EP1328956B1 - Current limiting low-voltage power circuit breaker - Google Patents

Current limiting low-voltage power circuit breaker Download PDF

Info

Publication number
EP1328956B1
EP1328956B1 EP01964861A EP01964861A EP1328956B1 EP 1328956 B1 EP1328956 B1 EP 1328956B1 EP 01964861 A EP01964861 A EP 01964861A EP 01964861 A EP01964861 A EP 01964861A EP 1328956 B1 EP1328956 B1 EP 1328956B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
levers
circuit breaker
latching device
switching contact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP01964861A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1328956A1 (en
Inventor
Michael Bach
Michael Sebekow
Guenter Seidler
Detlev Schmidt
Ingo Thiede
Sezai Tuerkmen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1328956A1 publication Critical patent/EP1328956A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1328956B1 publication Critical patent/EP1328956B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H77/00—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting
    • H01H77/02—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism
    • H01H77/10—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening
    • H01H77/102—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening characterised by special mounting of contact arm, allowing blow-off movement
    • H01H77/104—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening characterised by special mounting of contact arm, allowing blow-off movement with a stable blow-off position
    • 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
    • H01H71/52—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by lever
    • H01H71/528—Manual reset mechanisms which may be also used for manual release actuated by lever comprising a toggle or collapsible link between handle and contact arm, e.g. sear pin mechanism

Definitions

  • One of these principles is to cause the lifting contact forces to be effective at high currents before a normal mechanical latch is released in the switch drive. This is due to the fact that any stumping contact by the current forces a repulsive effect and if the contacts are not held together by external forces, they lift off at a certain amperage. With the opening of the contacts then the switching mechanism must be brought into the open position and the contact carrier with the switching mechanism to be locked again. It is desirable that, where appropriate, a single pole of a multi-pole circuit breaker is brought under the influence of these forces to open, while the others still remain closed, because just this one pole carries the high current.
  • the process described can be realized in different ways. For low demands, if the switching mechanism is particularly well, especially with low mass of moving parts, it is sufficient to release it in three poles. But it is better, as already mentioned, to effect a single-pole interruption of the affected current path, because a higher current limiting factor is thereby achieved.
  • the FR-PS 721 451 describes a DC-circuit breaker in which the current forces are generated by a separate from the contact system, responsive to a current increase electromechanical transducer.
  • AT-PS 250 479 is a current-limiting switch has become known, the movable lever is held in the closed position by a latch, which is solvable both by means of an induced by electrodynamic forces movement of the movable lever and by an electromagnetic overcurrent release. The transmission of the release movement of the overcurrent release on the Verklinkungsstelle done by several intermediate links.
  • DE-PS 1 801 071 is a low-voltage circuit breaker with a loop-shaped flow path, which generates diverging contact-opening forces, shown in which is moved by the occurring at very high overcurrents, electrodynamic forces in the contact system, the shift lever against the force of a spring.
  • a rod On the movable contact lever, a rod is provided, which is supported with a roller on a locking member. Through this locking member, which in turn is displaceable against spring force and a role, a latch lever is moved and released, whereby the shift lever can be brought into the Ausschaltlage.
  • the DE 15 13 341 A1 describes another such circuit breaker in which a repulsive effect between the two contact elements comes about at a high short-circuit current due to the electrodynamic forces.
  • a repulsive effect between the two contact elements comes about at a high short-circuit current due to the electrodynamic forces.
  • a support lever is rotated.
  • the release shaft is rotated, which causes a unlatching of the switching mechanism.
  • the DE 25 11 948 A1 describes a switch in which a lever arrangement for direct unlatching of the switching mechanism is actuated by an electrodynamic opening movement of the movable contact piece immediately after the contact opening and with increasing contact spring force.
  • the movable contact piece is rotatably mounted on a support and pressed in the closed position of a carrier supported on the contact force spring against the fixed contact piece.
  • the carrier is mounted on a fixed pivot point and locked rigidly in the on state by the switching mechanism.
  • the opening movement of the movable contact piece for unlocking the carrier is passed via a lever arrangement on the switching mechanism and on the lock of the carrier.
  • an articulated lever connection is provided as the connection between the movable contact lever carrier and the switching shaft, which is formed by mutually articulated part flaps is, which are acted upon by a spring so that they occupy a stretched position.
  • the movable contact lever carrier is not, as usual, rigid, but connected by a, preferably formed by a shaft pivot bearing with its support levers, so that it can perform a pivoting movement.
  • the movable contact lever carrier is further provided in the region of the contact lever shaft passing through it in normal switches with recesses which are formed so that its pivotal movement is not hindered by this contact lever shaft.
  • the object of the invention is therefore to propose a current-limiting low-voltage circuit breaker, which can be derived without significant design and manufacturing effort from a normal standard switch, without having to be made to this significant changes.
  • Conventional switches have a movable switching pole with a switching contact with a switch drive and between a lever chain which connects the switching shaft and the contact carrier, so that it is advisable to incorporate in the train of the lever chain an element having a mechanically non-linear characteristic, in that the Lever chain regardless of the shift shaft yields, kinks or buckle, if pressed by the current-carrying forces of the contact carrier against the lever chain.
  • the above object of the invention is achieved in that the previously executed as a lever chain power transmission from the switch drive to the contact carrier is structurally completely redesigned, insofar as it is constructed as a kind of articulated link.
  • the hinge pin expediently has at one end a head as an abutment for the pressure spring and at its other end a thread for a nut.
  • Serving as a toothing when loading the Verklinkungs adopted in the direction of rotation of the lever toward each other to moving inclined surfaces are formed with steep flanks as snap surfaces and the loading of the Verklinkungs adopted in the direction of rotation of the lever away from each other moving inclined surfaces have flat flanks as sliding surfaces.
  • the pressure spring is advantageously formed as the hinge pin enclosing and supported on the head of the hinge pin helical compression spring.
  • the axis of the joint connecting the lever is expediently arranged parallel to a pivot axis of the movable switching contact.
  • the force exerted by the pressure spring on the contact surfaces of the lever on the concentric parts in the region of the joint with the teeth acting as teeth inclined pressure is adjustable by changing the effective length of the hinge pin.
  • the latching device provides a new assembly for the force-transmitting connection of the switching shaft lever with the switching contact or the contact carrier. It is designed as a force-dependent buckling element, which makes it possible that, when a short-circuit current occurs, each switching unit opens independently of one another and independently of the ON position of the switching shaft.
  • the two levers of Verklinkungs are identical. So it is only one part of production.
  • the latching device according to the invention is not, as in known embodiments, telescoped together, but there is a rotary bending movement. If in the further course of the shutdown of the electromagnetic quick release switches off the switch finally, the Verklinkungs engaged is returned to its rest position by the rotating shaft and its switching shaft lever. The switch is ready to switch on again.
  • the Fig. 1 schematically shows a low-voltage circuit breaker with the latching device according to the invention in a sectional view in the off state.
  • the Fig. 2 schematically shows a low-voltage circuit breaker with the latching device according to the invention in a sectional view in the on state.
  • the Fig. 3 schematically shows a low-voltage circuit breaker with the latching device according to the invention in a sectional view in the tripped state.
  • the Fig. 4 shows a preferred embodiment of the latching device according to the invention in side view.
  • the Fig. 5 shows a single lever of Verklinkungs worn according to the invention according to the Fig. 4 in the plan view.
  • the Fig. 6 shows the Verklinkungs Healthy according to the invention according to the Fig. 1 partially assembled.
  • a low-voltage circuit breaker 1 is shown in section to illustrate the location of the Verklinkungs worn 13 according to the invention.
  • the upper connecting rail 3 and the lower connecting rail 4 are passed.
  • the fixed switching contact 5 and the lower connecting rail 4 is connected via flexible connections 6 of the located on a contact carrier 7 movable switch contact 8.
  • the arc extinguishing chamber 9 is arranged.
  • the switch drive 10 is the Shift shaft 11 with the switching shaft lever 12, to which the Verklinkungs worn 13 according to the invention is attached as a connecting element to the contact carrier 7.
  • Fig. 1 stand in the off state of the low-voltage circuit breaker 1, the lever 14, 15 in the rest state of Verklinkungs adopted 13 for generating a dependent on the opening force relative torque in an angle different from each other at the extended position, wherein the axis of the lever 14, 15 connecting joint 16 is arranged parallel to a pivot axis, not shown, of the movable switching contact 8.
  • the same constellation only in the on state of the low-voltage circuit breaker 1 shows the Fig.2 while in the Figure 3 the low-voltage circuit breaker 1 is shown with the Verklinkungs worn 13 in the tripped state in which the Verklinkungs recruited 13 is folded and an opening of the movable contact 8 is carried out.
  • the Fig. 4 shows a preferred embodiment of the latching device 13 according to the invention in the side view. It has two identically designed lever 14; 15, which are interconnected by a hinge 16 and pivotable about the hinge 16 relative to each other.
  • the contact surfaces of the lever 14; 15 included as inclined surfaces 17; 18 trained work surfaces, which in the form of a toothing of the concentric parts 19; 20 are formed.
  • the inclined surface 17 is formed steeply as a snap surface and the inclined surface 18 flat as a sliding surface.
  • the levers 14; 15 connecting joint 16 is through an aligned through holes 21; 22, the lever 14; 15 passing through hinge pin 23 is formed, which at the same time Guide and the holder for the trained as a helical compression spring pressure spring 24 forms, which surrounds the hinge pin 23 and the same is supported at the end of the hinge pin 23 by a disc-shaped head 25 thereof.
  • a thread 26 for receiving a nut 27 is provided, by means of which the voltage of the seated on the hinge pin 23 pressure spring 24 is variable.
  • the two levers 14; 15 are thus under the variable spring pressure of the pressure spring 24.
  • the levers 14, 15 each with a through hole 28, 29 provided recordings 30; 31, which serve for connection to the switching shaft lever 12 and the contact carrier 7.
  • the Fig. 5 shows a single lever of Verklinkungs worn according to the invention according to the Fig. 4 in the plan view.
  • the two levers 14; 15 are formed identically, which is why only one lever 15 is shown.
  • As inclined surfaces 17; 18 trained working surfaces of the lever 15 are arranged concentrically around the through hole 22 for the hinge pin 23 in the concentric part 20.
  • At the opposite end of the lever 15 which is provided with a through hole 29 receptacle 31 is arranged, which serves for connection to the switching shaft lever 12 and the contact carrier 7.
  • the Fig. 6 shows the Verklinkungs worn 13 according to the invention according to the Fig. 1 partially assembled with the nut 27 omitted.
  • this illustration in which like parts corresponding to Fig. 1 are provided with the same reference numerals, is clearly the formation of the inclined surfaces 17; 18 as a toothing of the concentric parts 19; 20 to recognize which is in the mounted state under the spring pressure of the seated on the hinge pin 23 pressure spring 24.
  • the spring force of the pressure spring 24 is easily adjusted by changing the effective length of the hinge pin 23 by more or less wide screwing the nut 27 and thus the functional force of Verklinkungs worn 13 adjustable.
  • the arrangement according to the invention is mechanically very simple and yet has the advantage that the functional force is easily adjustable.
  • the two levers 14, 15 are identical, so it is manufacturing moderate only one part to produce.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Breakers (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen strombegrenzenden Niederspannungs-Leistungsschalter mit einem durch ein Schaltschloß verklinkbaren Kontaktsystem, das pro Phase mindestens ein bewegbares und ein festes Kontaktelement aufweist, dessen bewegliches Kontaktelement bei auftretenden hohen Strömen, zum Beispiel bei Kurzschlüssen, infolge elektrodynamischer Kräfte entgegen der Wirkung einer Kontaktkraftfeder abhebt, welcher folgende Merkmale aufweist:

