DE102009052965B3

DE102009052965B3 - Rotativer Doppelkontakt

Info

Publication number: DE102009052965B3
Application number: DE102009052965A
Authority: DE
Inventors: Christoph 53123 Bausch; Franz 53506 Böder; Uwe 52152 Linzenich; Bogdan 53819 Zabrocki
Original assignee: Eaton Industries GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2029-11-13
Also published as: CN102687219B; CN102687219A; WO2011058120A1; EP2499647A1; CA2780475A1; US9136067B2; US20130048484A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem für jeweils einen Pol eines Niederspannungsschaltgerätes, umfassend einen in einem Rotorgehäuse (4) entgegen einer Federkraft beweglich gelagerten Drehkontakt. Der Drehkontakt besteht aus einem Drehkontaktkörper (1), an dessen gegenüberliegenden Hebelarmen (11, 12) Kontaktstücke (112, 122) angeordnet sind. Weiterhin umfasst das Kontaktsystem zwei jeweils mit dem Kontaktstück (112, 122) eines Hebelarmes (11, 12) zusammenwirkende Festkontakte (5, 6), wobei jeder Hebelarm (11, 12) von jeweils einer Feder (13, 14) beaufschlagt ist, die sich einendig am Drehkontaktkörper (1) und anderendig am Rotorkörper (4) abstützt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (13, 14) Federkörper (131, 141) aufweisen, die ausschließlich auf einer Flachseite (111, 121) des Drehkontaktkörpers (1) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem für jeweils einen Pol eines Niederspannungsschaltgerätes, umfassend einen in einem Rotorgehäuse entgegen einer Federkraft drehbeweglich gelagerten Drehkontakt. Der Drehkontakt besteht aus mindestens einem Drehkontaktkörper, an dessen gegenüberliegenden Hebelarmen Kontaktstücke angeordnet sind. Zusätzlich umfasst das Kontaktsystem zwei jeweils mit dem Kontaktstück eines Hebelarmes zusammenwirkende Festkontakte.
Die EP 0 314 540 B1 offenbart in 4 eine Schaltvorrichtung für einen Niederspannungsleistungsschalter mit einer durch mehrere Pole verlaufenden Schaltwelle, wobei jeder Pol einen an der Schaltwelle montierten Doppelkontakt aufweist. Durch den rotativen Doppelkontakt werden beim Öffnen der Schaltvorrichtung zwei in Reihe geschaltete Lichtbögen ermöglicht. Die Reihenschaltung der Lichtbögen bewirkt eine höhere Strombegrenzung. Der bekannte Doppelkontakt weist zwei parallel liegende Kontaktfinger auf, um eine höhere Stromtragfähigkeit des Doppelkontaktes zu ermöglichen. Die Verlustleistung und die damit verbundene Erwärmung der Kontaktfinger werden reduziert und die Abhebegrenze wird angehoben. Die parallel angeordneten Kontaktfinger sind pro Kontaktstelle über eine Zugfeder mit der Schaltwelle verbunden. Die oberhalb bzw. unterhalb der Kontaktfinger angeordnete Zugfeder erzeugt ein Kontaktkraftmoment, wenn die Kontakte geschlossen sind und wirkt über ein Kupplungselement immer gleichzeitig auf beide parallelen Kontaktfinger. Der Bauraum des Kontaktsystems ist aufgrund der oben bzw. unten verlaufenden Zugfeder sehr groß.
Die DE 199 33 614 C1 offenbart ein Kontaktsystem mit einem zweiarmigen Kontaktarm. Beidseitig des Kontaktarms verlaufen pro Ende des Kontaktarms jeweils zwei Kontaktkraftfedern. Durch diese Anordnung ist der Bauraum des Kontaktsystems ebenfalls sehr groß. Um eine Parallelschaltung von zwei oder mehr Kontaktarmen zum Zweck einer höheren Stromtragfähigkeit aufzubauen, müssen die Kontaktsysteme nebeneinander angeordnet werden, was den benötigten Bauraum vergrößert.
Auch die den Kontaktarmen entsprechenden Festkontakte müssen eine gewisse Breite aufweisen, um zwei oder mehrere parallele Kontaktarme zu kontaktieren. Alternativ müssen mehrere parallel angeordnete Festkontakte verwendet werden.
