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Die Erfindung betrifft eine Kontaktschiebereinheit für eine Schalteinheit, insbesondere für einen Leistungsschalter, aufweisend einen Kontaktschieber, in welchem ein Schaltstück führbar ist, und eine Kontaktschieberführungsvorrichtung, in welcher der Kontaktschieber geführt ist.
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Schalteinheiten, insbesondere Leistungsschalter, dienen unter Anderem dem sicheren Abschalten bei einem Kurzschluss und schützen dadurch Verbraucher und Anlagen. Ferner eignen sich elektrische oder mechanische Schalteinheiten für das betriebsmäßige manuelle Schalten von Verbrauchern sowie zur sicheren Trennung einer Anlage vom Stromnetz bei Wartungsarbeiten oder Änderungen an der Anlage. Elektrische Schalteinheiten, insbesondere Leistungsschalter, werden häufig elektromagnetisch betrieben.
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Das heißt, derartige Schalteinheiten sind technisch hochwertige elektrische Schaltgeräte mit integriertem Schutz für Motoren, Leitungen, Transformatoren und Generatoren. Ihren Einsatz finden sie an Stellen mit geringer Schalthäufigkeit. Derartige Schalteinheiten sind neben dem Kurzschlussschutz auch für den Überlastschutz geeignet.
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Im Falle eines Kurzschlusses schaltet eine elektrische Schalteinheit eine elektrische Anlage sicher ab. Somit bieten diese einen Sicherungsschutz vor Überlastung. Jeder Leiter, durch den Strom fließt, erwärmt sich mehr oder weniger stark. Die Erwärmung hängt dabei vom Verhältnis der Stromstärke zum Leiterquerschnitt, der so genannten Stromdichte, ab. Die Stromdichte darf nicht zu groß werden, da sonst durch zu hohe Erwärmung die Leiterisolation verschmoren und möglicherweise ein Brand ausgelöst werden kann. Um elektrische Anlagen gegen die schädigenden Auswirkungen zu schützen, werden Schalteinheiten als Überstrom-Schutzeinrichtungen verwendet.
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Leistungsschalter weisen zwei voneinander getrennt wirkende Auslösemechanismen für den Überlast- und Kurzschlussschutz auf. Beide Auslöser sind in Reihe geschaltet. Den Schutz beim Kurzschluss übernimmt ein zeitlich nahezu unverzögert wirkender elektromagnetischer Auslöser. Bei einem Kurzschluss entklinkt der elektromagnetische Auslöser unverzögert ein Schaltschloss des Leistungsschalters. Ein Schaltanker trennt das Schaltstück, ehe der Kurzschlussstrom seinen Höchstwert erreichen kann.
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Bekannte Schalteinheiten weisen eine Kontaktschiebereinheit mit einem Kontaktschieber und einem beweglichen Schaltstück auf. Das bewegliche Schaltstück weist ferner elektrische Kontakte auf. Ferner weisen derartige Schalteinheiten feste Kontakte zu einer Stromleitung auf. In einem eingeschalteten Zustand kontaktieren die elektrischen Kontakte des beweglichen Schaltstücks die festen Kontakte der Schalteinheit. Im Kurzschlussfall werden die elektrischen Kontakte des beweglichen Schaltstückes von den festen Kontakten gelöst, so dass der Stromfluss unterbrochen wird. Hierbei wird das bewegliche Schaltstück von den festen Kontakten gelöst.
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Bekannte Kontaktschieber von Schalteinheiten, weisen häufig zwei Führungssysteme, ein inneres und ein äußeres Führungssystem, auf. Das äußere Führungssystem kommt dann zum Einsatz, wenn der Schaltvorgang, das heißt, das Ein- oder Ausschalten, über ein Schaltschloss der Schalteinheit erfolgt. Das innere Führungssystem kommt im Kurzschlussfall zum Einsatz, wenn der Schaltvorgang über einen Schaltanker, häufig einen Stößel, der Schalteinheit erfolgt. Das heißt, beim Abschalten auf Grund eines Kurzschlusses eilt das bewegliche Schaltstück entlang des inneren Führungssystems dem Kontaktschieber voraus, prallt an Aufschlagflächen im so genannten Unterteil der Schalteinheit ab und fliegt wieder entlang dem inneren Führungssystem zurück. Hierbei fliegt es dem Schaltanker beziehungsweise dem Stößel der Schalteinheit entgegen.
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Ein wesentliches Problem bekannter Leistungsschalter besteht darin, dass der Kontaktschieber in seiner Führung klemmen kann, dies gilt insbesondere bei starker Schmutzentwicklung. Dabei lagern sich Silberperlen unterschiedlicher Größe zwischen Kontaktschieber und Kontaktschieberführung ein und können so zu einer Verklemmung führen. Dadurch treten Durchgangsfehler auf, da die Kontaktbrücke nicht mehr auf die Festkontakte gepresst wird. Der Kontaktschieber blockiert die Bewegung der Brücke. Ein Wiedereinschalten des Leistungsschalters ist so unmöglich. Die Funktion des Leistungsschalters ist nicht mehr gewährleistet. Er muss ersetzt werden.
