DE102008049789B4

DE102008049789B4 - Kontaktvorrichtung mit unterschiedlichen Kontaktkräften in unterschiedlichen Betriebszuständen

Info

Publication number: DE102008049789B4
Application number: DE102008049789.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ritzer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2016-10-20
Anticipated expiration: 2028-10-01
Also published as: DE102008049789A1; CN101409159A

Abstract

Kontaktvorrichtung mit
– einem ersten Kontaktelement (1), das einen ersten Leiterabschnitt (3) aufweist, und
– einem zweiten Kontaktelement (2), das einen zu dem ersten Leiterabschnitt (3) im Wesentlichen parallel verlaufenden zweiten Leiterabschnitt (6, 14), einen vierten Leiterabschnitt (8, 12) sowie einen Bogenabschnitt (7, 13) aufweist, wobei
– der zweite Leiterabschnitt (6, 14) ein erstes Ende (6-1, 14-1) und ein zweites Ende (6-2, 14-2) aufweist,
– der Bogenabschnitt (7, 13) das erste Ende (6-1, 14-1) des zweiten Leiterabschnitts (6, 14) mit dem vierten Leiterabschnitt (8, 12) verbindet,
– der vierte Leiterabschnitt (8, 12) in einen dritten Leiterabschnitt (9, 11) mündet,
– der zweite Leiterabschnitt (6, 14) im Bereich seines zweiten Endes (6-2, 14-2) eine erste Kontaktstelle (5) besitzt,
– der dritte Leiterabschnitt (9, 11) eine zweite Kontaktstelle (10) besitzt,
– das erste Kontaktelement (1) in einer ersten Stellung die erste Kontaktstelle (5) und die zweite Kontaktstelle (10) oder nur die zweite Kontaktstelle (10) berührt, und
– das erste Kontaktelement (1) in einer zweiten Stellung ausschließlich die erste Kontaktstelle (5) berührt
dadurch gekennzeichnet, dass
– der vierte Leiterabschnitt (8, 12) im Wesentlichen parallel zum ersten Leiterabschnitt (3) orientiert ist und somit senkrecht in den dritten Leiterabschnitt (9, 11) mündet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kontaktvorrichtung insbesondere für Leitungsschutzschalter oder Leistungsschalter mit einem ersten Kontaktelement, das einen ersten Leiterabschnitt aufweist, und einem zweiten Kontaktelement, das einen zu dem ersten im Wesentlichen parallel verlaufenden zweiten Leiterabschnitt aufweist, wobei die beiden Kontaktelemente in einer ersten Stellung und in einer zweiten Stellung elektrisch miteinander verbunden und in einer dritten Stellung elektrisch voneinander getrennt sind. Die verschiedenen Stellungen entsprechen jeweils unterschiedlichen Betriebszuständen.
Ein Kontaktsystem von Leitungsschutzschaltern oder Leistungsschaltern kann so ausgelegt sein, dass bei Stromfluss anziehende oder keine oder abstoßende elektrodynamische Kräfte auf den Bewegkontakt wirken. Neben dem Bewegkontakt verfügt der jeweilige Schalter über einen Festkontakt. Definitionsgemäß wird der Bewegkontakt beim Öffnen oder Schließen des Schalters relativ zu dem Festkontakt bewegt.
Im Falle einer Kontakttrennung unter Last – insbesondere auch bei Kurzschluss – entsteht zum Zeitpunkt der Kontaktöffnung zwischen den sich trennenden Kontaktstücken ein Lichtbogen. Deshalb wäre bei der Kontakttrennung eine anziehende Kraft zwischen den Kontakten wünschenswert, um die Bildung des Lichtbogens hinauszuzögern. Andererseits wäre eine abstoßende elektrodynamische Kraft sinnvoll, die das Öffnen des Kontakts unterstützt und das Weglaufen des Lichtbogens fördert. Daher sind bislang nur Kontaktsysteme bekannt, bei denen je nach Anordnung auf den Bewegkontakt entweder eine anziehende, keine oder eine abstoßende elektrodynamische Kraft wirkt. Durch Kombination einer Kontaktmateriallegierung mit entsprechenden Kontaktfederkräften und einem gewissen Maß an elektrodynamischen Kräften wurde so meist eine Kompromisslösung realisiert, um Abbrand, Verschweißneigung und Verlustleistung in einem akzeptablen Bereich zu halten.