  • eine Antriebsvorrichtung zur Überführung des Schaltkontaktes in
    eine Einschaltstellung und in eine Ausschaltstellung,
  • eine im Zuge der Kraftübertragung von der Antriebsvorrichtung zum Schaltkontakt angeordnete Verklinkungseinrichtung,die ausgehend von der Einschaltstellung des Schaltkontaktes durch eine vom Schaltkontakt ausgehende und in der Richtung der Ausschaltstellung wirkende Öffnungskraft lösbar ist, wenn die Öffnungskraft einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wobei diese Verklinkungseinrichtung als mechanisches Verbindungsglied zwischen der Antriebsvorrichtung und dem bewegbaren Schaltkontakt ausgebildet ist und wenigstens zwei zusammenwirkende, winklig zur Richtung der Öffnungskraft angeordnete Arbeitsflächen und eine auf die Arbeitsflächen wirkende Andruckfeder aufweist.
The invention relates to a current-limiting low-voltage circuit breaker with a latchable by a switching contact system, which has at least one movable and a fixed contact element per phase, the movable contact element stands at occurring high currents, for example in short circuits, due to electrodynamic forces against the action of a contact force spring which has the following features:
  • a drive device for transferring the switching contact in
    a switch-on position and a switch-off position,
  • a arranged in the course of the power transmission from the drive device to the switching contact latching device, which is based on the switch-on of the switching contact by an outgoing from the switching contact and acting in the direction of the open position opening force is releasable when the opening force exceeds a predetermined limit, said Verklinkungseinrichtung as a mechanical link is formed between the drive device and the movable switch contact and has at least two cooperating, arranged at an angle to the direction of the opening force working surfaces and acting on the work surfaces pressure spring.

Bei strombegrenzenden Niederspannungs-Leistungsschaltern werden extrem kurze Auslösezeiten von wenigen Millisekunden angestrebt. Die normalen Auslösezeiten bei Leistungsschaltern sind länger, denn beim klassischen Aufbau eines dynamisch festen, d. h. mit selektiv staffelbarer Auslösung arbeitenden Leistungsschalters ist das Kontaktsystem in sich völlig starr. Die Kontakte bleiben geschlossen, bis sie an anderer Stelle freigegeben werden. Der Auslösemagnet muss zum Ansprechen gebracht werden, was eine verhältnismäßig lange Zeit in Anspruch nimmt und es muss dazu eine komplette Schaltmechanik freigegeben werden, in der eine relativ große Anzahl von Teilen bewegt werden muss. Daraus resultiert aber auch, dass der Schalter bezüglich der Stromführungsfähigkeit die hohe Belastung aushalten muss und nicht vorher durch Überhitzung beschädigt oder zerstört wird. Das kann dadurch umgangen werden, dass die elektrodynamischen Stromkräfte selbst zur Kontaktöffnung ausgenutzt werden. Dafür gibt es eine Reihe unterschiedlicher Prinzipien.Current-limiting low-voltage circuit breakers aim for extremely short tripping times of a few milliseconds. The normal tripping times for circuit breakers are longer, because with the classic structure of a dynamically fixed, that is, with selective gradual triggering circuit breaker, the contact system is completely rigid in itself. The contacts remain closed until they are released elsewhere. The trigger magnet must be made to respond, which takes a relatively long time and it must be released to a complete switching mechanism in which a relatively large number of parts must be moved. However, this also means that the switch has to withstand the high load with regard to the current-carrying capability and is not previously damaged or destroyed by overheating. This can be circumvented by exploiting the electrodynamic current forces themselves for contact opening. There are a number of different principles.

Eines dieser Prinzipien besteht darin, zu bewirken, dass die abhebenden Kontaktkräfte bei hohen Strömen zur Wirkung kommen können, bevor eine normale mechanische Verklinkung im Schalterantrieb freigegeben wird. Das beruht darauf, dass jeder stumpf aufeinander treffende Kontakt durch die Stromengekräfte eine abstoßende Wirkung erfährt und wenn die Kontakte nicht durch Fremdkräfte zusammengehalten werden, heben sie bei einer bestimmten Stromstärke ab. Mit dem Öffnen der Kontakte muss dann auch der Schaltmechanismus in die Ausschaltstellung gebracht und der Kontaktträger mit dem Schaltmechanismus wieder verriegelt werden. Dabei wird angestrebt, dass gegebenenfalls ein einzelner Pol eines mehrpoligen Leistungsschalters unter dem Einfluß dieser Kräfte zum Öffnen gebracht wird, während die anderen noch geschlossen bleiben, weil eben dieser eine Pol den hohen Strom führt. Wenn diese extrem schnelle Öffnung stattfindet, wird ein Schaltlichtbogen entstehen und dessen Widerstand ist im Vergleich zu den Widerständen der Strombahnen über die gesamte Fehlerstelle und den Schalter so groß, dass er strombegrenzend wirkt. Es kann also nicht die volle Höhe des Kurzschlußstromes erreicht werden.One of these principles is to cause the lifting contact forces to be effective at high currents before a normal mechanical latch is released in the switch drive. This is due to the fact that any stumping contact by the current forces a repulsive effect and if the contacts are not held together by external forces, they lift off at a certain amperage. With the opening of the contacts then the switching mechanism must be brought into the open position and the contact carrier with the switching mechanism to be locked again. It is desirable that, where appropriate, a single pole of a multi-pole circuit breaker is brought under the influence of these forces to open, while the others still remain closed, because just this one pole carries the high current. When this extremely fast opening takes place, a switching arc will arise and its resistance will be greater than that across the entire fault and the resistances of the current paths Switch so big that it has a current limiting effect. So it can not be reached the full height of the short-circuit current.