Es ist ein weiteres Kontaktsystem bekannt, bei dem nur ein Kontaktarm ausgebildet ist ( DE 10 2008 007 363 A1 ). Der Kontaktarm wird von mindestens einer Kontaktkraftfeder beaufschlagt, wobei allerdings ein mechanisches Kupplungselement zwischen Kontaktkraftfeder und Kontaktarm eingeschaltet ist. Die Verwendung des Kupplungselements dient der Symmetrierung des Kraftangriffs, allerdings verbreitert sich dadurch der Aufbau des Kontaktsystems.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein modulares Drehkontaktsystem für Schaltgeräte zu entwickeln, welches einen besonders schmalen Aufbau aufweist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung betrifft ein Kontaktsystem für jeweils einen Pol eines Niederspannungsschaltgerätes, umfassend einen in einem Rotorgehäuse entgegen einer Federkraft drehbeweglich gelagerten Drehkontakt. Der Drehkontakt besteht aus einem Drehkontaktkörper, an dessen gegenüberliegenden Hebelarmen Kontaktstücke angeordnet sind. Zusätzlich umfasst das Kontaktsystem zwei jeweils mit dem Kontaktstück eines Hebelarmes zusammenwirkende Festkontakte. Jeder Hebelarm ist von jeweils einer Feder beaufschlagt, die sich einendig am Drehkontaktkörper und anderendig am Rotorgehäuse abstützt. Die Federkörper beider Federn sind auf derselben Flachseite, bzw. Seitenfläche des Drehkontaktkörpers angeordnet. Durch die Verwendung von nur zwei Federn pro Drehkontaktkörper werden die Abmessungen des Kontaktsystems reduziert.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform weist für den Drehkontakt einen zweiten Drehkontaktkörper auf, welcher neben einer Flachseite des ersten Drehkontaktkörpers angeordnet ist und mit dem ersten Drehkontaktkörper eine Parallelschaltung der Kontakte bildet. Durch die Verwendung von zwei parallelen Drehkontaktkörpern wird die Abhebegrenze der Kontakte verbessert und die Verlustleistung reduziert.
Vorteilhafterweise sind die oder der Drehkontaktkörper um eine Welle drehbeweglich gelagert.
Vorteilhafterweise weisen die ohne Federn beaufschlagten Flachseiten der beiden Drehkontaktkörper zueinander. Weiterhin hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass jedem Festkontakt zwei Kontaktstücke der beiden Hebelarme der Drehkontaktkörper zugeordnet sind. Dadurch lässt sich eine besonders kompakte Bauweise des Kontaktsystems realisieren, da die Festkontakte aufgrund der eng beieinander liegenden Kontaktelemente jedes Hebelarmendes schmal ausgeführt werden können. Dadurch entfällt auch die Notwendigkeit, pro Hebelarmende mehrere Festkontakte parallel zu verwenden.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, dass die Federhaken der Federn den Drehkontaktkörper umgreifen. Alternativ weisen die Drehkontaktkörper pro Hebelarm jeweils eine Befestigungsbohrung auf, durch den die Federhaken der Federn greift. Eine weitere Alternative der Befestigung der Federn am Drehkontaktkörper liegt in seitlich aus der Flachseite herausragenden Halteelementen, wie Zapfen, Nieten, Stifte oder Schrauben. Weiterhin kann das herausragende Halteelement einstückig aus dem Drehkontaktkörper geprägt sein.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.
Von den Abbildungen zeigt:
1 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehkontaktes mit einem Kontaktfinger pro Kontaktseite;
2 eine Seitenansicht des Drehkontaktes aus 1;
3 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßem Drehkontaktes mit zwei Kontaktfingern pro Kontaktseite ohne Rotorgehäuse;
4 eine Seitenansicht des Drehkontaktes aus 3;
5 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßem Drehkontaktes mit zwei Kontaktfingern pro Kontaktseite mit Rotorgehäuse;
6 eine Seitenansicht des Drehkontaktes aus 5;
7 eine Prinzipskizze von fünf verschiedenen, erfindungsgemäßen Anbindungen (a–e) der Feder an den Drehkontaktkörper.