Aus der Druckschrift DE 1 062 327 A1 ist eine Schalteinrichtung z. B. für Stromversorgungs- bzw. Verteileranlagen mit selektiv ansprechenden Leistungsschaltern für Kurzschlussstromstärken bekannt. Es wird ein Kontaktaufbau vorgestellt, der eine elektrodynamische Abstoßung des beweglichen Kontakts zu einer flinken Abschaltung bewirkt. Außerdem wird ein anderer Kontaktaufbau vorgestellt, der eine elektrodynamische Anziehung des beweglichen Kontakts für eine verzögerte Abschaltung bewirkt.
Darüber hinaus beschreibt die gattungsgemäße Druckschrift DE 1 085 946 A1 eine elektrische Kontaktanordnung für hohe Ströme. In den Kontaktstücken sind Längsschlitze vorgesehen. Die Ströme in den Kontaktstücken besitzen im Wesentlichen eine gleiche Richtung und die Längsschlitze werden durch die Ausschaltung vor der Öffnung überbrückt, so dass eine Stromrichtung entsteht, welche keine anpressenden Kräfte erzeugt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kontaktvorrichtung für hohe Ströme vorzuschlagen, die hinsichtlich Abbrand, Verschweißneigung und Verlustleistung verbessert ist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe gelöst durch eine Kontaktvorrichtung mit einem ersten Kontaktelement, das einen ersten Leiterabschnitt aufweist, und einem zweiten Kontaktelement, das einen zu dem ersten im Wesentlichen parallel verlaufenden zweiten Leiterabschnitt, einen vierten Leiterabschnitt sowie einen Bogenabschnitt aufweist, wobei der zweite Leiterabschnitt ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, wobei der Bogenabschnitt das erste Ende des zweiten Leiterabschnitts mit dem vierten Leiterabschnitt verbindet, wobei der vierte Leiterabschnitt in einen dritten Leiterabschnitt mündet, wobei der zweite Leiterabschnitt im Bereich seines zweiten Endes eine erste Kontaktstelle besitzt und wobei der dritte Leiterabschnitt eine zweite Kontaktstelle besitzt, wobei das erste Kontaktelement in einer ersten Stellung die erste Kontaktstelle und die zweite Kontaktstelle oder nur die zweite Kontaktstelle berührt, wobei das erste Kontaktelement in einer zweiten Stellung ausschließlich die erste Kontaktstelle berührt und wobei der vierte Leiterabschnitt im Wesentlichen parallel zum ersten Leiterabschnitt orientiert ist, so dass er senkrecht in den dritten Leiterabschnitt mündet. Hierdurch ist eine kompakte Bauweise realisierbar. Dabei legen die erste und die zweite Stellung beim Ein- und/oder Ausschalten keine zeitliche Reihenfolge fest, sondern vielmehr rein örtliche Positionen.