Der beschriebene Vorgang kann auf unterschiedliche Art realisiert werden. Bei geringen Anforderungen, wenn der Schaltmechanismus besonders gut, insbesondere mit geringer Masse der zu bewegenden Teile, aufgebaut ist, genügt es, ihn dreipolig freizugeben. Besser ist es aber, wie schon erwähnt, eine einpolige Unterbrechung der betroffenen Strombahn zu bewirken, weil dadurch ein höherer Strombegrenzungsfaktor erreicht wird.The process described can be realized in different ways. For low demands, if the switching mechanism is particularly well, especially with low mass of moving parts, it is sufficient to release it in three poles. But it is better, as already mentioned, to effect a single-pole interruption of the affected current path, because a higher current limiting factor is thereby achieved.

Die FR-PS 721 451 beschreibt einen Gleichspannungs- Schnellschalter, bei dem die Stromkräfte durch einen vom Kontaktsystem getrennten, bei einer Stromerhöhung ansprechenden elektromechanischen Wandler erzeugt werden. Durch die AT-PS 250 479 ist ein strombegrenzender Schalter bekannt geworden, dessen beweglicher Schalthebel in der Einschaltstellung durch eine Verklinkung gehalten ist, die sowohl mittels einer durch elektrodynamische Kräfte hervorgerufenen Bewegung des beweglichen Schalthebels als auch durch einen elektromagnetischen Überstromauslöser lösbar ist. Die Übertragung der Auslösebewegung des Überstromauslösers auf die Verklinkungsstelle geschieht dabei durch mehrere Zwischenglieder.The FR-PS 721 451 describes a DC-circuit breaker in which the current forces are generated by a separate from the contact system, responsive to a current increase electromechanical transducer. By the AT-PS 250 479 is a current-limiting switch has become known, the movable lever is held in the closed position by a latch, which is solvable both by means of an induced by electrodynamic forces movement of the movable lever and by an electromagnetic overcurrent release. The transmission of the release movement of the overcurrent release on the Verklinkungsstelle done by several intermediate links.

In der DE-PS 1 801 071 ist ein Niederspannungs-Leistungsschalter mit einer schleifenförmigen Strombahn, die auseinandertreibende kontaktöffnende Kräfte erzeugt, dargestellt, bei dem durch die, bei besonders hohen Überströmen auftretenden, elektrodynamischen Kräfte im Kontaktsystem der Schalthebel entgegen der Kraft einer Feder bewegt wird. Am bewegbaren Kontakthebel ist eine Stange vorgesehen, die sich mit einer Rolle an einem Sperrglied abstützt. Durch dieses Sperrglied, das seinerseits gegen Federkraft verschiebbar ist und eine Rolle, wird ein Klinkenhebel verschoben und freigegeben, wodurch der Schalthebel in die Ausschaltlage gebracht werden kann.In the DE-PS 1 801 071 is a low-voltage circuit breaker with a loop-shaped flow path, which generates diverging contact-opening forces, shown in which is moved by the occurring at very high overcurrents, electrodynamic forces in the contact system, the shift lever against the force of a spring. On the movable contact lever, a rod is provided, which is supported with a roller on a locking member. Through this locking member, which in turn is displaceable against spring force and a role, a latch lever is moved and released, whereby the shift lever can be brought into the Ausschaltlage.

Eine andere Möglichkeit zur schnellen Kontaktöffnung auf Grund von Stromkräften ist in der DE 14 63 312 A1 beschrieben. Hier wird der durch einen auftretenden hohen Strom aufgeschleuderte, in einem fliegenden Drehpunkt gelagerte Kontakt durch eine Verklinkungsmechanik in der geöffneten Stellung festgehalten und über einen Hebelmechanismus die normale Kraftspeicher-Auslösewelle betätigt, wodurch der Schalter in seine endgültige Ausschaltlage gebracht wird.Another possibility for rapid contact opening due to current forces is in the DE 14 63 312 A1 described. Here, the spin-on by a high current occurring, stored in a flying pivot contact is held by a Verklinkungsmechanik in the open position and actuated via a lever mechanism, the normal power storage trip wave, whereby the switch is placed in its final Ausschaltlage.

Die DE 15 13 341 A1 beschreibt einen weiteren derartigen Leistungsschalter, bei dem bei einem hohen Kurzschlußstrom infolge der elektrodynamischen Kräfte eine abstoßende Wirkung zwischen den beiden Kontaktelementen zustande kommt. Dabei löst sich beim Schwenken des Kontaktträgers mit dem bewegbaren Kontakt in einer Verriegelungseinrichtung die Verriegelung des Kontaktträgers mit dem Schaltmechanismus und ein Traghebel wird gedreht. Über zwei weitere, als Doppelhebel wirkende Hebel, wird die Auslösewelle gedreht, die eine Entklinkung des Schaltschlosses bewirkt.The DE 15 13 341 A1 describes another such circuit breaker in which a repulsive effect between the two contact elements comes about at a high short-circuit current due to the electrodynamic forces. In this case, upon pivoting of the contact carrier with the movable contact in a locking device releases the lock of the contact carrier with the switching mechanism and a support lever is rotated. About two more, acting as a double lever lever, the release shaft is rotated, which causes a unlatching of the switching mechanism.

Eine andere Lösung zur strombegrenzenden Abschaltung zeigt die DE 1 463 311 A1 . Bei dieser Bauart ist das bewegliche Kontaktstück auf einem schwenkbaren Hebel gelenkig gelagert. Im Kurzschlußfall wird durch die Bewegung des beweglichen Kontaktstücks infolge elektromechanischer Kräfte eine Kontaktstücksperre gelöst, so dass die Kontaktfeder entspannt und das bewegliche Kontaktstück in die Aus-Stellung geschleudert wird.Another solution for current limiting shutdown shows the DE 1 463 311 A1 , In this design, the movable contact piece is articulated on a pivotable lever. In the event of a short circuit, a contact piece lock is released by the movement of the movable contact piece as a result of electromechanical forces, so that the contact spring is relaxed and the movable contact piece is thrown into the off position.

Die DE 25 11 948 A1 beschreibt einen Schalter, bei dem durch eine elektrodynamische Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktstücks sofort nach der Kontaktöffnung und bei ansteigender Kontaktfederkraft eine Hebelanordnung zur direkten Entklinkung des Schaltschlosses betätigt wird. Dazu ist das bewegliche Kontaktstück auf einem Träger drehbar gelagert und in der Einschaltstellung von einer sich am Träger abstützenden Kontaktkraftfeder gegen das Festkontaktstück gepreßt. Der Träger ist an einem ortsfesten Drehpunkt gelagert und im Einschaltzustand vom Schaltschloß starr verriegelt. Die Öffnungsbewegung des beweglichen Kontaktstücks zur Entriegelung des Trägers wird über eine Hebelanordnung auf das Schaltschloß und auf die Verriegelung des Trägers geleitet.The DE 25 11 948 A1 describes a switch in which a lever arrangement for direct unlatching of the switching mechanism is actuated by an electrodynamic opening movement of the movable contact piece immediately after the contact opening and with increasing contact spring force. For this purpose, the movable contact piece is rotatably mounted on a support and pressed in the closed position of a carrier supported on the contact force spring against the fixed contact piece. The carrier is mounted on a fixed pivot point and locked rigidly in the on state by the switching mechanism. The opening movement of the movable contact piece for unlocking the carrier is passed via a lever arrangement on the switching mechanism and on the lock of the carrier.

