DE102014107069A1 - Schaltgerät - Google Patents

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Abstract

Bei einem Schaltgerät (1), insbesondere Fehlerstromschutzschalter (13), wobei das Schaltgerät (1) wenigstens einen Festkontakt (2) aufweist, welcher auf einem Festkontaktträger (3) angeordnet ist, sowie einen beweglichen Kontakt (4), welcher auf einem beweglichen Kontaktarm (5) angeordnet ist, wobei der bewegliche Kontakt (4) in einem eingeschalteten Zustand des Schaltgeräts (1) mit dem Festkontakt (2) kontaktiert ist, wobei der bewegliche Kontaktarm (5) an einer Schaltwalze (10) des Schaltgeräts (1) gelagert ist, wobei an der Schaltwalze (10) eine Feder (25) angeordnet ist, welche Feder (25) unter Vorspannung zwischen Kontaktarm (5) und Schaltwalze (10) angeordnet ist, wird vorgeschlagen, dass die Feder (25) als Schenkelfeder (27) ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Beim Ausschalten eines elektrischen Stromes, daher beim Durchtrennen einer stromführenden, leitenden Verbindung kommt es zum Auftreten eines Lichtbogens. Vor allem bei Schaltgeräten ohne Sprung-Einschalt-Mechanik kann es bei einem langsamen Schließen der Schaltkontakte zum Auftreten eines Lichtbogens kommen. Dabei kann es zudem zu einem sog. Kontaktprellen kommen, wobei die Schaltkontakte einer Schaltstrecke nicht schnell genug und mit ausreichendem Kontaktdruck aneinander gepresst werden. Aufgrund von Massenträgheit und Rückfederungen kann es zu einem kurzzeitigen Abheben des beweglichen Kontakts von einem Festkontakt kommen, wodurch sich an diesem Bereich lokal ein Lichtbogen bildet. Das dabei entstehende Plasma verhindert ein vollständiges Schließen der Kontakte, da dies bestrebt ist zu entweichen. Dadurch kann es zu einem Zustand kommen, in welchem beim Einschalten ein Lichtbogen zwischen einander zugeordneten Schaltkontakten entsteht, welcher dann aufgrund seiner eigenen Wirkungen ein vollständiges Schließen der Schaltkontakte verhindert und damit auch nicht wieder verlöscht. Dies führt zu einem rapiden Abbrand der Schaltkontakte, und kann in weiterer Folge zu einem Verschweißen der Schaltkontakte führen, wodurch das betreffende Schaltgerät eine ernsthafte Gefahr für Menschen und Anlagen darstellt. Sofern es nicht zum Verschweißen der Kontakte kommt, führt der übermäßige Kontaktabbrand zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes und damit zur Erhöhung der im Schaltgerät entstehenden Verlustleistung und Abwärme, was langfristig ebenfalls zu einem Ausfall des betreffenden Schaltgeräts führen kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Schaltgerät der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, welches eine lange Lebensdauer aufweist, und welches einen geringen Kontaktabbrand und einen geringe Kontaktverschweißungsneigung aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
  • Dadurch kann ein Schaltgerät gebildet werden, welches einen geringen Kontaktabbrand sowie eine geringe Neigung zu Kontaktverschweißung aufweist. Bei einem derartigen Schaltgerät steht beim Einschalten, daher beim Schließen der Schaltkontakte, schnell der vollständige durch die Feder aufgebrachte Kontaktdruck zur Verfügung. Dadurch kann ein Schaltgerät gebildet werden, welches langlebig ist, und auch nach zahlreichen Schaltvorgängen noch einen hohen Kontaktdruck und einen geringen Übergangswiderstand an der Kontaktstelle zwischen Festkontakt und beweglichem Kontakt aufweist. Ein derartiges Schaltgerät weist über einen langen Zeitraum eine hohe Schaltsicherheit auf. Bei Ausbildung des Schaltgeräts als Schutzschalter, insbesondere als Fehlerstromschutzschalter, kann die Schutzwirkung über einen langen Zeitraum gewährleistet werden. Dadurch kann zudem beim Ausschalten des Schaltgeräts, daher beim Trenne der Schaltkontakte, ein schnelles Öffnen der Schaltkontakte erreicht werden, da die Schenkelfeder die Latenzzeit im Bereich des beweglichen Kontakts verkürzt. Der bewegliche Kontaktarm wird dadurch zu einem früheren Zeitpunkt bewegt. Dies führt zu einer weiteren Reduktion des Kontaktabbrandes, da aufgrund der schnelleren Kontaktöffnung ein dabei entstehender Lichtbogen schneller von den Kontakten weg geführt werden kann.
  • Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.
  • Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen einen lediglich bevorzugte Ausführungsform beispielhaft dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigt:
  • 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines gegenständlichen Schaltgeräts in axonometrischer Ansicht, sowie ohne oberer Gehäuseschale;
  • 2 eine Baugruppe des Schaltgeräts gemäß 1, bestehend aus Summenstromwandler, Schaltwalze, Schaltkontakten sowie Anschlüssen in einer ersten axonometrischen Ansicht;
  • 3 die Baugruppe gemäß 2 in einer zweiten axonometrischen Ansicht;
  • 4 die Baugruppe gemäß 2 im Seitenriss, sowie mit geschlossenen Schaltkontakten;
  • 5 die Ansicht gemäß 4 in teilweise geschnittener Darstellung;
  • 6 die Ansicht gemäß 4 mit geöffneten Schaltkontakten, sowie ohne Schaltwalze;
  • 7 die Ansicht gemäß 5 mit geöffneten Schaltkontakten;
  • 8 einen Kontaktarm gemäß den 1 bis 7 in axonometrischen Ansicht;
  • 9 eine Anordnung aus Festkontakt, Festkontaktträger, Anschlussklemme und Lichtbogenlöscheinrichtung gemäß den 1 bis 7 in axonometrischen Ansicht;
  • 10 die Lichtbogenlöscheinrichtung gemäß 9;
  • 11 eine bevorzugte Ausführung der Feder in einer ersten axonometrischen Darstellung; und
  • 12 die Feder gemäß 11 in einer zweiten axonometrischen Darstellung.
  • 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Schaltgeräts 1, wobei das Schaltgerät 1 wenigstens einen Festkontakt 2 aufweist, welcher auf einem Festkontaktträger 3 angeordnet ist, sowie einen beweglichen Kontakt 4, welcher auf einem beweglichen Kontaktarm 5 angeordnet ist, wobei der bewegliche Kontakt 4 in einem eingeschalteten Zustand des Schaltgeräts 1 mit dem Festkontakt 2 kontaktiert ist, wobei der bewegliche Kontaktarm 5 an einer Schaltwalze 10 des Schaltgeräts 1 gelagert ist, wobei an der Schaltwalze 10 eine Feder 25 angeordnet ist, welche Feder 25 unter Vorspannung zwischen Kontaktarm 5 und Schaltwalze 10 angeordnet ist, wobei die Feder 25 als Schenkelfeder 27 ausgebildet ist.
  • Dadurch kann ein Schaltgerät 1 gebildet werden, welches einen geringen Kontaktabbrand sowie eine geringe Neigung zu Kontaktverschweißung aufweist. Bei einem derartigen Schaltgerät 1 steht beim Einschalten, daher beim Schließen der Schaltkontakte 2, 4, schnell der vollständige durch die Feder 25 aufgebrachte Kontaktdruck zur Verfügung. Dadurch kann ein Schaltgerät 1 gebildet werden, welches langlebig ist, und auch nach zahlreichen Schaltvorgängen noch einen hohen Kontaktdruck und einen geringen Übergangswiderstand an der Kontaktstelle zwischen Festkontakt 2 und beweglichem Kontakt 4 aufweist. Ein derartiges Schaltgerät 1 weist über einen langen Zeitraum eine hohe Schaltsicherheit auf. Bei Ausbildung des Schaltgeräts 1 als Schutzschalter, insbesondere als Fehlerstromschutzschalter 13, kann die Schutzwirkung über einen langen Zeitraum gewährleistet werden. Dadurch kann zudem beim Ausschalten des Schaltgeräts 1, daher beim Trenne der Schaltkontakte 2, 4, ein schnelles Öffnen der Schaltkontakte 2, 4 erreicht werden, da die Schenkelfeder 27 die Latenzzeit im Bereich des beweglichen Kontakts 4 verkürzt. Der bewegliche Kontaktarm 5 wird dadurch zu einem früheren Zeitpunkt bewegt. Dies führt zu einer weiteren Reduktion des Kontaktabbrandes, da aufgrund der schnelleren Kontaktöffnung ein dabei entstehender Lichtbogen schneller von den Schaltkontakten 2, 4 weg geführt werden kann.