In vorteilhafter Weise erfolgt das Öffnen und Schließen der Kontaktvorrichtung über mehrere Betriebszustände bzw. Stellungen der Kontakte. In den einzelnen Betriebszuständen können die elektrodynamischen Kräfte je nach vorrangigem Ziel dimensioniert werden. Mit Hilfe des dritten Leiterabschnitts, durch den in der ersten und/oder zweiten Stellung jeweils mindestens ein Teil des vorgegebenen Stroms hindurchfließt, ist es möglich, dass durch eine Änderung der Stellung der Kontakte eine Änderung des Strompfads bewirkt wird, wobei die beiden Kontaktelemente stehen nach wie vor in Verbindung stehen. Der zweite Leiterabschnitt und der dritte Leiterabschnitt können an einem Ende miteinander verbunden sein. Damit stellen die beiden Strompfade Stromzweige dar, die in den unterschiedlichen Betriebszuständen einzeln oder parallel genutzt werden können. Der vierte Leiterabschnitt kann dabei parallel zum ersten und zweiten Leiterabschnitt orientiert sein; es ist jedoch ebenso möglich, den vierten Leiterabschnitt in einem Winkel von bis zu 90° relativ zum ersten bzw. zweiten Leiterabschnitt an den Bogenabschnitt anzuordnen, so dass er schräg in den dritten Leiterabschnitt mündet.
Der erste Leiterabschnitt kann in der ersten Stellung nur mit dem zweiten Leiterabschnitt und in der zweiten Stellung nur mit dem dritten oder sowohl mit dem zweiten als auch mit dem dritten Leiterabschnitt verbunden sein. Alternativ kann der erste Leiterabschnitt in der ersten Stellung sowohl mit dem zweiten als auch mit dem dritten Leiterabschnitt und in der zweiten Stellung entweder mit dem zweiten oder dem dritten Leiterabschnitt verbunden sein. Eine weitere Alternative besteht darin, dass der erste Leiterabschnitt in der ersten Stellung nur mit dem dritten Leiterabschnitt und in der zweiten Stellung nur mit dem zweiten oder sowohl mit dem zweiten als auch mit dem dritten Leiterabschnitt verbunden ist. In jeden Fall ergibt sich in der zweiten Stellung gegenüber der ersten Stellung eine Änderung der elektrodynamischen Kräfte, die auf die beiden Kontaktelemente wirken, da jeweils unterschiedliche Strompfade in den beiden Betriebszuständen genutzt werden. Die auftretenden elektrodynamischen Kräfte sind am größten, wenn der zweite Leiterabschnitt über eine möglichst lange Strecke und in möglichst geringem Abstand parallel zum ersten Leiterabschnitt geführt wird. Eine Abweichung von dieser Parallelität ist jedoch ebenso möglich, wobei die auftretenden elektrodynamischen Kräfte dabei entsprechend reduziert werden. Für die räumliche Anordnung des zweiten Leiterabschnitts relativ zum ersten Leiterabschnitt sind dabei auch größere Winkel, beispielsweise von 45° bei entsprechend reduzierten elektrodynamischen Kräften möglich. Die Anordnung des zweiten Leiterabschnitts in einem definierten Winkel relativ zum ersten Leiterabschnitt kann beispielsweise zur Einstellung definierter Kraftverhältnisse verwendet werden.
Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform macht das erste Kontaktelement beim Öffnen der Kontaktvorrichtung eine Rollbewegung oder Schiebebewegung von der ersten Stellung in die zweite Stellung. Eine derartige Rollbewegung ermöglicht, dass unterschiedliche Kontaktstellen beispielsweise des zweiten Kontaktelements in den verschiedenen Betriebszuständen genutzt werden.
Die beiden Kontaktelemente können sich in der ersten Stellung durch elektrodynamische Kraft anziehen. Entsprechend einer alternativen Ausführungsform stoßen sich die beiden Kontaktelemente in der ersten Stellung durch elektrodynamische Kraft ab. So kann die Kontaktdynamik nicht nur über Federkräfte, sondern auch über den fließenden Strom beeinflusst werden.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Kontaktvorrichtung können die beiden Kontaktelemente in der ersten Stellung eine Kraft gleicher Richtung aber anderer Stärke aufeinander ausüben als in der zweiten Stellung. D. h. die beiden Kontaktelemente können sich beispielsweise in der ersten Stellung schwächer abstoßen als in der zweiten Stellung. Auch dies kann hinsichtlich des zeitlichen Lichtbogenverlaufs von Vorteil sein.