In der EP 0 398 461 A2 ist ein Leistungsschalter mit einer Antriebsvorrichtung und einer Verklinkungseinrichtung für einen bewegbaren Schaltkontakt gezeigt bei welchem in der Antriebsvorrichtung ein mechanisch nichtlineares Element eingefügt ist. Dieses wird bezüglich seiner Wirkungsweise im wesentlichen aus teleskopartig ineinanderschiebbaren Teilen gebildet. Beide weisen miteinander zusammenwirkende Schrägflächen mit einer Federbeaufschlagung auf. Wenn die auf die Verbindung wirkenden Kräfte die normale Kontaktandruckkraft um ein bestimmtes Maß überschreiten, gleiten die Schrägflächen schlagartig aneinander ab und der beaufschlagte Kontaktträger wird schlagartig in die Ausschaltstellung bewegt, um den strombegrenzenden Schaltlichtbogen zu erzeugen.In the EP 0 398 461 A2 is a circuit breaker with a drive device and a Verklinkungseinrichtung for a movable switching contact shown in which in the drive device, a mechanically non-linear element is inserted. This is formed with respect to its operation essentially of telescopically telescoping parts. Both have mutually cooperating inclined surfaces with a spring action. When the forces acting on the connection exceed the normal Kontaktandruckkraft by a certain amount, the inclined surfaces slide abruptly from each other and the applied contact carrier is abruptly moved to the open position to produce the current-limiting switching arc.

In der DE 197 40 422 A1 wird vorgeschlagen, dass als Verbindung zwischen dem bewegbaren Kontakthebelträger und der Schaltwelle eine Knickhebelverbindung vorgesehen ist, die durch miteinander gelenkig verbundene Teillaschen gebildet ist, welche durch eine Feder derart beaufschlagt sind, dass sie eine gestreckte Lage einnehmen. Der bewegbare Kontakthebelträger ist dabei nicht, wie bisher üblich, starr, sondern durch ein, vorzugsweise durch eine Welle gebildetes Schwenklager mit seinen Stützhebeln verbunden, so dass er eine Schwenkbewegung ausführen kann. Er besitzt eine Tasche, die zur Aufnahme und Verbindung der am bewegbaren Kontakthebelträger angelenkten Teillasche der Knickhebelverbindung mit dem bewegbaren Kontakthebelträger mittels eines Koppelbolzens dient und eine, durch eine Kante der Tasche gebildete Anschlagfläche, zur Einwirkung des Kontakthebelträgers durch seine Schwenkbewegung auf eine der Teillaschen. Dadurch werden die Teillaschen aus ihrer Strecklage ausgelenkt und die zunächst starre Knickhebelverbindung eingeknickt. Der bewegbare Kontakthebelträger ist weiterhin im Bereich der bei normalen Schaltern durch ihn hindurchtretenden Kontakthebelwelle mit Aussparungen versehen, die so ausgebildet sind, dass seine Schwenkbewegung nicht durch diese Kontakthebelwelle behindert wird.In the DE 197 40 422 A1 It is proposed that an articulated lever connection is provided as the connection between the movable contact lever carrier and the switching shaft, which is formed by mutually articulated part flaps is, which are acted upon by a spring so that they occupy a stretched position. The movable contact lever carrier is not, as usual, rigid, but connected by a, preferably formed by a shaft pivot bearing with its support levers, so that it can perform a pivoting movement. It has a pocket which serves to receive and connect the part of the articulated lever linkage articulated to the movable contact lever carrier to the movable contact lever carrier by means of a coupling pin and a stop surface formed by an edge of the pocket to act on the contact lever carrier by its pivotal movement on one of the part flaps. As a result, the part flaps are deflected out of their extended position and the initially rigid articulated lever connection buckled. The movable contact lever carrier is further provided in the region of the contact lever shaft passing through it in normal switches with recesses which are formed so that its pivotal movement is not hindered by this contact lever shaft.

Alle vorgenannten Schalter haben gemeinsam den Nachteil, dass für die Realisierung der Strombegrenzung eine Vielzahl zu bewegender Teile, teilweise auch nur für die Strombegrenzung zusätzlich erforderliche Bauelemente, vorhanden sind. Das ist mit hohem mechanischen und fertigungstechnischen Aufwand verbunden.All of the aforementioned switches have the common disadvantage that for the realization of the current limit, a plurality of moving parts, partially only for the current limiting additional required components are available. This is associated with high mechanical and manufacturing expense.

Darüber hinaus muss berücksichtigt werden, dass Kunden nicht nur einen derartigen Schaltertyp benötigen, sondern auch einen, der konventionell, also selektiv öffnet, also nur dann, wenn bei Auftreten eines hohen Stromes eine bestimmte Zeit verstrichen ist. Es ist aber sehr aufwendig, dem Kunden zwei ganz unterschiedlich aufgebaute Typen von Leistungsschaltern anzubieten, denn es müssen zwei unterschiedliche Schalterkonstruktionen vorgehalten werden. Es kann also von beiden Typen jeweils nur die halbe Losgröße gefertigt werden. Die Kunden rüsten heute die Anlagen häufig um und benötigen deshalb preiswerte universell verwendbare Leistungsschalter.In addition, it must be taken into account that customers not only need such a type of switch, but also one that opens conventionally, ie selectively, ie only when a certain time has elapsed when a high current occurs. But it is very expensive, the customer two very differently constructed types of circuit breakers offer, because there are two different switch designs must be kept. It can be made of both types only half the lot size. Today's customers often retrofit the systems and therefore require inexpensive, universally applicable circuit breakers.

Das Bestreben die unterschiedlichen Funktionen, klassischer, selektiv zeitabhängig staffelbarer Leistungsschalter oder strombegrenzender Schalter, alternativ zur Verfügung zu haben, soll deshalb möglichst kostengünstig verwirklicht werden.The endeavor to have the different functions, classic, selectively time-dependent graduated power switch or current-limiting switch, alternatively available, should therefore be realized as inexpensively.

Die Aufgabe der Erfindung besteht folglich darin, einen strombegrenzenden Niederspannungs-Leistungsschalter vorzuschlagen, der ohne wesentlichen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand aus einem normalen serienmäßigen Schalter abgeleitet werden kann, ohne dass an diesem wesentliche Veränderungen vorgenommen werden müssen. Herkömmliche Schalter haben einen beweglichen Schaltpol mit einem Schaltkontakt mit einem Schalterantrieb und dazwischen eine Hebelkette welche die Schaltwelle und den Kontaktträger verbindet, so dass es sich anbietet, in den Zug der Hebelkette ein Element einzubauen, das eine mechanisch nichtlineare Charakteristik aufweist, insofern, dass die Hebelkette unabhängig von der Schaltwelle nachgibt, ausknickt oder einknicken kann, wenn durch die stromabhebenden Kräfte der Kontaktträger gegen die Hebelkette drückt.The object of the invention is therefore to propose a current-limiting low-voltage circuit breaker, which can be derived without significant design and manufacturing effort from a normal standard switch, without having to be made to this significant changes. Conventional switches have a movable switching pole with a switching contact with a switch drive and between a lever chain which connects the switching shaft and the contact carrier, so that it is advisable to incorporate in the train of the lever chain an element having a mechanically non-linear characteristic, in that the Lever chain regardless of the shift shaft yields, kinks or buckle, if pressed by the current-carrying forces of the contact carrier against the lever chain.

Davon ausgehend wird die vorgenannte Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass die bisher als Hebelkette ausgeführte Kraftübertragung vom Schalterantrieb zum Kontaktträger baulich völlig umgestaltet wird, insofern, dass sie als eine Art Knickglied aufgebaut wird.On this basis, the above object of the invention is achieved in that the previously executed as a lever chain power transmission from the switch drive to the contact carrier is structurally completely redesigned, insofar as it is constructed as a kind of articulated link.