1 und 2 offenbaren eine Ausführungsform eines Drehkontaktes mit einem Drehkontaktkörper 1. Der Drehkontaktkörper 1 besteht aus zwei Hebelarmen 11, 12, welche an ihren Enden jeweils ein Kontaktstück 112, 122 aufweisen. Der Drehkontaktkörper 1 weist in einem mittig angeordneten Bereich eine Öffnung auf, mit der der Drehkontaktkörper 1 rotierbar auf eine Welle 3 gesteckt ist. Der Drehkontaktkörper 1 kann jedoch auch ohne Welle 3 beweglich gelagert sein.
Die Kontaktstücke 112, 122 sind entgegengesetzt auf den jeweiligen Hebelarmen 11, 12 angeordnet. Den Kontaktstücken 112, 122 gegenüber ist jeweils ein Festkontakt 5, 6 angeordnet. In 1 und 2 ist der Drehkontakt geschlossen, da die Kontaktstücke 112, 122 auf den Festkontakten 5, 6 aufliegen. Eine Drehung des Drehkontaktkörpers 1 entgegen des Uhrzeigersinns bewirkt das Öffnen des Drehkontaktes.
An jedem Hebelarm 11, 12 ist eine Feder 13, 14 angebracht. Die Federn 13, 14 besteht jeweils aus einem Federkörper 131, 141, an dessen einem Ende ein Federhaken 132, 142 zur Befestigung am Drehkontaktkörper 1 angebracht ist. In den Ausführungsbeispielen aus den Figuren sind ausschließlich Zugfedern offenbart. Es ist jedoch denkbar, andere Federarten, wie z. B. Druckfedern zu verwenden. Dafür müssen die Federn 13, 14 entsprechend mit den Drehkontaktkörpern 1, 2 verbunden werden.
Jede Feder 13, 14 ist zusätzlich über einen Haltestift 41, 42 am Rotorgehäuse 4 abgestützt, sodass die Kontaktstücke 112, 122 der Hebelarme 11, 12 auf die Festkontakte 5, 6 gepresst werden. Die Befestigung der Federn 13, 14 an den Hebelarmen 11, 12 erfolgt im Ausführungsbeispiel der 1 bis 6 und 7a über einen als Bügel geformten Federhaken 132, 142, der direkt am Federkörper 131, 141 anschließt und über die schmale Kante der Hebelarme 11, 12 des Drehkontaktkörpers 1 greift. Es sind auch andere Befestigungen der Federn 13, 14 mit den Hebelarmen 11, 12 denkbar. So können beispielsweise die Feder 13, 14 auf der Schmalseite der Hebelarme 11, 12 angebrachte Zapfen 114 umgreifen (siehe 7b) oder entsprechende, an der Flachseite 111, 121 der Hebelarme 11, 12 angebrachte Zapfen, Nieten, Stifte, Biegeteile oder Schrauben umfassen (siehe 7c, d und e). Auch eine Befestigungsbohrung 113 im Hebelarm 11, 12 kann den Federhaken 132, 142 der Feder 13, 14 aufnehmen und somit festhalten. Ähnliche Befestigungsmöglichkeiten der Federn 13, 14 sind auch am Rotorgehäuse 4 denkbar.
Die Federkörper 131, 141 sind auf einer Flachseite 111 des Drehkontaktkörpers 1 angebracht. Die Flachseiten 111, 121 bezeichnen die Seiten des Drehkontaktkörpers 1 mit dem größten Flächeninhalt. Dagegen weisen die Schmalseiten des Drehkontaktkörpers 1 einen nur sehr geringen Flächeninhalt auf.
Sind die Kräfte beider Federn 13, 14 ausgeglichen, kann der Drehkontaktkörper 1 nicht über seine Schmalseite kippen, da die Federn 13, 14 jeweils eine Kraft entgegengesetzt zueinander auf den Drehkontaktkörper 1 ausüben.
3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Drehkontakt besteht aus zwei Drehkontaktkörpern 1, 2, wobei die mit den Federn 13, 14, 23, 24 versehenen Flachseiten 111, 211 der Drehkontaktkörper 1, 2 voneinander abgewandt sind. Durch diese Anordnung ist eine sehr enge Aneinanderreihung der Drehkontaktkörper 1, 2 möglich, was dazu führt, dass die den nebeneinander liegenden Kontaktstücken 112, 212 und 122, 222 zugeordneten Festkontakte 5, 6 schmal ausgebildet werden können. Jeder Drehkontaktkörper 1, 2 wird über zwei Federn 13, 14, 23, 24 mit einer Kontaktkraft beaufschlagt. Dabei sind die Kontaktkräfte der Drehkontaktkörper 1, 2 voneinander unabhängig.
