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WO2009121696A1 - Auslösemechanismus - Google Patents

Auslösemechanismus Download PDF

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WO2009121696A1
WO2009121696A1 PCT/EP2009/052837 EP2009052837W WO2009121696A1 WO 2009121696 A1 WO2009121696 A1 WO 2009121696A1 EP 2009052837 W EP2009052837 W EP 2009052837W WO 2009121696 A1 WO2009121696 A1 WO 2009121696A1
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WO
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moving contact
plunger
lever
release lever
release
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Ceased
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PCT/EP2009/052837
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Heinzlmeir
Gunther Eckert
Christoph Weber
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Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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Priority to DE502009000248T priority patent/DE502009000248D1/de
Priority to AT09727211T priority patent/ATE493747T1/de
Priority to CN200980000335.0A priority patent/CN101681746B/zh
Priority to BRPI0903503-6A priority patent/BRPI0903503A2/pt
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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
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/24—Electromagnetic mechanisms
    • H01H71/2463—Electromagnetic mechanisms with plunger type armatures

Definitions

  • the invention relates to a release mechanism with a lockable moving contact, a plunger and a tripping lever. Furthermore, the invention relates to a switching device with such a release mechanism.
  • Magnetic triggers or magnetic tripping systems are used in switching devices in order, for example, to prevent the fusion of current-carrying contact surfaces at high current intensities or to ensure a safe switch-off, if a resulting arc could damage the switching device.
  • Auslose concerns are advantageous, especially because the application of the circuit breaker can be limited by a too long release time.
  • a magnetic release mechanism can be used both at a
  • Offner and normally open contact can be used.
  • the moving contact which ultimately establishes the electrical contact, is locked in the contacted position.
  • the plunger of the release mechanism first has to hit the release lever, which releases the lock and transmits the actuation movement from the plunger to the moving contact.
  • the release lever which releases the lock and transmits the actuation movement from the plunger to the moving contact.
  • Auslosehebels is essential, especially since the moving contact in the locked state can not be moved.
  • the object is achieved by a Auslosemechanismus mentioned above, wherein the plunger is provided both for actuating the release lever provided for unlocking the Auslosehebels and for actuating the BewegCountes itself by the plunger in a first phase of its Betat Trentsbe- movement for direct action over a first active area the shock ice is provided on the trigger lever and is provided in a second phase of its actuation movement for direct action via a second active surface of the bumper on the moving contact.
  • a switching device which has an inventive release mechanism.
  • Auslosemechanismus differs from the conventional chain of action shock-tripping lever-moving contact in that no chain of action of this kind is present, but the plunger is provided to act directly on both directly to the tripping lever, as well as on the moving contact. In this case, however, the order of effect transmission paid particular attention, because this must first ensure a power transmission to the tripping lever to ensure timely unlocking of the moving contact before the ram can continue to act on the moving contact itself and provokes an opening or closing a contact ,
  • Actuation movement of the shock ice again directly an action on a second active surface of the shock ice are executed on the moving contact. Both actions, ie, the Exposure to the release lever and the action on the moving contact take place directly over the active surfaces of the plunger.
  • the first active surface and the second active surface of the plunger are formed in the actuating direction at different points of the plunger. This ensures a time-delayed action on the release lever or the moving contact, at the same time the relative position of the release lever and the moving contact is taken into account in relation to the respective effective area.
  • the plunger is electromagnetically movable by means of a coil. With the help of the coil, an optimal operating force can be generated for both active operations.
  • the release lever for releasing a mechanically connected to the moving contact pawl is provided on actuation.
  • Release lever not actuated unilaterally by the plunger, but with several, possibly symmetrical, arranged active surfaces, which stresses and friction of the release lever are reduced in the device housing.
  • the triggering time is decisively reduced by the direct action of the plunger on the trigger lever or the moving contact, especially since less acceleration energy is applied and fewer effective surfaces are involved.
  • Show it: 1 is a partially sectioned, three-dimensional view of a trigger mechanism prior to the action on the unlocked moving contact
  • FIG 2 shows a three-dimensional view of the trigger mechanism of FIG 1 in the locked, unactuated state
  • FIG 3 shows a three-dimensional view of the trigger mechanism of FIG 1 with coil and mating contact before acting on the unlocked moving contact.