  • Die 2 bis 12 zeigen Einzelteile bzw. Baugruppen der bevorzugten Ausführungsform des gegenständlichen Schaltgeräts 1 gemäß 1.
  • Das gegenständliche Schaltgerät 1 kann als jegliche Ausbildung eines Schaltgeräts 1 ausgeführt sein. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Schaltgerät 1 als Schutzschalter, vor allem als Fehlerstromschutzschalter 13, ausgebildet ist.
  • 1 zeigt die bevorzugte Ausbildung des betreffenden Schaltgeräts 1 als Fehlerstromschutzschalter 13, wobei eine obere Gehäuseschale nicht dargestellt ist, um den Innenraum des betreffenden Schaltgeräts 1 zu zeigen, welcher in der dargestellten unteren Gehäuseschale 23 angeordnet ist. Dargestellt ist eine vierpolige Ausführung eines Fehlerstromschutzschalters 13, welche entsprechend vier Schaltstrecken aufweist, sowie die entsprechenden Anschlussklemmen 11, 12 zum Anschluss der drei Phasen sowie des Neutralleiters eines Drehstromnetzes. In dem dargestellten Schaltgerät 1 ist ein Summenstromwandler 22 angeordnet, durch welchen Anschlusskabel 24 geführt sind, welche an einem Ende mit einer ersten Anschlussklemme 11 und an deren anderen Ende jeweils mit einem beweglichen Kontaktarm 5 verbunden sind. Das betreffende Schaltgerät 1 weist weiters ein Handbedienorgan 21 auf, sowie eine elektromechanische Anordnung, um bei Auftreten eines vorgebbaren elektrischen Zustandes ein Trennen bzw. Öffnen der Schaltkontakte 2, 4 zu verursachen. Dabei wird an gegenständlicher Stelle nicht weiter auf den Aufbau eines Fehlerstromschutzschalters 13 eingegangen, da das gegenständliche Schaltgerät 1 bevorzugt nicht auf diese Ausbildung beschränkt ist, und der allgemeine Aufbau eines Fehlerstromschutzschalters 13 an sich bekannt ist.
  • Die gegenständliche Erfindung wird weiters anhand einer Schaltstrecke beschrieben. Als Schaltstrecke wird dabei ein elektrischer Pfad durch das Schaltgerät 1 bezeichnet, welcher in einem Zustand, in welchem jeweils einander zugeordnete Schaltkontakte 2, 4 miteinander in elektrisch leitendem Kontakt stehen, elektrisch leitend ist. Die betreffenden Schaltkontakte 2, 4 werden bei gegenständlichem Schaltgerät 1 durch einen Festkontakt 2, daher einen innerhalb des Gehäuses des Schaltgeräts 1 feststehenden Schaltkontakt, sowie einem beweglichen Kontakt 4 gebildet. Es können je Schaltstrecke auch mehrere Festkontakte 2 sowie bewegliche Kontakte 4 vorgesehen sein, was als Mehrfachunterbrechung bzw. Doppelunterbrechung bezeichnet wird.
  • Die Schaltkontakte, daher der Festkontakt 2 sowie der bewegliche Kontakt 4 sind jeweils bevorzugt umfassend Silber ausgebildet. Die durch das Schaltgerät 1 verlaufenden elektrischen Leiter sind bevorzugt umfassend eine Kupferlegierung gebildet.
  • Der Festkontakt 2 ist auf einem Festkontaktträger 3 angeordnet, insbesondere auf diesem aufgeschweißt. Der Festkontaktträger 3 ist bevorzugt als Teil der zweiten Anschlussklemme 12 ausgebildet, wobei jedoch auch eine separate Ausbildung und Verbindung mit der zweiten Anschlussklemme 12 vorgesehen sein kann.