5 und 6 zeigen das Ausführungsbeispiel aus 3 und 4 mit zusätzlichem Rotorgehäuse 4. Das Rotorgehäuse 4 ist aus isolierendem Material und umschließt die Mitten der beiden Drehkontaktkörper 1, 2 sowie die Federn 13, 14, 23, 24. Das Rotorgehäuse 4 ist bezüglich der drehbeweglich gelagerten Drehkontaktkörper 1, 2 feststehend und bildet zusätzlich für die Drehkontaktkörper 1, 2 Anschläge aus.
Bezugszeichenliste

1: Drehkontaktkörper
11, 12: Hebelarm
111, 121: Flachseite
112, 122: Kontaktstück
113: Befestigungsbohrung
114: Haltezapfen
13, 14: Feder
131, 141: Federkörper
132, 142: Federhaken
2: Drehkontaktkörper
21, 22: Hebelarm
211, 221: Flachseite
212, 222: Kontaktstück
23, 24: Feder
231, 241: Federkörper
232, 242: Federhaken
3: Welle
4: Rotorgehäuse
41, 42: Halteelement
5, 6: Festkontakt

Claims

Kontaktsystem für jeweils einen Pol eines Niederspannungsschaltgerätes, umfassend einen in einem Rotorgehäuse (4) entgegen einer Federkraft beweglich gelagerten Drehkontakt, bestehend aus • mindestens einem Drehkontaktkörper (1), der zwei Hebelarme (11, 12) mit je einem Hebelarmende ausbildet, an dessen gegenüberliegenden Hebelarmenden (11, 12) Kontaktstücke (112, 122) angeordnet sind, • und jeweils mit dem Kontaktstück (112, 122) jedes Hebelarmes (11, 12) zusammenwirkende Festkontakte (5, 6), wobei jeder Hebelarm (11, 12) von jeweils einer einen Federkörper (131, 141) aufweisenden Feder (13, 14) beaufschlagt ist, mit je einer Abstützung einer Feder einerends am Drehkontaktkörper (1) und einer anderen Abstützung andernends am Rotorgehäuse (4), dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Abstützung der Feder (13, 14) einerends an dem mindestens einen Drehkontaktkörper (1) durch Angriff unmittelbar am Drehkontaktkörper (1) erfolgt, und beide Federn (13, 14) ausschließlich auf einer Seite (111, 121) des Drehkontaktkörpers (1, 2) angeordnet sind.
Kontaktsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Drehkontaktkörper (1, 2) um eine Welle (3) drehbeweglich gelagert ist.
Kontaktsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem mindestes einen Drehkontaktkörper (1) ein zweiter Drehkontaktkörper (2) vorhanden ist, welche beide parallel zueinander, benachbart angeordnet sind.
Kontaktsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Drehkontaktkörper (1, 2) derart benachbart angeordnet sind, dass ihre mit Federn (13, 14) beaufschlagten Seiten voneinander wegweisen.
Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktsystem mit zwei Drehkontaktkörpern (1, 2) ausschließlich zwei Festkontakte (5, 6) aufweist.
Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Federhaken (132, 142, 232, 242) der Federn (13, 14, 23, 24) den jeweiligen Drehkontaktkörper (1, 2) umgreifen.
Kontaktsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Drehkontaktkörper (1, 2) jeweils eine Befestigungsbohrung (113) aufweist, durch die die Federhaken (132, 142, 232, 242) der Federn (13, 14, 23, 24) greifen.
Kontaktsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Drehkontaktkörper (1, 2) jeweils ein seitlich aus der Seitenfläche des Drehkontaktkörpers (1, 2) herausragendes Halteelement (114), insbesondere Zapfen, Niet, Stift, Schraube aufweist, an das die Federhaken (132, 142, 232, 242) der Federn (13, 14, 23, 24) angebunden sind.
Kontaktsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (114) einstückig aus dem Drehkontaktkörper (1, 2) geprägt ist.