  • FIG. 1 shows a partially sectioned, three-dimensional view of a triggering mechanism shortly after the action on the release lever 3 by the plunger 2 on the two active surfaces 8 (first phase).
  • the plunger 2 acts along the direction of movement B on the flat release lever 3 in such a way that tilting or increased friction of the release lever 3 is avoided by the symmetrical action of the active surfaces 8.
  • a single effective surface pair 8,13 is sufficient for the actuation of the release lever 3.
  • FIG. 2 shows a three-dimensional view of the triggering mechanism of FIG. 1 in the locked, unactuated state. This condition corresponds to the ground state of the triggering mechanism. Neither a movement force transmission of the active surface 8 on the active surface 13 of the release lever 3, nor the Bewegkraftübertragung from the active surface 9 of the plunger 2 on the active surface 14 of the moving contact 1 have occurred so far.
  • a pawl 4 is provided in the basic position of the release lever 3 for releasing or locking the moving contact. From the basic position out of the plunger 2 is actuated. The plunger 2 moves the release lever un- of the rinke 4, thus leaving the area of influence of the rind 4. With the operation ends the first phase, namely the release of the release mechanism, at the end of an intermediate state is reached, as described in Figures 1 and 3.
  • FIG. 3 shows a three-dimensional view of the release mechanism from FIG. 1 with a coil 5 and a mating contact 6 before acting on the unlocked moving contact 1.
  • the mating contact 6 is contacted via the contact surface 7 of the moving contact 1.
  • This Rontaktmaschine is interrupted in the following sequence by the imminent action of the shock ice 2 on the active surface 9.
  • the release mechanism is currently in the transition from phase 1 to phase 2, wherein by the continued movement of the shock ice 2, still propelled by the coil 5, a further actuation on the active surface 9 is converted to the active surface 14 of the moving contact 1, the still closed Rontakt on the Rontaktflache 7 opens.
  • the plunger 2 effects both unlocking via the release lever 3, as well as the actual movement of the moving contact 1.
  • care must be taken in the production of the shock ice 2, which distance the active surfaces 8 and 9 assume to one another. If the unlocking requires a certain amount of time, then a greater distance of the active surfaces is to be provided, taking into account the arrangement of the moving contact 1 and the tripping lever 3 within the triggering mechanism.
  • the invention relates to a trigger mechanism with a lockable moving contact 1, a plunger 2 and a release lever 3.
  • the plunger 2 is both provided for actuating the provided for unlocking the moving contact 1 release lever 3 and for actuating the moving contact 1 itself.
  • the plunger 2 is equipped with a first 8 and a second 9 effective area, which are integrally formed at different locations of the plunger 2 and are provided for actuating the release lever 3 and the Bewegmases 1. Because of the first release to be triggered, the release lever 3 is actuated first and after unlocking in the connection of the moving contact 1 itself.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Auslösemechanismus mit einem arretierbaren Bewegkontakt (1), einem Stößel (2) und einem Auslösehebel (3). Um eine optimale Kraftübertragung des Stößels (2) auf den Auslösehebel (3) und den Bewegkontakt (2) zu gewährleisten, sowie eine kurze Schaltzeit zu ermöglichen, ist der Stößel (2) sowohl zur Betätigung des zur Entriegelung des Bewegkontaktes (1) vorgesehenen Auslösehebels (3) und zur Betätigung des Bewegkontaktes (1) selbst vorgesehen. Hierfür ist der Stößel (2) mit einer ersten (8) und einer zweiten (9) Wirkfläche ausgestattet, die an unterschiedlichen Stellen des Stößels (2) angeformt sind und zur Betätigung des Auslösehebels (3) bzw. des Bewegkontaktes (1) vorgesehen sind. Wegen der zuerst auszulösenden Entriegelung wird zunächst der Auslösehebel (3) betätigt und nach der Entriegelung im Anschluss der Bewegkontakt (1) selbst.

Description

Beschreibung
Auslosemechanismus
Die Erfindung betrifft einen Auslosemechanismus mit einem arretierbaren Bewegkontakt, einem Stößel und einem Auslosehebel. Ferner betrifft die Erfindung ein Schaltgerat mit einem derartigen Auslosemechanismus.