Die obige Aufgabe wird erfindungsgemäß aber auch gelöst durch eine Kontaktvorrichtung mit einem ersten Kontaktelement, das einen ersten Leiterabschnitt, welcher in einen Kontaktabschnitt mündet, aufweist, und einem zweiten Kontaktelement, das einen zu dem ersten im Wesentlichen parallel verlaufenden zweiten Leiterabschnitt, welcher mit einer ersten Kontaktstelle verbunden ist, aufweist, wobei die beiden Kontaktelemente in einer ersten Stellung und in einer zweiten Stellung elektrisch miteinander verbunden und in einer dritten Stellung elektrisch voneinander getrennt sind, wobei das zweite Kontaktelement einen dritten Leiterabschnitt, welcher an einer Seite mit dem zweiten Leiterabschnitt verbunden ist und an einer anderen Seite in eine zweite Kontaktstelle mündet, aufweist, und das erste Kontaktelement und das zweite Kontaktelement ausschließlich wie folgt verbunden sind:

– in der ersten Stellung der Kontaktabschnitt mit einem einzigen Element aus der Gruppe: erste Kontaktstelle, zweite Kontaktstelle und sowohl erste als auch zweite Kontaktstelle,
– in der zweiten Stellung der Kontaktabschnitt mit einem anderen einzigen Element der genannten Gruppe.

In vorteilhafter Weise sind so ausschließlich drei Kontaktstellen (der Kontaktabschnitt als dritte Kontaktstelle) notwendig, um eine Veränderung der elektrodynamischen Kräfte während des Ein- oder Ausschaltvorgangs, d. h. zwischen erster und zweiter Stellung, zu bewirken.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
1 eine Kontaktvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in einem ersten Betriebszustand;
2 die Kontaktvorrichtung von 1 in einem zweiten Betriebszustand;
3 eine Kontaktvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
4 eine Kontaktvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform;
5 eine Teilansicht der Kontaktvorrichtung von 4 in einem ersten Betriebszustand und
6 eine weitere Teilansicht der Kontaktvorrichtung von 4 in einem zweiten Betriebszustand.
Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
Ein Leitungsschutzschalter oder ein Leistungsschalter kann beispielsweise mit einem Kontaktsystem bzw. einer Kontaktvorrichtung, wie sie in dem ersten Ausführungsbeispiel von 1 dargestellt ist, ausgestattet sein. Das Kontaktsystem besteht aus einem Bewegkontakt 1 und einem Festkontakt 2. Der Bewegkontakt 1 stellt ein erstes Kontaktelement dar und besitzt einen länglichen Leiterabschnitt 3. Dieser mündet in einen bogenförmigen Kontaktabschnitt 4.