Der erfindungsgemäße, strombegrenzende Leistungsschalter mit einem bewegbaren Schaltkontakt, mit einer Antriebsvorrichtung zur Überführung des Schaltkontaktes in eine Einschaltstellung und in eine Ausschaltstellung, einer im Zuge der Kraftübertragung von der Antriebsvorrichtung zum Schaltkontakt angeordneten Verklinkungseineinrichtung, die ausgehend von der Einschaltstellung des Schaltkontaktes durch eine vom Schaltkontakt ausgehende und in der Richtung der Ausschaltstellung wirkende Öffnungskraft lösbar ist, wenn die Öffnungskraft einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wobei die Verklinkungseinrichtung als mechanisches Verbindungsglied zwischen der Antriebsvorrichtung und dem bewegbaren Schaltkontakt ausgebildet ist und wenigstens zwei zusammenwirkende, winklig zur Richtung der Öffnungskraft angeordnete Arbeitsflächen und eine auf die Arbeitsflächen wirkende Andruckfeder aufweist, besitzt folgende Merkmale:

  • die Verklinkungseinrichtung weist zwei, mittels eines Gelenks miteinander verbundene und um das Gelenk relativ zueinander schwenkbare Hebel auf, wobei das Gelenk durch einen fluchtende Durchgangsbohrungen in konzentrischen Teilen der Hebel durchdringenden Gelenkbolzen gebildet ist, und die Hebel identisch ausgebildet sind,
  • die Hebel weisen an ihren Berührungsflächen an den konzentrischen Teilen im Bereich des Gelenks als Verzahnung wirkende Schrägflächen auf, die konzentrisch um die Durchgangsbohrungen für den Gelenkbolzen angeordnet sind,
  • die Hebel sind an den konzentrischen Teilen im Bereich des Gelenks durch eine Andruckfeder mit einer auf die durch die Schrägflächen gebildete Verzahnung an ihren Berührungsflächen wirkende Federkraft beaufschlagt,
  • die Hebel stehen im Ruhezustand der Verklinkungseinrichtung zur Erzeugung eines von der Öffnungskraft abhängigen relativen Drehmomentes in einem von der Strecklage verschiedenen Winkel zueinander,
  • die dem Gelenk abgewandten Enden der Hebel weisen mit Durchgangsbohrungen versehene Aufnahmen zur gelenkigen Verbindung mit dem Schaltkontakt bzw. mit der Antriebsvorrichtung auf.
The current-limiting circuit breaker according to the invention with a movable switching contact, with a drive device for transferring the switching contact into a closed position and in an open position, arranged in the course of power transmission from the drive device to the switching contact Verklinkungseineinrichtung, starting from the closed position of the switching contact by an outgoing from the switching contact and opening force acting in the direction of the OFF position is releasable when the opening force exceeds a predetermined limit, the Verklinkungseinrichtung is formed as a mechanical link between the drive device and the movable switching contact and at least two cooperating, arranged at an angle to the direction of the opening force working surfaces and one on the Working surfaces acting pressure spring has the following features:
  • the latch means comprises two levers interconnected by a hinge and pivotable relative to each other about the hinge, the hinge being formed by an aligned through-holes in concentric parts of the lever-penetrating hinge pins, and the levers being identical;
  • the levers have at their contact surfaces on the concentric parts in the region of the joint as a toothing acting oblique surfaces which are arranged concentrically around the through holes for the hinge pin,
  • the levers are acted on the concentric parts in the region of the joint by a pressure spring with a force acting on the contact surfaces formed by the inclined surfaces spring force,
  • the levers are in the resting state of Verklinkungseinrichtung for generating a dependent on the opening force relative torque in an angle different from the extended position,
  • the ends of the levers facing away from the joint have receptacles provided with through holes for the articulated connection with the switching contact or with the drive device.

Der Gelenkbolzen weist zweckmäßig an seinem einen Ende einen Kopf als Widerlager für die Andruckfeder und an seinem anderen Ende ein Gewinde für eine Mutter auf. Die als Verzahnung dienenden, bei Belastung der Verklinkungseinrichtung in der Verdrehrichtung der Hebel aufeinander zu bewegten Schrägflächen sind mit steilen Flanken als Schnappflächen ausgebildet und die bei Belastung der Verklinkungseinrichtung in der Verdrehrichtung der Hebel voneinander weg bewegten Schrägflächen weisen flache Flanken als Gleitflächen auf.The hinge pin expediently has at one end a head as an abutment for the pressure spring and at its other end a thread for a nut. Serving as a toothing, when loading the Verklinkungseinrichtung in the direction of rotation of the lever toward each other to moving inclined surfaces are formed with steep flanks as snap surfaces and the loading of the Verklinkungseinrichtung in the direction of rotation of the lever away from each other moving inclined surfaces have flat flanks as sliding surfaces.

Die Andruckfeder ist vorteilhaft als den Gelenkbolzen umschließende und am Kopf des Gelenkbolzens abgestützte Schraubendruckfeder ausgebildet.The pressure spring is advantageously formed as the hinge pin enclosing and supported on the head of the hinge pin helical compression spring.

Die Achse des die Hebel verbindenden Gelenkes ist zweckmäßig parallel zu einer Schwenkachse des bewegbaren Schaltkontaktes angeordnet.The axis of the joint connecting the lever is expediently arranged parallel to a pivot axis of the movable switching contact.

Die von der Andruckfeder auf die Berührungsflächen der Hebel an den konzentrischen Teilen im Bereich des Gelenks mit den als Verzahnung wirkenden Schrägflächen ausgeübte Andruckkraft ist durch Veränderung der wirksamen Länge des Gelenkbolzens einstellbar.The force exerted by the pressure spring on the contact surfaces of the lever on the concentric parts in the region of the joint with the teeth acting as teeth inclined pressure is adjustable by changing the effective length of the hinge pin.

Diese Veränderung der wirksamen Länge des Gelenkbolzens wird in einfacher Weise dadurch bewirkt, dass die Mutter weiter aufgeschraubt oder weniger weit aufgeschraubt wird. Durch die erfindungsgemäße Verklinkungseinrichtung wird eine neue Baugruppe zur kraftübertragenden Verbindung des Schaltwellenhebels mit dem Schaltkontakt, beziehungsweise dem Kontaktträger geschaffen. Sie ist als kraftabhängig ausknickendes Element ausgebildet, welches es ermöglicht, dass beim Auftreten eines Kurzschlußstromes jede Schalteinheit, unabhängig voneinander und unabhängig von der EIN-Position der Schaltwelle, öffnet. Die beiden Hebel der Verklinkungseinrichtung sind identisch ausgebildet. Es ist also fertigungsmäßig nur ein Teil herzustellen. Die als Verzahnung der konzentrischen Teile der Hebel ausgebildeten Schrägflächen stehen unter dem Federdruck einer Andruckfeder, welcher so bemessen ist, dass eine definierte Kraft zum Einschalten und zur Bereitstellung der Kontaktkräfte ohne Ausknickung übertragen werden kann. Die Federkraft der Andruckfeder ist dabei stufenlos einstellbar, so dass die gewünschte Ausknick-Kraft der Verklinkungseinrichtung ebenfalls stufenlos eingestellt werden kann. Die erfindungsgemäße Verklinkungseinrichtung wird nicht, wie bei bekannten Ausführungen, teleskopartig zusammengeschoben, sondern es erfolgt eine Drehknickbewegung. Wenn im weiteren Verlauf des Abschaltvorganges der elektromagnetische Schnellauslöser den Schalter endgültig abschaltet, wird durch die sich drehende Schaltwelle und ihren Schaltwellenhebel die Verklinkungseinrichtung wieder in ihre Ruhestellung gebracht. Damit ist der Schalter wieder einschaltbereit.This change in the effective length of the hinge pin is effected in a simple manner by the fact that the mother continues screwed on or less screwed on. The latching device according to the invention provides a new assembly for the force-transmitting connection of the switching shaft lever with the switching contact or the contact carrier. It is designed as a force-dependent buckling element, which makes it possible that, when a short-circuit current occurs, each switching unit opens independently of one another and independently of the ON position of the switching shaft. The two levers of Verklinkungseinrichtung are identical. So it is only one part of production. Trained as teeth of the concentric parts of the lever inclined surfaces are under the spring pressure of a pressure spring, which is dimensioned so that a defined force can be transmitted to turn on and to provide the contact forces without buckling. The spring force of the pressure spring is infinitely adjustable, so that the desired Ausknick force of Verklinkungseinrichtung can also be adjusted continuously. The latching device according to the invention is not, as in known embodiments, telescoped together, but there is a rotary bending movement. If in the further course of the shutdown of the electromagnetic quick release switches off the switch finally, the Verklinkungseinrichtung is returned to its rest position by the rotating shaft and its switching shaft lever. The switch is ready to switch on again.

Die Erfindung soll nachfolgend zum besseren Verständnis anhand eines bevorzugten, den Schutzumfang nicht einschränkenden, Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below for a better understanding with reference to a preferred, non-limiting scope, embodiment.

Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung in einer Schnittdarstellung im ausgeschalteten Zustand.The Fig. 1 schematically shows a low-voltage circuit breaker with the latching device according to the invention in a sectional view in the off state.

Die Fig. 2 zeigt schematisch einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung in einer Schnittdarstellung im eingeschalteten Zustand.The Fig. 2 schematically shows a low-voltage circuit breaker with the latching device according to the invention in a sectional view in the on state.

Die Fig. 3 zeigt schematisch einen Niederspannungs-Leistungsschalter mit der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung in einer Schnittdarstellung im ausgelösten Zustand.The Fig. 3 schematically shows a low-voltage circuit breaker with the latching device according to the invention in a sectional view in the tripped state.

Die Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung in der Seitenansicht.The Fig. 4 shows a preferred embodiment of the latching device according to the invention in side view.

Die Fig. 5 zeigt einen einzelnen Hebel der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung gemäß der Fig. 4 in der Draufsicht.The Fig. 5 shows a single lever of Verklinkungseinrichtung according to the invention according to the Fig. 4 in the plan view.

Die Fig. 6 zeigt die erfindungsgemäße Verklinkungseinrichtung gemäß der Fig. 1 teilweise montiert.The Fig. 6 shows the Verklinkungseinrichtung according to the invention according to the Fig. 1 partially assembled.

In den Fig. 1 bis 3 ist schematisch ein Niederspannungs-Leistungsschalter 1 im Schnitt dargestellt, um den Einbauort der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung 13 zu verdeutlichen. Durch die Rückwand 2 des Niederspannungs-Leistungsschalters 1 sind die obere Anschlußschiene 3 und die untere Anschlußschiene 4 hindurchgeführt. An der oberen Anschlußschiene 3 befindet sich der feststehende Schaltkontakt 5 und an der unteren Anschlußschiene 4 ist über flexible Verbindungen 6 der auf einem Kontaktträger 7 befindliche bewegbare Schaltkontakt 8 angeschlossen. Über dem festen Schaltkontakt 5 und dem bewegbaren Schaltkontakt 8 ist die Lichtbogenlöschkammer 9 angeordnet. Im Schalterantrieb 10 befindet sich die Schaltwelle 11 mit dem Schaltwellenhebel 12, an welchem die erfindungsgemäße Verklinkungseinrichtung 13 als Verbindungselement zum Kontaktträger 7 befestigt ist.In the Fig. 1 to 3 schematically a low-voltage circuit breaker 1 is shown in section to illustrate the location of the Verklinkungseinrichtung 13 according to the invention. Through the rear wall 2 of the low-voltage circuit breaker 1, the upper connecting rail 3 and the lower connecting rail 4 are passed. At the upper terminal rail 3 is the fixed switching contact 5 and the lower connecting rail 4 is connected via flexible connections 6 of the located on a contact carrier 7 movable switch contact 8. Above the fixed switching contact 5 and the movable switching contact 8, the arc extinguishing chamber 9 is arranged. In the switch drive 10 is the Shift shaft 11 with the switching shaft lever 12, to which the Verklinkungseinrichtung 13 according to the invention is attached as a connecting element to the contact carrier 7.

In der Fig. 1 stehen, im ausgeschalteten Zustand des Niederspannungs-Leistungsschalters 1, die Hebel 14;15 im Ruhezustand der Verklinkungseinrichtung 13 zur Erzeugung eines von der Öffnungskraft abhängigen relativen Drehmomentes in einem von der Strecklage verschiedenen Winkel zueinander, wobei die Achse des die Hebel 14;15 verbindenden Gelenkes 16 parallel zu einer nicht dargestellten Schwenkachse des bewegbaren Schaltkontaktes 8 angeordnet ist. Die gleiche Konstellation, nur im eingeschalteten Zustand des Niederspannungs-Leistungsschalters 1 zeigt die Fig.2, während in der Fig.3 der Niederspannungs-Leistungsschalter 1 mit der Verklinkungseinrichtung 13 im ausgelösten Zustand gezeigt ist, in welchem die Verklinkungseinrichtung 13 eingeknickt ist und eine Öffnung des bewegbaren Kontaktes 8 erfolgt ist.In the Fig. 1 stand in the off state of the low-voltage circuit breaker 1, the lever 14, 15 in the rest state of Verklinkungseinrichtung 13 for generating a dependent on the opening force relative torque in an angle different from each other at the extended position, wherein the axis of the lever 14, 15 connecting joint 16 is arranged parallel to a pivot axis, not shown, of the movable switching contact 8. The same constellation, only in the on state of the low-voltage circuit breaker 1 shows the Fig.2 while in the Figure 3 the low-voltage circuit breaker 1 is shown with the Verklinkungseinrichtung 13 in the tripped state in which the Verklinkungseinrichtung 13 is folded and an opening of the movable contact 8 is carried out.

Die Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung 13 in der Seitenansicht. Sie weist zwei identisch ausgebildete Hebel 14; 15 auf, die durch ein Gelenk 16 miteinander verbunden und um das Gelenk 16 relativ zueinander schwenkbar sind. Die Berührungsflächen der Hebel 14; 15 enthalten als Schrägflächen 17; 18 ausgebildete Arbeitsflächen, welche in der Form einer Verzahnung der konzentrischen Teile 19; 20 ausgebildet sind. Dabei ist die Schrägfläche 17 steil als Schnappfläche ausgebildet und die Schrägfläche 18 flach als Gleitfläche.The Fig. 4 shows a preferred embodiment of the latching device 13 according to the invention in the side view. It has two identically designed lever 14; 15, which are interconnected by a hinge 16 and pivotable about the hinge 16 relative to each other. The contact surfaces of the lever 14; 15 included as inclined surfaces 17; 18 trained work surfaces, which in the form of a toothing of the concentric parts 19; 20 are formed. The inclined surface 17 is formed steeply as a snap surface and the inclined surface 18 flat as a sliding surface.

Das die Hebel 14; 15 verbindende Gelenk 16 ist durch einen fluchtende Durchgangsbohrungen 21; 22 der Hebel 14; 15 durchsetzenden Gelenkbolzen 23 gebildet, welcher gleichzeitig die Führung und die Halterung für die als Schraubendruckfeder ausgebildete Andruckfeder 24 bildet, die den Gelenkbolzen 23 umschließt und am Ende des Gelenkbolzens 23 durch einen scheibenförmigen Kopf 25 desselben abgestützt ist. Auf der dem Kopf 25 gegenüberliegenden Seite des Gelenkbolzens 23 ist ein Gewinde 26 zur Aufnahme einer Mutter 27 vorgesehen, mittels welcher die Spannung der auf dem Gelenkbolzen 23 sitzenden Andruckfeder 24 veränderbar ist. Die beiden Hebel 14; 15 stehen somit unter dem veränderbaren Federdruck der Andruckfeder 24. An den dem Gelenk 16 gegenüberliegenden Seiten weisen die Hebel 14;15 mit je einer Durchgangsbohrung 28;29 versehene Aufnahmen 30; 31 auf, die zur Verbindung mit dem Schaltwellenhebel 12 beziehungsweise dem Kontaktträger 7 dienen.The levers 14; 15 connecting joint 16 is through an aligned through holes 21; 22, the lever 14; 15 passing through hinge pin 23 is formed, which at the same time Guide and the holder for the trained as a helical compression spring pressure spring 24 forms, which surrounds the hinge pin 23 and the same is supported at the end of the hinge pin 23 by a disc-shaped head 25 thereof. On the side opposite the head 25 of the hinge pin 23, a thread 26 for receiving a nut 27 is provided, by means of which the voltage of the seated on the hinge pin 23 pressure spring 24 is variable. The two levers 14; 15 are thus under the variable spring pressure of the pressure spring 24. At the opposite sides of the hinge 16, the levers 14, 15 each with a through hole 28, 29 provided recordings 30; 31, which serve for connection to the switching shaft lever 12 and the contact carrier 7.