Magnetische Ausloser bzw. magnetische Auslosesysteme werden in Schaltgeraten eingesetzt, um beispielsweise bei höheren Stromstarken das Verschmelzen von stromführenden Kontaktflachen zu verhindern oder ein sicheres Abschalten zu gewahrleisten, wenn ein entstandener Lichtbogen das Schaltgerat be- schadigen konnte. Hierfür sind kurze Auslosezeiten vorteilhaft, insbesondere deshalb, da der Einsatzbereich des Schutzschalters durch eine zu lange Auslosezeit eingeschränkt werden kann.
Ein magnetischer Auslosemechanismus kann sowohl bei einem
Offner- als auch Schließerkontakt eingesetzt werden. Im Folgenden wird hauptsachlich auf einen Offnerkontakt Bezug genommen. Beim Offnerkontakt wird der Bewegkontakt, der letztendlich den elektrischen Kontakt herstellt, in der kontak- tierten Position verriegelt. Dies bedeutet, dass der Stößel des Auslosemechanismus zunächst auf den Auslosehebel treffen muss, der die Arretierung aufhebt und die Betatigungsbewegung vom Stößel auf den Bewegkontakt übertragt. Es besteht gewissermaßen eine Kettenreaktion vom Stößel, über den Auslosehe- bei auf den Bewegkontakt. Die Einbeziehung des Auslosehebels ist unabdingbar, zumal der Bewegkontakt im arretierten Zustand nicht bewegt werden kann.
Aus DE 10 2004 040288 B4 ist ein Auslosemechanismus bekannt, der eine oben beschriebene Auslosekette vorsieht. Es ist Aufgabe der Erfindung einen Auslosemechanismus anzugeben, der kurze Auslosezeiten ermöglicht und zusatzlich eine optimale Krafteinleitung sicherstellt.
Die Aufgabe wird durch einen eingangs erwähnten Auslosemechanismus gelost, wobei der Stößel sowohl zur Betätigung des zur Entriegelung des Bewegkontaktes vorgesehenen Auslosehebels und zur Betätigung des Bewegkontaktes selbst vorgesehen ist, indem der Stößel in einer ersten Phase seiner Betatigungsbe- wegung zur direkten Einwirkung über eine erste Wirkflache des Stoßeis auf den Auslosehebel vorgesehen ist und in einer zweiten Phase seiner Betatigungsbewegung zur direkten Einwirkung über eine zweite Wirkflache des Stoßeis auf den Bewegkontakt vorgesehen ist. Die Aufgabe wird ebenfalls durch ein Schaltgerat gelost, welches einen erfindungsgemaßen Auslosemechanismus aufweist.
Die Funktionsweise des erfindungsgemaßen Auslosemechanismus unterscheidet sich von der herkömmlichen Wirkkette Stoßel- Auslosehebel-Bewegkontakt dadurch, dass keine Wirkkette dieser Art vorliegt, sondern der Stößel dazu vorgesehen ist, sowohl direkt auf den Auslosehebel, als auch auf den Bewegkontakt direkt einzuwirken. Hierbei wird jedoch der Reihenfolge der Wirkungsubertragung besondere Beachtung geschenkt, denn diese muss zunächst eine Kraftübertragung auf den Auslosehebel sicherstellen, um eine rechtzeitige Entriegelung des Bewegkontaktes zu gewahrleisten, bevor der Stößel weiter auf den Bewegkontakt selbst wirken kann und eine Öffnung bzw. Schließung eines Kontaktes provoziert.
In einer ersten Phase der Betatigungsbewegung des Stoßeis wirkt dieser über seine erste Wirkflache auf den Auslosehebel ein. Nach der Betätigung des Auslosehebels verursacht dieser die Freigabe einer Klinke, die zur Arretierung des Bewegkon- taktes vorgesehen ist. Nun kann in einer zweiten Phase der
Betatigungsbewegung des Stoßeis ebenfalls wieder direkt eine Einwirkung über eine zweite Wirkflache des Stoßeis auf den Bewegkontakt ausgeführt werden. Beide Einwirkungen, d.h., die Einwirkung auf die Auslösehebel und auch die Einwirkung auf den Bewegkontakt finden direkt über Wirkflächen des Stößels statt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die erste Wirkfläche und die zweite Wirkfläche des Stößels in Betätigungsrichtung an unterschiedlichen Stellen des Stößels angeformt. Damit wird eine zeitversetzte Einwirkung auf den Auslösehebel bzw. den Bewegkontakt gewährleistet, wobei gleichzeitig die relative Position des Auslösehebels und des Bewegkontaktes in Bezug zur jeweiligen Wirkfläche berücksichtigt wird.