Der Festkontakt 2 stellt das zweite Kontaktelement dar und weist einen zweiten Leiterabschnitt 6 mit einem ersten Ende 6-1 und einem zweiten Ende 6-2 auf, wobei im Bereich des zweiten Endes 6-2 eine erste Kontaktstelle 5 angeordnet ist. In dem dargestellten Betriebszustand (normaler Betriebszustand bzw. Einschaltstellung) verläuft der zweite Leiterabschnitt 6 parallel zu dem ersten Leiterabschnitt des Bewegkontakts 1. An seinem ersten Ende 6-1 geht der zweite Leiterabschnitt 6 in einen Bogenabschnitt 7 und danach wieder in einen geraden vierten Leiterabschnitt 8, der beispielsweise parallel zu dem zweiten Leiterabschnitt 6 und dem ersten Leiterabschnitt 3 verläuft, über. Der gerade Leiterabschnitt 8 mündet in einen dritten Leiterabschnitt 9, der beispielsweise im Wesentlichen senkrecht zu den anderen Leiterabschnitten 3, 6 und 8 verläuft. Der dritte Leiterabschnitt 9 besitzt an seinem einen Ende eine zweite Kontaktstelle 10, die neben der ersten Kontaktstelle 5 angeordnet ist. Es werden also zwei elektrisch parallel geschaltete Kontaktstellen 5, 10 verwendet, die gleich oder aber auch unterschiedlich in Bezug auf spezifischem Widerstand und Abbrandfestigkeit ausgebildet sein können. Da die beiden Kontaktstellen 5, 10 mit unterschiedlichen Leiterabschnitten verbunden sind, hängt die auftretende elektrodynamische Kraft, die auf den Bewegkontakt 1 wirkt, davon ab, über welche der beiden Kontaktstellen 5, 10 der Strom I geführt wird. Im normalen Betriebszustand steht der Bewegkontakt 1 mit seinem Kontaktabschnitt 4 mit der zweiten Kontaktstelle 10 des Festkontakts 2 in Verbindung. Ein über den Bewegkontakt bzw. den ersten Leiterabschnitt 3 eingespeister Strom I wird dann über die zweite Kontaktstelle 10 in den dritten Leiterabschnitt 9 des Festkontakts 2 geführt. Da der Strom in dem ersten Leiterabschnitt im rechten Winkel zu dem im dritten Leiterschnitt 9 fließt, wirken keine elektrodynamischen Kräfte auf den Bewegkontakt 1.
Unter Umständen steht auch der erste Kontakt 5 in dem normalen Betriebszustand von 1 mit dem Bewegkontakt 1 in Verbindung. Dann fließt je nach spezifischem Widerstand auch ein geringer Teil des Stroms I über die erste Kontaktstelle 5 und den zweiten Leiterabschnitt 6 zum dritten Leiterabschnitt 9 (vgl. Stromführung von 2). In diesem Fall ergibt sich auch im normalen Betriebszustand eine geringe abstoßende elektrodynamische Kraft F_b.
Wird der Schalter geöffnet, so wird die zweite Kontaktstelle 10 des Festkontakts 2 von dem Bewegkontakt 1 getrennt, während der Bewegkontakt 1 mit der ersten Kontaktstelle 5 in Verbindung tritt bzw. bleibt. Somit fließt der Strom I nun (vollständig) über die erste Kontaktstelle 5 bzw. den zweiten Leiterabschnitt 6. Da in den beiden parallelen Leiterstücken (erster Leiterabschnitt 3 und zweiter Leiterabschnitt 6) der Strom in einander entgegengesetzte Richtungen fließt, stoßen sich die beiden Leiter ab. Es resultiert also eine abstoßende elektrodynamische Kraft F_B. Diese Kraft unterstützt die weitere Öffnung des Kontakts, die durch eine Rollbewegung des Bewegkontakts 1 eingeleitet wurde.
Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel, das in den 1 und 2 dargestellt ist, wirkt also im normalen Betriebszustand keine zusätzliche elektrodynamische Kraft auf den Bewegkontakt 1, aber beim Abrollen des Bewegkontakts, um das Kontaktsystem zu öffnen, ändert sich der Strompfad so, dass der Bewegkontakt 1 von dem Festkontakt 2 abgestoßen wird. Im Sinne der Erfindung können aber auch andere Kraftverhältnisse im normalen Betriebszustand und beim Öffnen/Schließen der Kontakte realisiert werden. Die Erfindung betrifft nämlich allgemein alle Anordnungen, bei denen sich die Kraftverhältnisse auf den Bewegkontakt ändern, sobald der Strom beim Öffnen/Schließen des Kontakts einen anderen Strompfad nimmt. Weitere Beispiele hierfür zeigen 3 und die 4 bis 6.
Entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist der Bewegkontakt 1 mit seinem ersten Leiterabschnitt 3 und seinem Kontaktabschnitt 4 gegenüber dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel unverändert. Während jedoch in dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 der Festkontakt 2 einen U-förmigen Kontaktarm 5, 6, 7, 8 besitzt, ist in dem Beispiel von 3 ein O-förmiger bzw. schleifenförmiger Kontaktarm 10, 11, 12, 13, 14 vorgesehen. Er bildet eine komplette Schleife, beginnend bei der zweiten Kontaktstelle 10 über einen senkrecht zu dem ersten Leiterabschnitt 3 verlaufenden Leiterabschnitt 11, einem beispielsweise parallel zu dem ersten Leiterabschnitt 3 verlaufenden Leiterabschnitt 12, einem Bogenabschnitt 13 sowie einem geraden Leiterabschnitt 14, der mit seinem ersten Ende 14-1 an den Bogenabschnitt 13 anschließt, zwischen den beiden Leiterabschnitten 3 und 12 angeordnet ist und parallel zu dem ersten Leiterabschnitt 3 verläuft, über den Leiterabschnitt 11 (bezogen auf die Zeichnungsebene von 3, in der die Leiterabschnitte 11 und 12 liegen) hinweg verläuft und an seinem zweiten Ende 14-2 in einen parallel zu dem Leiterabschnitt 11 verlaufenden Leiterabschnitt 15 mündet. Im Bereich des zweiten Endes 14-2 des Leiterabschnitts 14 bzw. in dessen Mündungsbereich in den Leiterabschnitt 15 ist auch die erste Kontaktstelle 5 angeordnet. Der Leiterabschnitt 14 hat die Funktion des zweiten Leiterabschnitts 6 (1), da er näher an dem ersten Leiterabschnitt 3 liegt als der Leiterabschnitt 12. Insofern ist er für die Kraft maßgeblich, die zwischen dem Bewegkontakt 1 und dem Festkontakt 2 wirkt. Der Leiterabschnitt 15 erfüllt hinsichtlich der Weiterleitung des Stroms I die Funktion des dritten Leiterabschnitts 9 aus dem Beispiel der 1 und 2. An seinem einen Ende ist er mit der ersten Kontaktstelle 5 verbunden. Die Kontaktstelle 5 ihrerseits kann im normalen Betriebszustand, d. h. der Stellung des Bewegkontakts 1 in der in 3 dargestellten Position, mit dem Kontaktabschnitt 4 des Bewegkontakts 1 ebenso wie die zweite Kontaktstelle 10 in Verbindung stehen. Jedenfalls steht sie aber mit der Kontaktstelle 4 in der abgerollten Position des Bewegkontakts 1 in Verbindung, die in 2 dargestellt ist.
Falls im normalen Betriebszustand beide Kontaktstellen 5 und 10 Verbindung zu dem Kontaktabschnitt 4 besitzen, so fließt ein geringer Strom auch durch den Kontaktarm 10, 11, 12, 13 und 14, so dass sich eine verminderte Anziehungskraft zwischen dem Bewegkontakt 1 und dem Festkontakt 2 ergibt.
Andernfalls, wenn im normalen Betriebszustand nur die zweite Kontaktstelle 10 mit dem Kontaktabschnitt 4 in Verbindung steht, verläuft der Strom, wie in 3 eingezeichnet ist, durch den ersten Leiterabschnitt 3 des Bewegkontakts 1, die zweite Kontaktstelle 10, die Leiterabschnitte 11 und 12, den Bogenabschnitt 13 und den Leiterabschnitt 14 zum Leiterabschnitt 15. In dem ersten Leiterabschnitt und in dem zweiten Leiterabschnitt, d. h. den Leiterabschnitten 3 und 14, verläuft der Strom also parallel in gleicher Richtung. Folglich ziehen sich diese beiden Leiterabschnitte 3 und 14 an, was durch die anziehende Kraft F_n angedeutet ist. Rollt der Bewegkontakt 1 nun in die Position von 2, so fließt der Strom direkt von dem ersten Leiterabschnitt 3 des Bewegkontakts 1 in den Leiterabschnitt 15 des Festkontakts 2. In diesem Fall wirkt auf den Bewegkontakt 1 keine elektrodynamische Kraft.