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Dieses Problem konnte bisher nicht zufriedenstellend gelöst werden. Zwar kann durch eine entsprechende Beschichtung wie zum Beispiel durch Teflon, eine Verbesserung der Reibverhältnisse zwischen Kontaktschieber und Kontaktschieberführung erreicht werden, damit verbunden ist jedoch ein aufwändiges Verfahren mit Nachteilen für die Produktion, insbesondere durch sich lösenden Teflonstaub. Eine Lösung ohne Beschichtung ist daher wünschenswert.
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Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Kontaktschiebereinheit für eine Schalteinheit zu schaffen, die ohne aufwändige Verfahren technisch einfach zu realisieren ist und eine zuverlässige Handhabung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Kontaktschieber mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kontaktschiebereinheit für eine Schalteinheit, insbesondere für einen Leistungsschalter gelöst, aufweisend einen Kontaktschieber, in welchem ein Schaltstück führbar ist, und eine Kontaktschieberführungsvorrichtung, in welcher der Kontaktschieber geführt ist. Die Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass zwischen Kontaktschieber und Kontaktschieberführungsvorrichtung eine Linienberührung vorgesehen ist.
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Das wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in einer Linienberührung zwischen Kontaktschieber und Kontaktschieberführung mit bewusst vorgesehenen Zwischenräumen. Bisherige Schieberkonturen sind derart ausgeführt, dass eine Flächenberührung vorgesehen ist. Dadurch wird ein Verklemmen durch große Silberperlen begünstigt. Bei der erfindungsgemäßen Linienberührung ist die Wahrscheinlichkeit des Klemmens einer Silberperle genau an der Linienführung geringer. Die Freiräume zwischen den einzelnen Führungslinien, die in Form von Stegen ausgebildet sein können, geben den Perlen Platz zum Lagern.
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Der erfindungsgemäße Kontaktschieber weist vorzugsweise zwei parallel ausgerichtete Schenkelelemente auf, die im oberen Bereich des Kontaktschiebers durch mindestens einen ersten Übergangsbereich miteinander verbunden sind. Dabei dienen die Schenkelelemente zur Führung einer nicht dargestellten Kontaktdruckfeder. Oberhalb des Übergangsbereichs ist eine Ausnehmung ausgebildet, durch die eine Auflagefläche des Übergangsbereichs freigegeben wird. Auf dieser Auflagefläche kann ein nicht dargestelltes Schaltstück platziert werden. Am oberen Ende der Schenkelelemente ist vorzugsweise ein zweiter Übergangsbereich ausgebildet, der die beiden Schenkelelemente miteinander verbindet. Der erste Übergangsbereich ist parallel zum zweiten Übergangsbereich ausgebildet. Beide Übergangsbereiche weisen vorzugsweise mittig angeordnete konzentrisch angeordnete Aussparungen auf, die zur Durchführung eines Schaltankers, insbesondere eines Stößels ausgebildet sind. Der Kontaktschieber weist in seinem zweiten Übergangsbereich eine Fläche auf, die vier Seitenkanten aufweist, wobei die sich jeweils gegenüberliegenden Seitenkanten gleich ausgebildet sind. Das erste Paar sich gegenüberliegender Seitenkanten ist dabei vorzugsweise teilkonzentrisch ausgebildet, wobei an den teilkonzentrischen Seitenkanten vorzugsweise linienförmige Nasen entlang der Schenkelelemente ausgebildet sind. Das zweite Paar sich gegenüberliegender Seitenkanten ist vorzugsweise als Polygon ausgebildet.
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Der erfindungsgemäße Kontaktschieber ist derart in das Gehäuse des Schaltgeräts, insbesondere Leistungsschalters eingebettet, dass möglichst eine berührungsarme Führung vorliegt. Der Großteil des Bereichs zwischen Kontaktschieber und Schaltkammer ist daher großzügig ausgespart, um den Silberperlen Platz zu lassen. Nur an insgesamt vorzugsweise sechs Stellen, nämlich an den Stellen, an denen die linienförmigen Nasen ausgebildet sind, erfolgt eine punktuelle Führung. Jeweils neben einer linienförmigen Nase ist mindestens eine parallel dazu angeordnete vorzugsweise ebenfalls linienförmige Aussparung angeordnet, so dass ein alternierendes System aus linienförmigen Nasen und linienförmigen Aussparungen entsteht.
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Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen einem Kontaktschieber eines Schaltgeräts, insbesondere eines Leistungsschalters und einer Kontaktschieberführungsvorrichtung, das heißt also dem Gehäuse, nur eine Linienberührung vorgesehen ist. Ziel der Linienführung ist eine möglichst berührungsarme Führung des Kontaktschiebers. Beim Kurzschluss lagern sich an den Wänden der Schaltkammer Silberperlen ab, die bei einer flächigen Berührung zum Klemmen des Kontaktschiebers in der Schaltkammer führen können. Der Großteil des Bereichs zwischen Kontaktschieber und Schaltkammer ist daher großzügig ausgespart, um den Silberperlen Platz zu lassen. Vorzugsweise ist nur an insgesamt sechs Stellen eine punktuelle Führung in Form von linienförmigen Nasen vorgesehen. Durch die erfindungsgemäße Linienführung ist die Wahrscheinlichkeit eines Verklemmens des Schiebers vermindert. Den Silberperlen wird ein Lagerraum zur Verfügung gestellt. Dadurch sinkt insgesamt das Risiko von Durchgangsfehlern des Schaltgeräts.