Vorteilhafterweise ist der Stößel mittels einer Spule elektromagnetisch bewegbar. Mit Hilfe der Spule kann eine optimale Betätigungskraft für beide Wirkvorgänge erzeugt werden.
Vorteilhafterweise ist der Auslösehebel zur Freigabe einer mit dem Bewegkontakt mechanisch verbundene Klinke bei Betätigung vorgesehen. Vorteilhafterweise wird bei der erfindungs- gemäßen Anordnung der Bauteile des Auslösemechanismus der
Auslösehebel nicht einseitig vom Stößel betätigt, sondern mit mehreren, ggf. symmetrisch, angeordneten Wirkflächen, womit Spannungen und Reibungen des Auslösehebels im Gerätegehäuse vermindert werden.
Vorteilhafterweise wird durch die direkte Einwirkung des Stößels auf den Auslösehebel bzw. den Bewegkontakt die Auslösezeit entscheidend reduziert, zumal weniger Beschleunigungsenergie aufzubringen und weniger Wirkflächen involviert sind.
Weitere vorteilhafte Ausführungen und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in der Figurenbeschreibung und in den Unteransprüchen angegeben.
Es zeigen: FIG 1 eine teilweise geschnittene, dreidimensionale Ansicht eines Auslösemechanismus vor der Einwirkung auf den entriegelten Bewegkontakt,
FIG 2 eine dreidimensionale Ansicht des Auslösemechanismus aus FIG 1 im verriegelten, unbetätigten Zustand, und
FIG 3 eine dreidimensionale Ansicht des Auslösemechanismus aus FIG 1 mit Spule und Gegenkontakt vor der Einwirkung auf den entriegelten Bewegkontakt.
FIG 1 zeigt eine teilweise geschnittene, dreidimensionale Ansicht eines Auslösemechanismus kurz nach der Einwirkung auf den Auslösehebel 3 durch den Stößel 2 über die beiden Wirkflächen 8 (erste Phase) . Der Stößel 2 wirkt entlang der Bewegungsrichtung B auf den flächigen Auslösehebel 3 in der Art, dass durch die symmetrische Einwirkung der Wirkflächen 8 eine Verkantung oder erhöhte Reibung des Auslösehebels 3 vermieden wird. Grundsätzlich reicht auch ein einziges Wirkflächenpaar 8,13 für die Betätigung des Auslösehebels 3 aus.
Die durch die Betätigung des Auslösehebels 3 ausgelöste Entriegelung hat bereits stattgefunden und der Stößel 2 mit seiner Wirkfläche 9 ist bis zum Bewegkontakt 1 vorgedrungen, der im weitern Bewegungsablauf (zweite Phase) durch den Stößel 2 bzw. durch die Einwirkung über die stößeleigene Wirkfläche 9 auf seine Wirkfläche 14 bewegt wird.
FIG 2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Auslösemechanismus aus FIG 1 in verriegeltem, unbetätigtem Zustand. Dieser Zustand entspricht dem Grundzustand des Auslösemechanis- mus . Weder eine Bewegkraftübertragung der Wirkfläche 8 auf die Wirkfläche 13 des Auslösehebels 3, noch die Bewegkraftübertragung von der Wirkfläche 9 des Stößels 2 auf die Wirkfläche 14 des Bewegkontaktes 1 sind bisher eingetreten.
Es ist zu erkennen, dass eine Klinke 4 in der Grundstellung vom Auslösehebel 3 zur Freigabe bzw Arretierung des Bewegkontaktes vorgesehen ist. Aus der Grundstellung heraus ist der Stößel 2 betätigbar. Der Stößel 2 bewegt den Auslösehebel un- ter der Rinke 4 hinweg, womit dieser den Einflußbereich der Rinke 4 verlaßt. Mit der Betätigung endet die erste Phase, nämlich die Entriegelung des Auslosemechanismus, an deren Ende ein Zwischenzustand erreicht ist, wie er in den Figuren 1 und 3 beschrieben ist.