Die Fig. 5 zeigt einen einzelnen Hebel der erfindungsgemäßen Verklinkungseinrichtung gemäß der Fig. 4 in der Draufsicht. Die beiden Hebel 14; 15 sind identisch ausgebildet, weshalb nur ein Hebel 15 dargestellt ist. Die als Schrägflächen 17; 18 ausgebildeten Arbeitsflächen des Hebels 15 sind konzentrisch um die Durchgangsbohrung 22 für den Gelenkbolzen 23 im konzentrischen Teil 20 angeordnet. Am entgegengesetzten Ende des Hebels 15 ist die mit einer Durchgangsbohrung 29 versehene Aufnahme 31 angeordnet, die zur Verbindung mit dem Schaltwellenhebel 12 beziehungsweise dem Kontaktträger 7 dient.The Fig. 5 shows a single lever of Verklinkungseinrichtung according to the invention according to the Fig. 4 in the plan view. The two levers 14; 15 are formed identically, which is why only one lever 15 is shown. As inclined surfaces 17; 18 trained working surfaces of the lever 15 are arranged concentrically around the through hole 22 for the hinge pin 23 in the concentric part 20. At the opposite end of the lever 15 which is provided with a through hole 29 receptacle 31 is arranged, which serves for connection to the switching shaft lever 12 and the contact carrier 7.

Die Fig. 6 zeigt die erfindungsgemäße Verklinkungseinrichtung 13 gemäß der Fig. 1 teilweise montiert, wobei die Mutter 27 weggelassen wurde. In dieser Darstellung, in welcher gleiche Teile entsprechend der Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist deutlich die Ausbildung der Schrägflächen 17; 18 als Verzahnung der konzentrischen Teile 19; 20 zu erkennen, welche im montierten Zustand unter dem Federdruck der auf dem Gelenkbolzen 23 sitzenden Andruckfeder 24 steht.The Fig. 6 shows the Verklinkungseinrichtung 13 according to the invention according to the Fig. 1 partially assembled with the nut 27 omitted. In this illustration, in which like parts corresponding to Fig. 1 are provided with the same reference numerals, is clearly the formation of the inclined surfaces 17; 18 as a toothing of the concentric parts 19; 20 to recognize which is in the mounted state under the spring pressure of the seated on the hinge pin 23 pressure spring 24.

Die erfindungsgemäße Verklinkungseinrichtung 13 wirkt wie folgt:

  • Überschreitet, beispielsweise im Falle eines Kurzschlusses, die durch die elektrodynamischen Stromkräfte und Stromengekräfte auf das Kontaktsystem ausgeübte Öffnungskraft einen vorherbestimmten Wert, der die Knick-Kraft so groß werden läßt, dass die an den aneinanderliegenden, als Schnappflächen ausgebildeten Schrägflächen 17 auftretende Hubkraft die eingestellte Federkraft der Andruckfeder 24 überschreitet, gleiten diese Schrägflächen voneinander ab und schnappen über. Dadurch knickt die Verklinkungseinrichtung 13 ein und gibt den bewegbaren Schaltkontakt 8 frei. Sind die Schrägflächen 17 als Schnappflächen voneinander abgeglitten, setzen die Schrägflächen 18 als in der Bewegungsrichtung abfallende Gleitflächen dem Einknicken der Verklinkungseinrichtung 13 keinen Widerstand mehr entgegen.
The latching device 13 according to the invention acts as follows:
  • Exceeds, for example, in the case of a short circuit, the force exerted by the electrodynamic current forces and current forces on the contact system opening force a predetermined value, which makes the buckling force so large that occurring at the adjacent, designed as snap surfaces inclined surfaces 17 lifting force the set spring force exceeds the pressure spring 24, slide these inclined surfaces from each other and snap over. As a result, the latching device 13 buckles and releases the movable switching contact 8. If the inclined surfaces 17 are slipped apart from each other as snap surfaces, the inclined surfaces 18, as sliding surfaces falling in the direction of movement, no longer oppose the buckling of the latching device 13.

Der in dieser nicht stabilen Phase des Abschaltvorganges beim Öffnen des bewegbaren Schaltkontaktes 8 zwischen diesem und dem feststehenden Schaltkontakt 5 entstehende Abschaltlichtbogen begrenzt durch seinen Widerstand den fließenden Kurzschlußstrom, bevor im weiteren Verlauf des Abschaltvorganges der elektromagnetische Schnellauslöser anspricht und den Schalter endgültig abschaltet.The resulting in this unstable phase of the shutdown when opening the movable switch contact 8 between this and the fixed switch contact 5 Abschaltlichtbogen limited by its resistance the flowing short-circuit current before the electromagnetic quick release responds in the further course of the shutdown and the switch finally turns off.

Wenn im weiteren Verlauf des Abschaltvorganges der elektromagnetische Schnellauslöser den Schalter endgültig abschaltet, wird durch die sich drehende Schaltwelle 11 und ihren Schaltwellenhebel 12 die Verklinkungseinrichtung 13 wieder in ihre Ruhestellung gebracht. Damit ist der Schalter wieder einschaltbereit.If in the further course of the shutdown of the electromagnetic quick release switches off the switch finally, the latching device 13 is again in their by the rotating shaft 11 and its switching shaft lever 12 Resting position brought. The switch is ready to switch on again.

Die Federkraft der Andruckfeder 24 ist durch Veränderung der wirksamen Länge des Gelenkbolzens 23 durch mehr oder weniger weites Aufschrauben der Mutter 27 problemlos einstellbar und damit die Funktionskraft der Verklinkungseinrichtung 13 regulierbar.The spring force of the pressure spring 24 is easily adjusted by changing the effective length of the hinge pin 23 by more or less wide screwing the nut 27 and thus the functional force of Verklinkungseinrichtung 13 adjustable.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist mechanisch sehr einfach aufgebaut und hat trotzdem den Vorzug, dass die Funktionskraft problemlos regulierbar ist. Die beiden Hebel 14;15 sind identisch ausgebildet, es ist also fertigungsmäßig nur ein Teil herzustellen.The arrangement according to the invention is mechanically very simple and yet has the advantage that the functional force is easily adjustable. The two levers 14, 15 are identical, so it is manufacturing moderate only one part to produce.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Niederspannungs-LeistungsschalterLow-voltage circuit breakers
22
Rückwandrear wall
33
Obere AnschlußschieneUpper connecting rail
44
Untere AnschlußschieneLower connection rail
55
Feststehender SchaltkontaktFixed switching contact
66
Flexible VerbindungFlexible connection
77
Kontaktträgercontact support
88th
Bewegbarer SchaltkontaktMovable switching contact
99
LichtbogenlöschkammerArc chute
1010
Schalterantriebswitch drive
1111
Schaltwelleshift shaft
1212
SchaltwellenhebelShift shaft lever
1313
Verklinkungseinrichtunglatching
1414
Hebellever
1515
Hebellever
1616
Gelenkjoint
1717
Schrägflächesloping surface
1818
Schrägflächesloping surface
1919
Konzentrisches TeilConcentric part
2020
Konzentrisches TeilConcentric part
2121
DurchgangsbohrungThrough Hole
2222
DurchgangsbohrungThrough Hole
2323
Gelenkbolzenhinge pins
2424
Andruckfederpressure spring
2525
Kopfhead
2626
Gewindethread
2727
Muttermother
2828
DurchgangsbohrungThrough Hole
2929
DurchgangsbohrungThrough Hole
3030
Aufnahmeadmission
3131
Aufnahmeadmission

Claims (7)