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Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung erläutert.
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Dabei zeigen schematisch:
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1 in einer perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Kontaktschieber mit Linienführung;
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2 in einer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kontaktschiebers verbaut in einem Schaltgehäuse.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßer Kontaktschieber 1 dargestellt, der vorzugsweise zwei parallel ausgerichtete Schenkelelemente 2, 3 aufweist, die im oberen Bereich 4 des Kontaktschiebers 1 durch mindestens einen ersten Übergangsbereich 5 miteinander verbunden sind. Dabei dienen die Schenkelelemente 2, 3 zur Führung einer nicht dargestellten Kontaktdruckfeder. Oberhalb des Übergangsbereichs 5 ist eine Ausnehmung 6 ausgebildet, durch die eine Auflagefläche 7 des Übergangsbereichs 5 freigegeben wird. Auf dieser Auflagefläche 7 kann ein nicht dargestelltes Schaltstück platziert werden. Am oberen Ende 8 der Schenkelelemente 2, 3 ist vorzugsweise ein zweiter Übergangsbereich 9 ausgebildet, der die beiden Schenkelelemente 2, 3 miteinander verbindet. Der erste Übergangsbereich 5 ist parallel zum zweiten Übergangsbereich 9 ausgebildet. Beide Übergangsbereiche 5, 9 weisen vorzugsweise mittig angeordnete konzentrische Aussparungen 10, 11 auf, die zur Durchführung eines Schaltankers, insbesondere eines Stößels, ausgebildet sind. Der Kontaktschieber 1 weist in seinem Übergangsbereich 9 eine Fläche 12 auf, die vier Seitenkanten 13, 14, 15, 16 aufweist, wobei die sich jeweils gegenüberliegenden Seitenkanten 13, 15 und 14, 16 gleich ausgebildet sind. Die Seitenkanten 14, 16 sind dabei vorzugsweise teilkonzentrisch ausgebildet, wobei an den teilkonzentrischen Seitenkanten 14, 16 linienförmige Nasen 17 entlang der Schenkelelemente 2, 3 ausgebildet sind. Die sich gegenüber liegenden Seitenkanten 13, 15 sind vorzugsweise als Polygon ausgebildet. Jeweils neben einer linienförmigen Nase 17 ist mindestens eine parallel dazu angeordnete vorzugsweise ebenfalls linienförmige Aussparung 18 angeordnet, so dass ein alternierendes System aus linienförmigen Nasen 17 und linienförmigen Aussparungen 18 entsteht.
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2 zeigt den erfindungsgemäßen Kontaktschieber 1 in seiner Schaltgehäuseumgebung. Der erfindungsgemäße Kontaktschieber 1 ist dabei derart in das Gehäuse des Schaltgeräts, insbesondere Leistungsschalters eingebettet, dass möglichst eine berührungsarme Führung vorliegt. Die sich beim Kurzschluss an den Wänden der Schaltkammer ablagernden Silberperlen führen bei einer flächigen Berührung zu einem Klemmen des Kontaktschiebers in der Schaltkammer. Erfindungsgemäß ist daher der Großteil des Bereichs zwischen Kontaktschieber 1 und Schaltkammer großzügig ausgespart, um den Silberperlen einen Lagerraum zu bieten. Nur an insgesamt vorzugsweise sechs Stellen erfolgt eine punktuelle Führung in Form von linienförmigen Nasen 17.
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Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen einem Kontaktschieber eines Schaltgeräts, insbesondere eines Leistungsschalters und einer Kontaktschieberführungsvorrichtung, das heißt also dem Gehäuse, nur eine Linienberührung vorgesehen ist. Ziel der Linienführung ist eine möglichst berührungsarme Führung des Kontaktschiebers. Beim Kurzschluss lagern sich an den Wänden der Schaltkammer Silberperlen ab, die bei einer flächigen Berührung zum Klemmen des Kontaktschiebers in der Schaltkammer führen können. Der Großteil des Bereichs zwischen Kontaktschieber und Schaltkammer ist daher großzügig ausgespart, um den Silberperlen Platz zu lassen. Vorzugsweise ist nur an insgesamt sechs Stellen eine punktuelle Führung in Form von linienförmigen Nasen vorgesehen. Durch die erfindungsgemäße Linienführung ist die Wahrscheinlichkeit eines Verklemmens des Schiebers vermindert. Den Silberperlen wird ein Lagerraum zur Verfügung gestellt. Dadurch sinkt insgesamt das Risiko von Durchgangsfehlern des Schaltgeräts.