FIG 3 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Auslosemechanismus aus FIG 1 mit einer Spule 5 und einem Gegenkontakt 6 vor der Einwirkung auf den entriegelten Bewegkontakt 1. Der Gegenkontakt 6 ist über die Rontaktflache 7 des Bewegkontaktes 1 kontaktiert. Diese Rontaktierung wird im folgenden Ablauf durch die bevorstehende Einwirkung des Stoßeis 2 über die Wirkflache 9 unterbrochen.
Durch die Betätigung des Auslosehebels 3 ist dieser dem
Einflußbereich der Rinke 4 entzogen, womit eine Rraftubertra- gung zuwischen den Bauteilen ausgeschlossen und die Arretierung aufgehoben ist.
Es ist zu erkennen, dass sich der Auslosehebel 3 von der
Rlinke 4 entfernt hat. Somit befindet sich der Auslosemechanismus gerade im Übergang von Phase 1 zu Phase 2, wobei durch die fortgesetzte Bewegung des Stoßeis 2, immer noch vorangetrieben durch die Spule 5, eine weitere Betätigung über die Wirkflache 9 auf die Wirkflache 14 des Bewegkontaktes 1 umgesetzt wird, die den noch geschlossenen Rontakt an der Rontaktflache 7 öffnet.
Vorteilhafterweise bewirkt der Stößel 2 sowohl die Entriege- lung über den Auslosehebel 3, als auch die tatsachlich Bewegung des Bewegkontaktes 1. Um sicherzustellen, dass die Betätigung des Bewegkontaktes 1 erst nach der Entriegelung stattfindet, ist bei der Herstellung des Stoßeis 2 darauf zu achten, welchen Abstand die Wirkflachen 8 und 9 zueinander ein- nehmen. Verlangt die Entriegelung eine gewisse Zeit, so ist ein größerer Abstand der Wirkflachen, unter Berücksichtigung der Anordnung des Bewegkontaktes 1 und des Auslosehebels 3 innerhalb des Auslosemechanismus vorzusehen. Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Auslösemechanismus mit einem arretierbaren Bewegkontakt 1, einem Stößel 2 und einem Auslösehebel 3. Um eine optimale Kraftübertragung des Stößels 2 auf den Auslösehebel 3 und den Bewegkontakt 2 zu gewährleisten, sowie eine kurze Schaltzeit zu ermöglichen, ist der Stößel 2 sowohl zur Betätigung des zur Entriegelung des Bewegkontaktes 1 vorgesehenen Auslösehebels 3 und zur Betätigung des Bewegkontaktes 1 selbst vorgesehen. Hierfür ist der Stößel 2 mit einer ersten 8 und einer zweiten 9 Wirkfläche ausgestattet, die an unterschiedlichen Stellen des Stößels 2 angeformt sind und zur Betätigung des Auslösehebels 3 bzw. des Bewegkontaktes 1 vorgesehen sind. Wegen der zuerst auszulösenden Entriegelung wird zunächst der Auslösehebel 3 betätigt und nach der Entriegelung im Anschluss der Bewegkontakt 1 selbst.

Claims

Patentansprüche
1. Auslösemechanismus mit einem arretierbaren Bewegkontakt (1), einem Stößel (2) und einem Auslösehebel (3), wobei der Stößel (2) sowohl zur Betätigung des zur Entriegelung des Bewegkontaktes (1) vorgesehenen Auslösehebels (3) und zur Betätigung des Bewegkontaktes (1) selbst vorgesehen ist, indem der Stößel (2) in einer ersten Phase seiner Betätigungsbewegung zur direkten Einwirkung über eine erste Wirkfläche (8) des Stößels auf den Auslösehebel (3) vorgesehen ist und in einer zweiten Phase seiner Betätigungsbewegung zur direkten Einwirkung über eine zweite Wirkfläche (9) des Stößels (2) auf den Bewegkontakt (1) vorgesehen ist.
2. Auslösemechanismus nach Anspruch 1, wobei die erste Wirkfläche (8) und die zweite Wirkfläche (9) des Stößels (2) in Betätigungsrichtung an unterschiedlichen, versetzten Stellen des Stößels (2) angeformt sind.
3. Auslösemechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stößel (2) mittels einer Spule (5) elektromagnetisch bewegbar ist.
4. Auslösemechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, wobei der Auslösehebel (3) zur Freigabe einer mit dem
Bewegkontakt (1) mechanisch verbundenen Klinke (4) vorgesehen ist .
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