Eine weitere Möglichkeit, die elektrodynamischen Kräfte während des Abrollens des Bewegkontakts 1 zu verändern, besteht darin, anziehende Kraft im normalen Betriebszustand und abstoßende Kraft bei sich öffnendem Kontakt miteinander zu kombinieren. Diese Variante ist in den 4 bis 6 dargestellt und entspricht im Wesentlichen einer Kombination der beiden Ausführungsbeispiele von 1 und 3. Der Bewegkontakt 1 mit seinem ersten Leiterabschnitt 3 und seinem Kontaktabschnitt 4 ist unverändert. Der Festkontakt 2 umfasst für den normalen Betriebszustand, d. h. den Stromfluss über die zweite Kontaktstelle 10 einen O-förmigen Kontaktarm 10, 11, 12, 13, 14, der in einen Leiterabschnitt 15 zum Ableiten des Stroms mündet. Die Leiterabschnitte besitzen die gleiche Funktion wie in dem Ausführungsbeispiel von 3. Weiterhin besitzt der Festkontakt 2 des Ausführungsbeispiels von 4 einen U-förmigen Kontaktarm 5, 6, 7, 8, der ebenfalls in den Leiterabschnitt 15 mündet. Dieser zweite Arm wird von dem Bewegkontakt 1 kontaktiert, wenn der Bewegkontakt 1 zum Öffnen abrollt.
In 5 ist ein Teil des Festkontakts 2, nämlich der O-förmige Kontaktarm zusammen mit dem Bewegkontakt 1 im normalen Betriebszustand dargestellt. Der Strom I fließt wie in dem Beispiel von 3, woraus eine anziehende Kraft F_N auf den Bewegkontakt 1 resultiert.
Beim Abrollen des Bewegkontakts 1 löst sich gemäß 6 der Kontaktabschnitt 4 von der zweiten Kontaktstelle 10 und kontaktiert die erste Kontaktstelle 5. 6 zeigt daher im Wesentlichen den U-förmigen Kontaktarm 5, 6, 7, 8, während der O-förmige Kontaktarm lediglich gestrichelt im Hintergrund dargestellt ist. In diesem abgerollten Betriebszustand des Bewegkontakts 1 fließt der Strom I im Wesentlichen wie in 2, nämlich durch den ersten Leiterabschnitt 3 und den U-förmigen Kontaktarm 5, 6, 7, 8 in den Leiterabschnitt 15. Durch den antiparallelen Stromfluss in den Leiterabschnitten 3 und 6 ergibt sich wiederum die abstoßende Kraft F_B, die auf den Bewegkontakt 1 wirkt.
Im normalen Betriebszustand (vgl. 5) wird also der Bewegkontakt 1 angezogen. Je höher die anziehende Kraft ist, desto geringer ist der Kontaktübergangswiderstand und desto geringer ist die Verlustleistung und damit die Wärmeentwicklung. Erst wenn der Bewegkontakt geöffnet wird, und der Strom über die Kontaktstelle 5 fließt, wirken auf den Bewegkontakt 1 abhebende Kräfte, die das Öffnen des Kontakts und das Weglaufen des Lichtbogens unterstützen. Somit wird der Kontaktabbrand weiter reduziert und es sind mehr Schaltungen unter Last möglich oder die Menge des Kontaktmaterials kann reduziert werden.
Weiterhin kann das Kontaktsystem derart gestaltet werden, dass eine schwach abstoßende Kraft im normalen Betriebszustand und eine stark abstoßende Kraft bei sich öffnendem Kontakt erreicht wird. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 im normalen Betriebszustand der Kontaktabschnitt 4 zu beiden Kontaktstellen 5 und 10 Kontakt hat, und beim Öffnen nur noch der Kontakt zu der Kontaktstelle 5 hergestellt ist. Die Variation der abstoßenden Kraft lässt sich aber auch durch zwei U-förmige Kontaktarme unterschiedlicher Größe und/oder Entfernung von dem Bewegkontakt 1 realisieren.
