DE102007001471A1 - Electrical switching device for use in low-voltage circuit-breaker, has contact lever linearly guided for closing interfaces during switching movement of lever in point and guided in rotation movement of lever in same point - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung mit mindestens einem fixierten elektrisch leitfähigen Schalteinrichtungsteil und mindestens einem beweglichen elektrisch leitfähigen Kontakthebel, der im geschlossenen Schaltungszustand elektrisch kontaktierend am fixierten Schalteinrichtungsteil anliegt, wobei der elektrische Kontakt zwischen Kontakthebel und fixiertem Schalteinrichtungsteil mittels zwei Kontaktübergangsstellen realisiert ist.The The invention relates to an electrical switching device with at least a fixed electrically conductive switching device part and at least one movable electrically conductive Contact lever electrically contacting in the closed circuit state rests on the fixed switching device part, wherein the electrical Contact between contact lever and fixed switching device part is realized by means of two contact transition points.
Die erfindungsgemäße elektrische Schalteinrichtung kann insbesondere in Niederspannungsleistungsschaltern angewendet werden. Es ist zum Beispiel von Niederspannungsleistungsschaltern bekannt, dass bei Kurzschlussbildung innerhalb des Leistungsschalters sich die kontaktabhebenden Kräfte proportional zum Quadrat des durch den Kontakt fließenden Stromes verhalten. Es werden deshalb bei Leistungsschaltern mit hohem Nenn- beziehungsweise Kurzschlussausschaltvermögen Vielfachkontaktsysteme verwendet, die bei einer entsprechenden Anzahl von Kontakten eine dementsprechende Aufteilung des Stromes und der stromabhebenden Kräfte beziehungsweise Minderung des Stromes und stromabhebenden Kräfte je Kontaktpaar bewirken, da die kontaktabhebende Kraft sich proportional zum reziproken Wert der Kontaktanzahl verhält.The Electrical switching device according to the invention Can be used especially in low-voltage circuit breakers become. It is for example of low voltage circuit breakers known that when short circuiting within the circuit breaker the contact-lifting forces are proportional to the square of the current flowing through the contact. It are therefore used in circuit breakers with high nominal or Short-circuit breaking capacity multi-contact systems used the corresponding with a corresponding number of contacts a corresponding Distribution of the current and the current-removing forces respectively Reduction of the current and current-removing forces per contact pair cause the contact-lifting force is proportional to the reciprocal Value of the number of contacts behaves.
So
ist zum Beispiel im Dokument
Des Weiteren wirkt an jedem der Festkontakte eine relativ große kontaktabhebende Kraft.Of Furthermore acts on each of the fixed contacts a relatively large contact-lifting force.
Des
Weiterhin besteht bei den Leistungsschaltern das Problem des Abbrandes
der Kontakte. Dieser Abbrand der Kontakte kann nach längerem Gebrauch
des Leistungsschalters zu unterschiedlichen Abmaßen der
Kontakte führen. Bedingt durch die unterschiedlichen Abmaße
der Kontakte kann es dazu kommen, dass bei Schließung des
Schalters zum Beispiel ein Kontakt am ihm zugeordneten Gegenkontakt
anliegt, wobei ein weiterer Kontakt den ihm zugeordneten Kontakt
nicht kontaktiert. Dies bewirkt eine ungewünschte Steigerung
des Widerstandes im Leistungsschalter und kann des Weiteren aufgrund
von Lichtbogenbildung zu weiteren Abbränden führen.
Um dies zu vermeiden ist eine Schaltkontaktanordnung entwickelt
worden, wie sie aus dem Dokument
Aus
der
Um
eine Vervielfachung der Kontaktstellen und damit eine entsprechende
Verringerung der gesamt-kontaktabhebenden Kraft zu erreichen, kann eine
Einrichtung angewendet werden, wie sie aus dem Dokument
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schalteinrichtung zur Verfügung zu stellen, die bei geringem Fertigungsaufwand und Materialeinsatz eine Reduzierung der abhebenden Kräfte an den Schaltkontakten bei gleichzeitiger Erhöhung der Lebensdauer der Schaltkontakte beziehungsweise der Schalteinrichtung realisiert.Of the The invention is therefore based on the object, an electrical switching device to provide that at low production cost and Material use a reduction of the lifting forces at the switch contacts while increasing the Life of the switching contacts or the switching device realized.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.According to the invention the problem solved by the features mentioned in claim 1. Advantageous embodiments are in the subclaims specified.