  • Der bewegliche Kontakt 4 ist an einem Kontaktarm 5 angeordnet, welcher gemäß der dargestellten bevorzugten Ausführungsform in einer beweglichen Schaltwalze 10 gelagert ist. In der bevorzugt vorgesehenen Schaltwalze 10 sind zudem die beweglichen Kontaktarme 5 allfällig vorhandener weitere Schalstrecken gelagert, sodass bei einem Schaltvorgang stets sämtliche Schalstrecken geschaltet werden. Der bewegliche Kontakt 4 ist dabei bevorzugt an dem beweglichen Kontaktarm 5 aufgeschweißt. An einem dem beweglichen Kontakt 4 abgewandten Bereich des Kontaktarms 5, welcher als Anschlussschenkel 35 des Kontaktarms 5 bezeichnet wird, ist bevorzugt der aus dem Summenstromwandler 22 kommende flexible Leiter 24 befestigt, welcher flexible Leiter 24 wenigstens mittelbar schaltungstechnisch mit einer der ersten Anschlussklemmen 11 des Schaltgeräts 1 verbunden ist. Der Anschlussschenkel 35 ist dabei an einem, dem beweglichen Kontakt 4 abgewandten Bereich an der Schaltwalze 10 angeordnet. Durch diese Art der Anordnung bzw. Anbindung des flexiblen Leiters 24 kann das durch diesen auf die Schaltwalze 10 bzw. den Kontaktarm 5 wirkende Moment reduziert werden, wodurch die Kontaktöffnungszeit reduziert werden kann.
  • Das Schaltgerät 1 weist bevorzugt eine Lichtbogenlöscheinrichtung 6 auf. Diese Lichtbogenlöscheinrichtung 6 umfasst, gemäß der bevorzugten Ausführung, seitlich an dem Festkontaktträger 3 angeformte bzw. angeordnete Fortsätze 7. Die Fortsätze 7 flankieren einen Öffnungsweg 14 des beweglichen Kontaktarms 5 wenigstens bzw. lediglich bereichsweise seitlich. Die beiden Fortsätze 7 sind daher an dem Festkontaktträger 3 derart angeordnet und/oder derart ausgeformt, dass diese einen Raum seitlich begrenzen bzw. flankieren, durch welchen Raum sich der bewegliche Kontaktarm 5 bewegt, wenn sich dieser im Zuge eines Abschaltvorganges vom Festkontakt 2 wegbewegt.
  • Dadurch können Lichtbögen auch beim Abschalten hoher Ströme, etwa im Bereich von tausend Ampere, sicher gelöscht werden, selbst wenn das betreffende Schaltgerät 1 keine Sprung-Ausschalt-Mechanik aufweist. Dadurch kann ein Schaltgerät 1 gebildet werden, welches einen einfachen und platzsparenden Aufbau aufweist, welcher auch im Rahmen einer automatisierten Fertigung einfach umgesetzt werden kann. Ein derartiges Schaltgerät 1 benötigt zum Löschen eines Schaltlichtbogens keinen Löschblechstapel, wodurch der Aufbau deutlich vereinfacht wird, und gleichzeitig ein sicheres Abschalten hoher Ströme erreicht werden kann. Dadurch kann bei gleichzeitig einfachem Aufbau des Schaltgeräts 1 der Schutz von Menschen und Anlagen verbessert werden. Ein gegenständliches Schaltgerät 1 weist das Vermögen auf hohe Ströme sicher abzuschalten, und dies bei baulich deutlich vereinfachter Lichtbogenlöscheinrichtung 6, sowie reduziertem Platzbedarf.
  • Beim Trennen des beweglichen Kontakts 4 vom Festkontakt 2 kommt es zur Bildung eines Lichtbogens. Dieser Lichtbogen springt dabei bei einer bestimmten Entfernung des beweglichen Kontaktes 4 zum Festkontakt 2 vom Festkontakt 2 auf die seitlichen Fortsätze 7 über, welche auf demselben Potential liegen wie der Festkontakt 2. Bei der weiteren Entfernung des beweglichen Kontaktes 4 vom Festkontakt 2 bleibt der Lichtbogen, welcher nun auch als Lichtbogenpaar vorliegen kann, zwischen den Fortsätzen 7 und dem beweglichen Kontakt 4 bestehen, wobei es zu keinem Rückspringen auf den Festkontakt 2 kommt. Spätestens beim nächsten nachfolgenden Nulldurchgang der geschalteten Spannung verlischt der betreffende Lichtbogen.
