kniegelenklaschen 6 an den Sperrlaschen 11 in den Berührungspunkten 20 zum Anliegen kommen. Die Mitnahmebolzen 12 liegen in dieser Betriebsstellung an einem Fortsatz 25 des Schloßhalters 10 und bilden somit einen Anschlag für den Antriebshebel 13. In der Betriebsstellung EIN besteht ein Durchhub 23 zwischen beweglichem Kontakt 1 und Schaltwelle 3, derart, daß das kurze Ende des Kontaktes 1 Bewegungsspiel gegenüber einer Anschlagfläche der Schaltwelle 3 besitzt. Der Pfeil 21 zeigt die Bewegungsrichtung des Betätigungshandgriffes 15 beim Ausschalten.
- Gemäß Fig. 2 gelangen die Sperrlaschen 11 beim Ausschalten in den Berührungspunkten 24 zur Anlage an die oberen Kniegelenklaschen 6. Diese Anlage erfolgt kurz bevor die Kraftkomponente der Antriebsfedern 18 über den Mittelpunkt des Bolzens 7 hinüberwandert. Die Sperrlaschen 11 üben auf die oberen Kniegelenklaschen 6 ein Drehmoment in Öffnungsrichtung der Kniegelenke aus. Wenn bei dem dadurch eingeleiteten Öffnen der Kniegelenke die Kraftkomponente der Federn über den Bolzen 7 hinauswandert, dann erfolgt das Zusammenbrechen der Kniegelenke und somit die Ausschaltung der Kontakte.
- Fig. 3 zeigt den Vorgang des Abschaltens oder auch des Auslösens über die Auslösewelle 22 wenn die Kontakte des Schalters verschweißt sind. Die Kniegelenke und auch die Schaltwelle 3 bewegen sich dabei so lange in Ausschaltrichtung 21 bis der Durchhub 23 zwischen Kontakt 1 und Schaltwelle 3 aufgehoben ist. Der Antriebshebel 13 mit den gekoppelten Sperrlaschen 11 kann bei verschweißten Kontakten nur so weit nachgeführt werden, bis die Sperrlaschen 11 an den oberen Kniegelenklaschen 6, die sich nach Aufhebung des Durchhubes 23 in einer blockierten Zwischenlage befinden, zur Anlage kommen. Würde man versuchen, den Betätigungshandgriff 15 weiter in Ausschaltrichtung 21 zu bewegen, so würden die Sperrlaschen 11 auf die oberen Kniegelenklaschen 6 ein Moment in Ausschaltrichtung erzeugen. Der Betätigungshandgriff 15 würde sich aber nur dann bewegen lassen, wenn dabei die Kontaktverschweißung aufbricht. Eine Optimierung der Funktion der Sperrlaschen 11 hinsichtlich der Blockierstellung des Antriebshebels 13 und der auf die verschweißten Kontakte einwirkenden Aufbrechkraft kann durch Gestaltung der Führungskulissen für die Bolzen 12 durchgeführt werden.
- In Fig. 4 ist mit Pfeil 19 die Bewegungsrichtung des Betätigungshandgriffes 15 beim Einschalten gezeigt. In der dargestellten AUS-Stellung des Schalters liegt keine Berühung zwischen den Sperrlaschen 11 und den oberen Kniegelenklaschen 6 vor.
Claims (4)
- Niederspannungsschalter mit Sperrhebel (11) und einem durch einen Betätigungshandgriff bewegbaren Antriebshebel (13), der mittels einer Antriebsfeder (18) auf ein Kniegelenk einwirkt, das auf der einen Seite mit einer Kontaktträgerwelle (3) verbunden ist und auf der anderen Seite entweder ortsfest gelagert ist, wenn der Niederspannungsschalter als Trennschalter ausgeführt ist, oder sich an einem Klinkenhebel (8) abstützt, mit dem die Überstromauslösung des Schalters gesteuert wird, wenn der Niederspannungsschalter als Schutzschalter ausgeführt ist, wobei Antriebsfeder (18), Kniegelenk (5, 6) und Sperrhebel (11) aus Symmetriegründen auch zweifach eingebaut sein können und der Sperrhebel (11) die Überführung des Betätigungshandgriffes in die Ausschaltstellung bei blockierten Kontakten verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrhebel als Sperrlasche (11) mit einer Anlagenkontur so ausgebildet ist, daß die Sperrlasche (11) in der Einschaltstellung des Schalters als Anschlag für die obere Kniegelenklasche (6) dient, daß ein Ende der Sperrlasche (11) ortsfest drehbar am Schloßhalter (10) gelagert und das andere Ende mit dem Antriebshebel (13) gekoppelt ist, und daß das mit dem Antriebshebel (13) gekoppelte Ende der Sperrlasche (11) während des Ausschaltens an die obere Kniegelenklasche (6) zum Anliegen kommt.
- Niederspannungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen Sperrlasche (11) und Antriebshebel (13) über einen Mitnahmebolzen (12) erfolgt, daß dieser Mitnahmebolzen (12) in einer Kulisse des Antriebshebels (13) geführt ist und daß die Kontur der Kulisse verschiedene Abschnitte aufweist, mit denen die Sperrstellung des Antriebshebels und das Aufbrechmoment bei verschweißten Kontakten des Schalters eingestellt wird.
- Niederspannungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagenkontur der Sperrlasche (11) als Doppeloval ausgebildet ist.
- Niederspannungsschalter nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnahmebolzen (12) in der Einschaltstellung des Schalters an einem Fortsatz (25) des Schloßhalters (10) anliegt.
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