  1. Circuit breaker with current-limiting opening of a moving switching contact, having the following features:
    - a drive apparatus for moving the switching contact to a connected position and to a disconnected position,
    - a latching device which is arranged in the path of the force transmission from the drive apparatus to the switching contact,
    which latching device, starting with the switching contact in the connected position, can be released by means of an opening force which originates from the switching contact and acts in the direction of the disconnected position, when the opening force exceeds a predetermined limit value,
    - with the latching device being in the form of a mechanical connecting element between the drive apparatus and the moving switching contact, and having at least two interacting working surfaces, which are arranged at an angle to the direction of the opening force, and a contact-pressure spring which acts on the working surfaces,
    characterized by the following further features:
    - the latching device (13) has two levers (14; 15) which are connected to one another by means of a hinged joint (16) which is formed by a hinge bolt (23), which is passed through aligned through-holes (21; 22) in concentric parts (19; 20) of the levers (14; 15), which levers are designed to be identical and which can pivot relative to one another about the hinged joint (16),
    - the levers (14; 15) have inclined surfaces (17; 18) which act as a toothed system, on the concentric parts (19; 20) on their touching surfaces in the area of the hinged joint (16), which are arranged concentrically around the through-holes (21; 22) for the hinge bolt (23),
    - a spring force, which acts on the toothed system that is formed by the inclined surfaces (17; 18) on their touching surfaces acts on the concentric parts (19; 20) of the levers (14; 15), in the area of the hinged joint (16), by means of a contact-pressure spring (24),
    - when the latching device (13) is in the rest state, the levers (14; 15) are at an angle to one another, which is not the same as the angle when they are in the extended position, in order to produce a relative torque which is dependent on the opening force,
    - those ends of the levers (14; 15) which face away from the hinged joint (16) have holders (30; 31) which are provided with through-holes (28; 29) for hinged connection to the switching contact and, respectively, to the drive apparatus.
  2. Circuit breaker according to Claim 1,
    characterized
    in that the hinge bolt (23) has a head (25) at one of its ends, as an opposing bearing for the contact-pressure spring, and at its other end has a thread (26) for a nut (27).
  3. Circuit breaker according to Claim 1,
    characterized
    in that the inclined surfaces (17) which are used as a toothed system and move toward one another when the latching device (13) is loaded in the rotation direction of the levers (14; 15) are designed with steep flanks as snap-action surfaces.
  4. Circuit breaker according to Claim 1,
    characterized
    in that the inclined surfaces (18) which are used as a toothed system and move away from one another when the latching device (13) is loaded in the rotation direction of the levers (14; 15) are designed with flat flanks as sliding surfaces.
  5. Circuit breaker according to Claim 1,
    characterized
    in that the contact-pressure spring (24) is in the form of a helical compression spring, which surrounds the hinge bolt (23) and is supported on the head (25) of the hinge bolt.
  6. Circuit breaker according to Claim 1 or 2,
    characterized
    in that the axis of the hinged joint (16) which connects the levers (14; 15) is arranged parallel to a pivoting axis of the moving switching contact.
  7. Circuit breaker according to Claim 2, 3 or 4,
    characterized
    in that the contact-pressure force which is exerted by the contact-pressure spring (24) on the touching surfaces of the levers (14; 15) on the concentric parts (19; 20) in the area of the hinged joint (16) by means of the inclined surfaces (17; 18) which act as a toothed system can be adjusted by varying the effective length of the hinge bolt (23).
EP01964861A 2000-10-27 2001-07-23 Current limiting low-voltage power circuit breaker Expired - Lifetime EP1328956B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10054383 2000-10-27
DE10054383A DE10054383A1 (en) 2000-10-27 2000-10-27 Current-limiting low-voltage circuit breaker
PCT/DE2001/002820 WO2002035570A1 (en) 2000-10-27 2001-07-23 Current limiting low-voltage power circuit breaker

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1328956A1 EP1328956A1 (en) 2003-07-23
EP1328956B1 true EP1328956B1 (en) 2008-12-31

Family

ID=7661955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP01964861A Expired - Lifetime EP1328956B1 (en) 2000-10-27 2001-07-23 Current limiting low-voltage power circuit breaker

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6819205B2 (en)
EP (1) EP1328956B1 (en)
JP (1) JP2004512647A (en)
CN (1) CN1242445C (en)
DE (2) DE10054383A1 (en)
HK (1) HK1062356A1 (en)
WO (1) WO2002035570A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10345660A1 (en) * 2003-09-25 2005-05-12 Siemens Ag Drive train for at least one movable contact of an electrical switch and current-limiting electrical switch with a drive train
DE102005028474B4 (en) * 2005-06-20 2008-04-30 Siemens Ag Contact system has movable contact bridge swiveling about a jointed axis giving two contacts with only one used normally and both in the case of a current overload or short circuit
DE102007011451A1 (en) 2007-03-06 2008-09-11 Siemens Ag Contact lever movement device and electrical switch and method for producing the contact lever movement device
US7566840B2 (en) * 2007-10-04 2009-07-28 General Electric Company Contact arm mechanism for circuit breaker
US7911302B2 (en) * 2007-11-15 2011-03-22 General Electric Company Secondary trip system for circuit breaker
DE102008047247A1 (en) * 2008-09-10 2010-04-15 Siemens Aktiengesellschaft Contact system for power switching device, has locking device and contact element, which are arranged such that spring force is transferred from contact element for fixing or releasing contact element by locking device
CN114496676B (en) * 2020-10-26 2024-06-18 西门子能源国际公司 Arcing contact assembly and circuit breaker

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE250749C (en)
FR721451A (en) 1930-06-27 1932-03-03 Merlin Gerin Improvements to circuit breakers and particularly to fast acting circuit breakers for direct current
DE1463312B2 (en) 1963-05-16 1971-08-12 Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt SELF SWITCH WITH CURRENT-LIMITING OPENING OF THE CONTACT SYSTEM
DE1513341A1 (en) * 1965-12-29 1969-12-18 Licentia Gmbh Circuit breaker with current-limiting contact system
CH486114A (en) 1968-05-14 1970-02-15 Siemens Ag Low-voltage circuit breaker with a fixed section of conductor and a switching lever that forms a current loop with it
DE2511948C3 (en) 1975-03-19 1978-05-03 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Current limiting circuit breaker
US4998081A (en) 1989-05-18 1991-03-05 Siemens Energy & Automation, Inc. Power interrupter with force-sensitive contact latch
US5566818A (en) 1993-02-16 1996-10-22 Fuji Electric Co., Ltd. Movable contactor device in circuit breaker
DE19630470C1 (en) * 1996-07-27 1997-08-28 Kloeckner Moeller Gmbh Current-limiting circuit-breaker switch with two lugs on centrally pivoted lever
DE19740422B4 (en) * 1997-09-10 2005-10-06 Siemens Ag Current-limiting low-voltage circuit breaker
US6218921B1 (en) * 2000-02-24 2001-04-17 Eaton Corporation Adjustable flux transfer shunt trip actuator and electric power switch incorporating same
US6376788B1 (en) * 2001-01-08 2002-04-23 Eaton Corporation Magnetically collapsible toggle linkage for electrical switching apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE10054383A1 (en) 2002-05-08
US20040056744A1 (en) 2004-03-25
HK1062356A1 (en) 2004-10-29
DE50114625D1 (en) 2009-02-12
CN1242445C (en) 2006-02-15
JP2004512647A (en) 2004-04-22
US6819205B2 (en) 2004-11-16
EP1328956A1 (en) 2003-07-23
CN1476623A (en) 2004-02-18
WO2002035570A1 (en) 2002-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4337344B4 (en) Current limiting contact system for circuit breakers
DE1563842C3 (en) Auto switch
DE69931226T2 (en) Tripping device for circuit breaker
EP1735803B1 (en) Switching device
EP1328956B1 (en) Current limiting low-voltage power circuit breaker
DE2328971B2 (en) Electric circuit breaker
DE2747784A1 (en) ELECTRIC SAFETY DISCONNECTOR
EP0466287B1 (en) Circuit breaker with an independant locking device of the movable contact
EP1137038B1 (en) Switching shaft unit for a switch
EP0184652A2 (en) Switch with fuse
DE69014741T2 (en) Electric switch actuation mechanism.
DE1938929A1 (en) Circuit breaker
DE19740422B4 (en) Current-limiting low-voltage circuit breaker
EP1334499A1 (en) Contact arrangement for current-limiting protective circuit breakers
DE10048659A1 (en) Switch contact arrangement of a low-voltage circuit breaker with contact force springs
EP1407466B1 (en) Switch lock for multipole electrical switchgear
DE3105524C2 (en) Circuit breaker
EP3830857B1 (en) Quick release latch, release mechanism and quick earthing device, high-speed switch or short circuiter
EP1866942B1 (en) Fuse combination unit
WO2002041347A1 (en) Contact arrangement for current-limiting protective circuit breakers
DE69833637T2 (en) Selective release for circuit breakers
DE19910172B4 (en) Circuit breaker with current-limiting opening of switching contacts
DE3736013C2 (en)
DE10144105C1 (en) Switch contact arrangement with a spring force acting in the closing direction and in the opening direction
CH465030A (en) Electric switch

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20030409

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB IT

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB IT

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REF Corresponds to:

Ref document number: 50114625

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20090212

Kind code of ref document: P

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20091001

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20090723

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20100331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20090731

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20090723

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100202

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20081231