  • Die gegenständliche Lichtbogenlöscheinrichtung 6 ist dabei bevorzugt lediglich durch die Fortsätze 7 gebildet. Mit anderen Worten, weist die bevorzugte Lichtbogenlöscheinrichtung 6 keine Löschblechstapel auf, und ist daher frei von gestapelten Löschblechen.
  • Bevorzugt ist der Festkontaktträger 3 in Öffnungsrichtung 15 des Kontaktarmes 5 abgewinkelt ausgebildet, wodurch bei zahlreichen Schaltgerätekonstruktionen die Fortsätze 7 einfach seitlich des Öffnungswegs 14 des beweglichen Kontaktarms 5 angeordnet werden können.
  • Die Fortsätze 7 sind jeweils mit dem Festkontaktträger 3 verbunden. Allerdings ist bevorzugt vorgesehen, dass – in Öffnungsrichtung 15 des beweglichen Kontaktes 4 – zwischen dem Festkontakt 3 und einer ersten Kante 18 jedes der Fortsätze 7 ein Spalt 19 angeordnet ist. Durch diesen Spalt 19 kann ein Lichtbogen auf einen bestimmten, vorgegeben Weg gezwungen werden. Es hat sich dabei als vorteilhaft herausgestellt, dass die erste Kante 18 der Fortsätze 7 im Wesentlichen in Verlängerung eines Kontaktbereichs des Festkontaktes 3 mit dem beweglichen Kontakt 4 angeordnet ist, wodurch eine besonders vorteilhafte Führung eines allfälligen Lichtbogens erreicht werden kann.
  • Die Fortsätze 7 sind dabei gemäß der dargestellten bevorzugten Ausführungsform jeweils im Wesentlichen rechtwinkelig an den Festkontaktträger 3 angeformt, und bilden einen u-förmigen Bereich.
  • Bevorzugt weisen die Fortsätze 7 eine vom Festkontakt 2 weg abnehmende Höhe 16 auf. Insbesondere weist die Fortsätze 7 eine trapezförmige Fläche 17 auf. Durch diese Maßnahmen kann sowohl eine wirksame Ableitung des Lichtbogens erzielt werden, als auch eine hohe Stabilität und Lebensdauer der derart gebildeten Lichtbogenlöscheinrichtung 6. Es kann an dieser Stelle auch vorgesehen sein, dass die Fläche eine andere geometrische Ausformung aufweist, mit vom Festkontakt 2 weg abnehmender Höhe 16.
  • Die Fog. 9 und 10 zeigen die bevorzugte Ausbildung der Fortsätze 7, wie vorstehend beschrieben. Die Fortsätze 7 sind dabei Teil eines separaten Lichtbogenlöschteiles 20, welcher gemäß der gegenständlichen bevorzugten Ausführung ein vom Festkontaktträger 3 separater Teil ist, welcher vorzugsweise mit diesem durch einen Niet verbunden ist, wie in den 5, 7 und 9 dargestellt, wobei der betreffende Niet einstückig mit dem Festkontaktträger 3 ausgebildet sein kann. Durch die separate Ausbildung des Lichtbogenlöschteiles 20, kann dieser aus einem anderen Werkstoff, als der Festkontaktträger 3 gebildet werden, etwa aus einem Eisenwerkstoff. Es kann auch vorgesehen sein, die Fortsätze 7 einstückig an dem Festkontaktträger 3 anzuformen.
  • Der Kontaktarm 5 weist bevorzugt einen über den beweglichen Kontakt 4 hinausreichenden Endbereich 8 auf, wie vor allem in 8 gut zu erkennen. Dieser Endbereich 8 ist bevorzugt einstückig mit dem restlichen beweglichen Kontaktarm 5 ausgebildet, und bildet bevorzugt, und wie in den 5 und 7 zu erkennen, einen Anschlag für den beweglichen Kontakt 4.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass lediglich der Öffnungsweg 14 des Endbereichs 8 von den Fortsätzen 7 des Festkontaktträgers 3 bereichsweise flankiert wird. Im Zustand, in dem der bewegliche Kontakt 4 an dem Festkontakt 2 anliegt, reichen die Fortsätze 7 daher gemäß der bevorzugten Ausführungsform, wie insbesondere in den 4 und 5 dargestellt, nicht bis zu den Kontakten 2, 4, sondern flankieren lediglich den Endbereich 8.