Es wird eine elektrische Schalteinrichtung mit mindestens einem elektrisch leitfähigen fixierten Schalteinrichtungsteil und mindestens einem beweglichen elektrisch leitfähigen Kontakthebel zur Verfügung gestellt, wobei der Kontakthebel im geschlossenen Schalterzustand elektrisch kontaktierend am fixierten Schalteinrichtungsteil anliegt und der elektrische Kontakt zwischen Kontakthebel und fixiertem Schalteinrichtungsteil mittels zwei Kontaktübergangsstellen realisiert ist. Der Kontakthebel ist zum Zweck der gleichzeitigen Schließung der Kontaktübergangsstellen in seiner Schaltbewegung in einem Punkt linear und in seiner Drehbewegung ge führt, das heißt, die Führung der linearen Bewegung des Kontakthebels sowie die Führung der Drehbewegung des Kontakthebels erfolgt in demselben Punkt des Kontakthebels. Durch die Anordnung von zwei Kontakten an einem Kontakthebel werden die kontaktabhebenden Kräfte für diesen Kontakthebel um den Faktor 2 reduziert. Somit wird auch die gesamte kontaktabhebende Kraft je Schalterpol halbiert.It is an electrical switching device provided with at least one electrically conductive fixed switching device part and at least one movable electrically conductive contact lever, wherein the contact lever in the closed switch state electrically contacting the fixed switching device part abuts and the electrical contact between the contact lever and fixed switching device part is realized by means of two contact transition points. The contact lever is for the purpose of simultaneous closure of the contact transition points in its switching movement in a point linear and ge in its rotational movement, that is, the leadership of the linear movement of the contact lever and the leadership of the rotational movement of the contact lever takes place in the same point of the contact lever. By the arrangement of two Kon The contact-lifting forces for this contact lever are reduced by a factor of 2 at a contact lever. Thus, the entire contact-lifting force per switch pole is halved.
Durch die lineare Führung eines Punktes des Kontakthebels und die Führung der Drehbewegung des Kontakthebels um denselben Punkt wirken annähernd gleiche Kräfte auf die Übergangsstellen im geschlossenen Schaltungszustand, da ein unterschiedlicher Abstand von zwei Kontakten zum Kontakthebel und/oder zum fixierten Schalteinrichtungsteil zum Beispiel aufgrund unterschiedlicher Fertigungstoleranzen und/oder aufgrund von Abbränden der Kontakte durch die Verdrehbarkeit und gleichzeitige Verschiebbarkeit des Kontakthebels ausgeglichen werden kann.By the linear guidance of a point of the contact lever and the leadership of the rotational movement of the contact lever to the same Point approximately equal forces act on the crossing points in the closed circuit state, because a different distance of two contacts to the contact lever and / or the fixed switching device part for example due to different manufacturing tolerances and / or due to burn-off of the contacts due to twistability and compensated for simultaneous displacement of the contact lever can be.
Somit lässt sich eine konstruktiv einfache Schalteinrichtung herstellen, bei der unterschiedliche Größenverhältnisse von Kontakten auch nach längerer Benutzung ausgeglichen werden. Dies wirkt sich erhöhend auf die Lebensdauer aus, da bei Beibehaltung der üblichen geometrischen Maße der Schalteinrichtung beziehungsweise eines Leistungsschalters und geringeren kontaktabhebenden Kräften weniger beziehungsweise geringere Antriebskräfte zum Schalten erforderlich sind, was insgesamt einen geringeren Verschleiß der Schalteinrichtung bewirkt.Consequently can be a structurally simple switching device produce, in the different proportions balanced by contacts even after prolonged use become. This has an increasing effect on the service life, while maintaining the usual geometric dimensions the switching device or a circuit breaker and lower contact-lifting forces less respectively lower driving forces are required for switching, which overall less wear of the switching device causes.
Des Weiteren ergibt sich durch die erfindungsgemäße Einrichtung der Vorteil der verbesserten Wärmeabführung von den Kontakten, da sich bei Anordnung von zwei Kontakten je Kontakt hebel leichter eine größere Gesamt-Oberfläche der Kontakte realisieren lässt.Of Further results from the inventive Set up the advantage of improved heat dissipation from the contacts, as with the arrangement of two contacts per contact lever easier a larger overall surface of the contacts can be realized.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der elektrischen Schalteinrichtung ist vorgesehen, dass sie des Weiteren mindestens einen um eine Achse schwenkbaren Kontaktträger aufweist, an dem der Kontakthebel schwenkbar und linear verschiebbar befestigt ist. Der Kontaktträger ist dabei üblicherweise schwenkbar im Schaltergehäuse angeordnet, das heißt, dass seine Drehachse ein integraler Bestandteil des Schaltergehäuses sein kann. Zum Antrieb der Schalteinrichtung ist der Kontaktträger direkt oder indirekt an eine Schaltwelle zur Einleitung der Schaltvorgänge gekoppelt.In an advantageous embodiment of the electrical switching device is provided that they further at least one pivotable about an axis Contact carrier has, on which the contact lever pivotally and is mounted linearly displaceable. The contact carrier is usually pivotable in the switch housing arranged, that is, that its axis of rotation is an integral Part of the switch housing can be. To drive the switching device is the contact carrier directly or indirectly to a switching shaft to initiate the switching operations coupled.
In dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zwischen dem Kontaktträger und dem Kontakthebel mindestens eine Feder angeordnet ist, deren verlängerte Kraft-Wirkungslinie im Wesentlichen durch den durch die Kontaktübergangsstellen geschaffenen Kontaktbereich zwischen Kontaktträger und Kontakthebel verläuft. In konstruktiv einfacher Weise lässt sich hierbei eine Druckfeder verwenden, die sich einerseits am Kontakthebel und andererseits am Kontaktträger abstützt. Dabei ist die Erfindung nicht auf eine Feder beschränkt, sondern es können in dem beschriebenen Kraft-Wirkungslinienbereich mehrere Federn angeordnet sein. Die Feder beziehungsweise Federn sitzen vorteilhafterweise am Kontakthebel an der den Kontakten gegenüberliegenden Seite, so dass die Wirkungslinie der Feder direkt durch das Kontaktierungsgebiet führt. Somit wird erreicht, dass annähernd gleiche Kräfte auf beide Kontaktstellen wirken. Diese Ausgestaltung dient der Erleichterung der gleichzeitigen Anlage der Kontakte an beiden Kontaktierungsstellen im geschlossenen Schaltungszustand.In this embodiment is provided that between the contact carrier and the contact lever is arranged at least one spring whose extended force-action line essentially through the the contact points created contact area runs between contact carrier and contact lever. In a structurally simple way this can be a Use compression spring, on the one hand on the contact lever and on the other supported on the contact carrier. Here is the invention not limited to a spring, but it can in the described force-effective range of several springs be arranged. The spring or springs sit advantageously on the contact lever at the opposite of the contacts Side, allowing the line of action of the spring directly through the contacting area leads. Thus it is achieved that approximately the same Forces act on both contact points. This embodiment serves to facilitate simultaneous installation of contacts two contacting points in the closed circuit state.
In vorteilhafter Weise ist die Feder derart angeordnet, dass ihre Federkraft auf den Kontakthebel in Richtung der Schließung der Kontakte gerichtet ist. Damit ist die Federkraft der kontaktabhebenden Kraft direkt entgegengerichtet.In Advantageously, the spring is arranged such that its spring force on the contact lever in the direction of closing the contacts is directed. Thus, the spring force of the contact-lifting force is direct opposite direction.
In konstruktiv einfacher Ausgestaltung sind die Kontaktübergangsstellen durch ein U-förmiges Kontaktstück realisiert, wobei die Schenkelenden des U-förmigen Kontaktstückes zur elektrischen Kontaktierung an einem im Wesentlichen eben ausgeführten Gegen-Kontaktstück anliegen. Das U-förmige Kontaktstück kann dabei am Kontakthebel und das ebene Kontaktstück kann am fixierten Schalteinrichtungsteil angeordnet sein. In einer alternativen Ausführungsform ist allerdings auch die umgekehrte Anordnung, das heißt U-förmiges Kontaktstück am Schalteinrichtungsteil und ebenes Kontaktstück am Kontakthebel, möglich. Durch diese besonders ausgestaltete Kontaktform kann der Fertigungsaufwand verringert werden.In structurally simple embodiment are the contact points realized by a U-shaped contact piece, wherein the leg ends of the U-shaped contact piece for electrical contacting to a substantially planar running Abut against contact contact piece. The U-shaped contact piece can thereby on the contact lever and the flat contact piece be arranged on the fixed switching device part. In an alternative Embodiment is however also the reverse arrangement, that is, U-shaped contact piece on the switching device part and even contact piece on the contact lever, possible. By this specially designed contact shape of the production cost can be reduced become.