Auch beim Einschalten der Last stellen sich die entsprechenden elektrodynamischen Kräfte ein. Dabei wird in umgekehrter Reihenfolge zunächst die erste Kontaktstelle 5 und dann die zweite Kontaktstelle 10 geschlossen. Auch hier ist abzuwägen, wie die elektrodynamischen Kräfte für den Einschaltvorgang am besten dimensioniert werden.
In den Figuren ist der vierte Leiterabschnitt 8 bzw. 12 stets parallel zum zweiten Leiterabschnitt 6 bzw. 14 dargestellt. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich; es ist ebenso möglich, den vierten Leiterabschnitt 8 bzw. 12 in einem Winkel von bis zu 90° relativ zum zweiten Leiterabschnitt 6 bzw. 14 von diesem wegzuführen und in den dritten Leiterabschnitt 9 bzw. 11 münden zu lassen. Hierdurch könnte der störende Einfluss des vierten Leiterabschnitts 8 bzw. 12 auf die zwischen dem ersten Leiterabschnitt 3 und dem zweiten Leiterabschnitt 6 bzw. 14 wirkenden Kräfte weitestgehend reduziert werden. Der benötigte Bauraum für die Kontaktvorrichtung wird dadurch jedoch vergrößert.

Claims

Kontaktvorrichtung mit – einem ersten Kontaktelement (1), das einen ersten Leiterabschnitt (3) aufweist, und – einem zweiten Kontaktelement (2), das einen zu dem ersten Leiterabschnitt (3) im Wesentlichen parallel verlaufenden zweiten Leiterabschnitt (6, 14), einen vierten Leiterabschnitt (8, 12) sowie einen Bogenabschnitt (7, 13) aufweist, wobei – der zweite Leiterabschnitt (6, 14) ein erstes Ende (6-1, 14-1) und ein zweites Ende (6-2, 14-2) aufweist, – der Bogenabschnitt (7, 13) das erste Ende (6-1, 14-1) des zweiten Leiterabschnitts (6, 14) mit dem vierten Leiterabschnitt (8, 12) verbindet, – der vierte Leiterabschnitt (8, 12) in einen dritten Leiterabschnitt (9, 11) mündet, – der zweite Leiterabschnitt (6, 14) im Bereich seines zweiten Endes (6-2, 14-2) eine erste Kontaktstelle (5) besitzt, – der dritte Leiterabschnitt (9, 11) eine zweite Kontaktstelle (10) besitzt, – das erste Kontaktelement (1) in einer ersten Stellung die erste Kontaktstelle (5) und die zweite Kontaktstelle (10) oder nur die zweite Kontaktstelle (10) berührt, und – das erste Kontaktelement (1) in einer zweiten Stellung ausschließlich die erste Kontaktstelle (5) berührt dadurch gekennzeichnet, dass – der vierte Leiterabschnitt (8, 12) im Wesentlichen parallel zum ersten Leiterabschnitt (3) orientiert ist und somit senkrecht in den dritten Leiterabschnitt (9, 11) mündet.
Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Kontaktelement (1) beim Öffnen der Kontaktvorrichtung eine Rollbewegung oder Schiebebewegung von der ersten Stellung in die zweite Stellung macht.
Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Kontaktelemente (1, 2) sich in der ersten Stellung durch elektrodynamische Kraft (F_n) anziehen.
Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die beiden Kontaktelemente (1, 2) sich in der ersten Stellung durch elektrodynamische Kraft (F_b) abstoßen.
Kontaktvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Kontaktelemente (1, 2) in der ersten Stellung eine Kraft gleicher Richtung aber anderer Stärke aufeinander ausüben als in der zweiten Stellung.