  • Um die Ableitung eines entstehenden Lichtbogens von der Kontaktstelle weg in Richtung der Fortsätze 7 zu unterstützen, ist bevorzugt vorgesehen, dass der Endbereich 8 des Kontaktarmes 5 zusammen mit einem diesem gegenüberliegend angeordneten Bereich des Festkontaktträgers 3 ein Blashorn 9 bilden. Ein Lichtbogen erzeugt ein Plasma, wodurch es zu einem lokalen Überdruck kommt. Dies kann ausgenutzt werden, um den Lichtbogen zusätzlich zu lenken bzw. anzutreiben. Als Blashorn 9 wird dabei ein sich von der Kontaktstelle, daher dem Entstehungsort eines Schaltlichtbogens weg erweiternder Bereich, daher ein Horn, bezeichnet.
  • Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Endbereich 8 des Kontaktarms 5 eine, von dem beweglichen Kontakt 4 weg abnehmende Dicke aufweist, bzw. dass der Endbereich 8 des Kontaktarmes 5 in Bewegungsrichtung der Kontaktarms 5 gebogen und/oder abgewinkelt ausgebildet ist. Die Dicke wird dabei bezogen auf die Dicken des beweglichen Kontaktarmes 5 im Bereich des beweglichen Kontaktes 4 gemessen, wobei die Bezugshöhe die Hinterfläche des beweglichen Kontaktarmes 5 im Bereich des beweglichen Kontaktes 4 ist.
  • An der Schaltwalze 10 ist weiters eine Feder 25 angeordnet, welche auch als Kontaktfeder bezeichnet werden kann. Die Feder 25 ist unter Vorspannung zwischen Kontaktarm 5 und Schaltwalze 10 angeordnet, wobei die Feder 25 bevorzugt den Kontaktarm 5 an bzw. in der Schaltwalze 10 hält.
  • Es ist vorgesehen, dass die Feder 25 als Schenkelfeder 27 ausgebildet ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der betreffenden Feder 25, wie diese in den 2 bis 7 teilweise dargestellt ist, ist in den 11 und 12 als Detail dargestellt. Die Schenkelfeder 27 ist dabei bevorzugt als Doppelschenkelfeder ausgebildet, wodurch ein Verkippen der Schenkelfeder 27 vermieden werden kann. Der bei dieser Ausführungsform u-förmig gebogene mittlere Doppelschenkel 36 wird als erster Schenkel 29 bezeichnet. Die beiden kurzen Schenkel 37, welche mit einem stirnseitigen Abschluss enden, werden als zweite Schenkel 31 bezeichnet.
  • Die Anordnung der als Schenkelfeder 27 ausgebildeten Feder 25 ist in den 5 und 7 dargestellt. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass ein kontaktarmseitiger Kraftangriffspunkt 28 der Feder 25 im Bereich des beweglichen Kontaktes 4 angeordnet ist. Dadurch wird unmittelbar derjenige Teil des beweglichen Kontaktarms 5 mit der durch die Feder 25 bereitgestellten Kraft beaufschlagt, welcher tatsächlich gegen den Festkontakt 2 gedrückt werden soll. Dadurch muss nicht erst eine elastische Verformung des beweglichen Kontaktarmes 5 überwunden werden. Dadurch wird der Aufbau, insbesondere in dynamischer Hinsicht, deutlich steifer, als bei üblichen Krafteinleitungen herkömmlicher Schaltwalzen, bei welchen entsprechend Federn über lange Hebelarme auf die betreffenden Kontakte wirken. Der betreffende kontaktarmseitige Kraftangriffspunkt 28 wird dabei bevorzugt durch das Ende 38 des ersten Schenkels 29 gebildet. Der betreffende erste Schenkel 29 ist daher bevorzugt derart ausgebildet, dass lediglich dessen Ende 38 gegen den Kraftangriffspunkt 28 drückt, während der restliche erste Schenkel 29 bevorzugt keinen unmittelbaren Kontakt mit dem beweglichen Kontaktarm 5 aufweist.
  • In diesem Zusammenhang ist insbesondere vorgesehen, dass ein erster Schenkel 29 der Schenkelfeder 27 gegen eine, dem beweglichen Kontakt 4 gegenüberliegenden Hinterseite 30 des beweglichen Kontaktarms 5 drückt, wodurch die vorstehend angeführten Vorteile der unmittelbaren Krafteinleitung erreicht werden können. Dadurch kann das Aufbringen eines hohen Kontaktdrucks unterstützt werden, sowie ein schnelles und kontaktverschleißarmes Schalten erreicht werden.
  • Die Schenkelfeder 27 ist im Wesentlichen vollständig in der Schaltwalze 10 angeordnet, bzw. stützt sich der erste Schenkel 29 an einem Teil des beweglichen Kontaktarms 5 ab, und drückt diesen gegen einen ersten Anschlag 26 der Schaltwalze 10, während ein zweiter Schenkel 31 der Schenkelfeder 27 innerhalb der Schaltwalze 10 gelagert ist, und dort gegen einen Halteteil 37 der Schaltwalze 10 drückt.
  • Der bewegliche Kontaktarm 5 ist bevorzugt L-förmig ausgebildet. Der bereits erwähnte Anschlussschenkel 35 des Kontaktarms 5, welcher mit dem flexiblen Leiter 24 verbunden ist, ist an einem, dem beweglichen Kontakt 4 abgewandten Bereich an der Schaltwalze 10 angeordnet. Der weitere sog. Kontaktschenkel 32 des Kontaktarms 5 ist bevorzugt durch das Schaltgerät 1 geführt. Bevorzugt liegen der Anschlussschenkel 35 und der Kontaktschenkel 32 derart an Bereichen der Schaltwalze 10 an, dass in der Drehrichtung, welche ein Öffnen der Schaltkontakte 2, 4 verursacht, die beiden Schenkel 32, 35 des Kontaktarms 5 an Anschlägen 26, 34 der Schaltwalze 10 formschlüssig anliegen, und derart mitgenommen werden bzw. gezwungen werden. Dadurch kann ein, gegenüber herkömmlichen Konstruktionen erheblich gesteigertes Drehmoment beim Öffnen der Schaltkontakte 2, 4 auf den Kontaktarm 5 ausgeübt werden.
  • Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Feder 25 den Kontaktschenkel 32 des Kontaktarms 5 in einem ausgeschalteten Zustand des Schaltgeräts 1 gegen den ersten Anschlag 26 der Schaltwalze 10 drückt. Dies ist in 7 dargestellt. Dadurch kann besagte steife Kopplung zwischen Kontaktarm 5 und Schaltwalze 10 erzielt werden.
  • 5 zeigt den Zustand des eingeschalteten Schaltgeräts 1. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Feder 25 den Kontaktschenkel 32 des Kontaktarms 5 im eingeschalteten Zustand des Schaltgeräts 1 gegen den Festkontakt 2 drückt, und damit auch den beweglichen Kontakt 4, welcher an dem beweglichen Kontaktarm 5 angeordnet ist. Der Kontaktarm 5 ist dabei bevorzugt vom ersten Anschlag 26 abgehoben bzw. beabstandet. Dadurch kann bis zu einem gewissen Maß an Kontaktabbrand weiterhin eine Kontaktierung der beiden Schaltkontakte 2, 4 mit ausreichend hohem Kontaktdruck sichergestellt werden.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Anschlag 26 der Schaltwalze 10, der Kontaktarm 5 und der Festkontakt 2 derart ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass – wenn sich das Schaltgerät 1 in einem eingeschalteten Zustand befindet – der Kontaktschenkel 32 vom ersten Anschlag 26 beabstandet ist, wodurch die vorstehend dargelegten Vorteile und Eigenschaften erreicht werden können.

Claims (19)

  1. Schaltgerät (1), insbesondere Fehlerstromschutzschalter (13), wobei das Schaltgerät (1) wenigstens einen Festkontakt (2) aufweist, welcher auf einem Festkontaktträger (3) angeordnet ist, sowie einen beweglichen Kontakt (4), welcher auf einem beweglichen Kontaktarm (5) angeordnet ist, wobei der bewegliche Kontakt (4) in einem eingeschalteten Zustand des Schaltgeräts (1) mit dem Festkontakt (2) kontaktiert ist, wobei der bewegliche Kontaktarm (5) an einer Schaltwalze (10) des Schaltgeräts (1) gelagert ist, wobei an der Schaltwalze (10) eine Feder (25) angeordnet ist, welche Feder (25) unter Vorspannung zwischen Kontaktarm (5) und Schaltwalze (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) als Schenkelfeder (27) ausgebildet ist.
  2. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein kontaktarmseitiger Kraftangriffspunkt (28) der Feder (25) im Bereich des beweglichen Kontaktes (4) angeordnet ist.
  3. Schaltgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Schenkel (29) der Schenkelfeder (27) gegen eine, dem beweglichen Kontakt (4) gegenüberliegenden Hinterseite (30) des beweglichen Kontaktarms (5) drückt.
  4. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Schenkel (31) der Schenkelfeder (27) innerhalb der Schaltwalze (10) gelagert ist.
  5. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Kontaktarm (5) L-förmig ausgebildet ist.
  6. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) einen Kontaktschenkel (32) des Kontaktarms (5) in einem ausgeschalteten Zustand des Schaltgeräts (1) gegen einen ersten Anschlag (26) der Schaltwalze (10) drückt.
  7. Schaltgerät (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) den Kontaktschenkel (32) des Kontaktarms (5) im eingeschalteten Zustand des Schaltgeräts (1) gegen den Festkontakt (2) drückt.
  8. Schaltgerät (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlag (26) der Schaltwalze (10), der Kontaktarm (5) und der Festkontakt (2) derart ausgebildet und/oder angeordnet sind, dass – wenn sich das Schaltgerät (1) in einem eingeschalteten Zustand befindet – der Kontaktschenkel (32) vom ersten Anschlag (26) beabstandet ist.
  9. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein flexibler Leiter (24), welcher wenigstens mittelbar schaltungstechnisch mit einer ersten Anschlussklemme (11) des Schaltgeräts (1) verbunden ist, mit einem Anschlussschenkel (35) des Kontaktarms (5) verbunden ist, wobei der Anschlussschenkel (35) an einem, dem beweglichen Kontakt (4) abgewandten Bereich an der Schaltwalze (10) angeordnet ist.
  10. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät (1) eine Lichtbogenlöscheinrichtung (6) aufweist.
  11. Schaltgerät (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenlöscheinrichtung (6) seitlich an dem Festkontaktträger (3) angeordnete, und einen Öffnungsweg (14) des beweglichen Kontaktarms (5) wenigstens bereichsweise flankierende Fortsätze (7) umfasst.
  12. Schaltgerät (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenlöscheinrichtung (6) lediglich durch die Fortsätze (7) gebildet ist.
  13. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenlöscheinrichtung (6) frei von gestapelten Löschblechen ist.
  14. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Festkontaktträger (3) in Öffnungsrichtung (15) des Kontaktarmes (5) abgewinkelt ausgebildet ist.
  15. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsätze (7) jeweils im Wesentlichen rechtwinkelig an den Festkontaktträger (3) angeformt sind.
  16. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortsätze (7) eine vom Festkontakt (2) weg abnehmende Höhe (16) aufweisen, insbesondere dass die Fortsätze (7) eine trapezförmige Fläche (17) aufweisen.
  17. Schaltgerät (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktarm (5) einen über den beweglichen Kontakt (4) hinausreichenden Endbereich (8) aufweist, und dass lediglich der Öffnungsweg (14) des Endbereichs (8) des Kontaktarms (5) von den Fortsätzen (7) des Festkontaktträgers (3) bereichsweise flankiert wird.
  18. Schaltgerät (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (8) des Kontaktarmes (5) zusammen mit einem diesem gegenüberliegend angeordneten Bereich des Festkontaktträgers (3) ein Blashorn (9) bilden.
  19. Schaltgerät (1) nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (8) des Kontaktarms (5) eine, von dem beweglichen Kontakt (4) weg abnehmende Dicke aufweist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1909358U (de) * 1964-11-11 1965-02-04 Stotz Kontakt Gmbh Schalter mit einer haltevorrichtung am kontakttraeger fuer einen mit einer kontaktdruckfeder zusammenarbeitenden kontaktfinger.
DE69519140T2 (de) * 1994-02-14 2001-06-07 Square D Co., Palatine Kontaktaufhängungseinheit für schutzschalter

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