Im Unterschied zu der Ausführung von zwei Kontakten an einem U-förmigen Kontaktstück kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die Kontaktübergangsstellen durch zwei in Längserstreckungsrichtung des Kontakthebels nebeneinander liegende Einzelkontakte realisiert sind, wobei die Enden der Einzelkontakte zur Kontaktherstellung an einem im Wesentlichen eben ausgeführten Gegen-Kontaktstück anliegen. Auch in dieser Ausführungsform können die Einzelkontakte am Kontakthebel und das ebene Kontaktstück am fixierten Schalteinrichtungsteil oder umgekehrt angeordnet sein.in the Difference to the execution of two contacts on one However, U-shaped contact piece can also be provided be that the contact transition points by two in the longitudinal direction realized the contact lever adjacent individual contacts are, with the ends of the individual contacts for making contact on a substantially planar counter-contact piece issue. Also in this embodiment can the individual contacts on the contact lever and the flat contact piece be arranged on the fixed switching device part or vice versa.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Schalteinrichtung ist vorgesehen, dass die Linearführung und die Drehbewegungsführung des Kontakthebels in einem Punkt mittels eines in einem Langloch drehbeweglich verschiebbaren Zapfens realisiert ist. Das heißt, um die Achse des Zapfens erfolgt die Drehbewegung des Kontakthebels und die Linearführung erfolgt durch die Definierung der Bahn des Zapfens im Langloch. Dabei kann der Zapfen am Kontakthebel und das Langloch am Kontaktträger oder umgekehrt angeordnet sein. Neben der Ausführung des Langlochs als Linearführung sind in weiteren Alternativen ebenfalls Schienenführungen für die Linearführung und Wälz- oder Gleitlagerung der Drehachse des Kontakthebels für Drehbewegungsführung realisierbar.In a preferred embodiment of the electrical switching device according to the invention it is provided that the linear guide and the rotational movement guidance of the contact lever is realized in one point by means of a pin rotatably displaceable in a slot. That is, about the axis of the pin is the rotational movement of the contact lever and the linear guide is made by defining the path of the pin in the slot. In this case, the pin can be arranged on the contact lever and the slot on the contact carrier or vice versa. In addition to the execution of the slot As a linear guide rail guides for the linear guide and rolling or plain bearings of the axis of rotation of the contact lever for rotational movement guidance are also feasible in other alternatives.
Es ist vorgesehen, dass die Linearführung im Wesentlichen parallel zur Richtung der Schließung der Kontakte angeordnet ist. Das bedeutet, dass bei Ausbildung des Kontakthebels als ein im Wesentlichen längliches Teil mit einer Drehachse an einem Ende die Linearführung im Wesentlichen senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Kontakthebels verläuft. In dieser Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass es bei der Führung in der translatorischen Bewegung des Kontakthebels eine leichte Abweichung vom geradlinigen Verlauf gibt, das heißt, dass die translatorische Führung eine leichte Krümmung beschreibt, deren Mittelpunkt auf der den Kontakten zugewandten Seite des Führungsverlaufes der Linearführung liegt.It is provided that the linear guide substantially arranged parallel to the direction of closure of the contacts is. This means that when training the contact lever as a essentially elongate part with a rotation axis one end the linear guide substantially perpendicular to Longitudinal direction of the contact lever runs. In this embodiment, it may also be provided that it in the leadership in the translational movement of Contact lever gives a slight deviation from the straight course, that is, the translational guide a slight curvature describes whose center on the the contacts facing side of the leadership course of Linear guide is located.
Die
Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnung beschrieben. Es
zeigt dabei die einzige Figur eine erfindungsgemäße
Schalteinrichtung. Die dargestellte Schalteinrichtung umfasst das
fixierte Schalteinrichtungsteil
Bei
geöffnetem Schaltungszustand (nicht dargestellt) befinden
sich die Schaltwelle
Dadurch
wird erreicht, dass selbst bei Abnutzung einzelner Kontakte
- 1010
- fixiertes Schalteinrichtungsteilfixed Switching device part
- 2020
- Kontakthebelcontact lever
- 3030
- KontaktContact
- 3131
- KontaktübergangsstellenContact crossing points
- 3232
- U-förmiges KontaktstückU-shaped contact piece
- 3333
- eben ausgeführtes Gegen-Kontaktstückjust executed counter-contact piece
- 3434
- Stromleitungpower line
- 4040
- Kontaktträgercontact support
- 4545
- Achse des Kontaktträgersaxis of the contact carrier
- 5050
- Federfeather
- 6060
- Koppellaschecoupling tab
- 7070
- Schaltwelleshift shaft
- 8080
- LanglochLong hole
- 9090
- Zapfenspigot
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |